聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法。该聚丙烯复合材料包括如下重量份数的组分：聚丙烯树脂70‑90份；钨酸镥1‑10份；硫酸钡6‑20份；阻燃剂2‑8份；协效阻燃剂1‑4份；偶联剂0.1‑2份；抗氧剂0.2‑0.5份；润滑剂0.1‑0.5份；成核剂0.2‑1份。该聚丙烯复合材料具有高光泽度、低收缩率、机械性能均衡的特性，而且材料成本低，具有可观的经济效益，可以满足汽车、家电及电子电器等行业对于高性能优良外观阻燃的PP复合材料的需求。

Polypropylene Composites and Their Preparation Methods

The invention belongs to the technical field of materials, in particular to a polypropylene composite material and a preparation method thereof. The polypropylene composite material consists of the following components by weight: polypropylene resin 70 90 parts; tungstate 1 10 parts; barium sulfate 6 20 parts; flame retardant 2 8 parts; synergistic flame retardant 1 4 parts; coupling agent 0.1 2 parts; antioxidant 0.5 parts; lubricant 0.1 0.5 parts; nucleating agent 0.2 1 parts. The polypropylene composite has the characteristics of high gloss, low shrinkage, balanced mechanical properties, low cost and considerable economic benefits. It can meet the requirements of high performance flame retardant P P composites for automobile, household appliances and electronic appliances industries.

【技术实现步骤摘要】
聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术属于材料
，具体涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯(Polypropylene，PP)材料是一种半透明无色固体、无臭无毒的高分子材料，其结构规整容易结晶，熔点高达168℃，耐热、耐腐蚀，密度小，是最轻的通用塑料；但是，其耐低温冲击性差，收缩率大，易老化。目前常用于降低聚丙烯材料收缩率的方法有：1)添加滑石粉、碳酸钙、云母等填料或增加其用量；2)添加玻璃纤维；3)增加增韧剂的含量。上述三种方法的缺点分别为：1)添加填料或增加填料的量使材料韧性下降；2)添加玻璃纤维之后，聚丙烯材料的表观质量就明显下降且材料的耐冲击性能也略显不足；3)增加增韧剂的含量会带来成本增加和模量降低的问题。随着电子电气、家电、汽车零部件、机电设备向高性能微型化发展，对PP材料，尤其是环保型阻燃PP材料的需求越来越多。阻燃PP材料目前主要是溴-锑复合型，还有磷氮类膨胀型。这些阻燃PP材料的特点是阻燃剂添加量大、阻燃剂易析出，材料韧性差，比重高，尺寸稳定性差，燃烧时会产生大量烟雾并且污染环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种聚丙烯复合材料及其制备方法，旨在解决现有PP材料收缩性能、阻燃和环保效果不能兼顾的技术问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种聚丙烯复合材料，包括如下重量份数的组分：本专利技术提供的聚丙烯复合材料中，聚丙烯树脂作为基础树脂，通过选用钨酸镥和硫酸钡复配作为辅助填料，既可增强聚丙烯复合材料的刚性又使其表面具有高光泽度特点，既能降低复合材料收缩率以保证制品尺寸稳定又能提高其耐热性能；而阻燃剂和协效阻燃剂可使复合材料的阻燃级别达到V2级，同时成核剂使得复合材料的机械性能、耐热性能和低收缩性能进一步提升。本专利技术的聚丙烯复合材料的配方中，各成分和含量通过协同作用，使得该聚丙烯复合材料具有高光泽度、低收缩率、机械性能均衡的特性，而且材料成本低，具有可观的经济效益，可以满足汽车、家电及电子电器等行业对于高性能优良外观阻燃的PP复合材料的需求。本专利技术另一方面提供一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：按本专利技术的上述聚丙烯复合材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料；所述聚丙烯树脂、钨酸镥、硫酸钡、阻燃剂、协效阻燃剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂和成核剂进行混合处理，得到混合物料；将所述混合物料进行熔融挤出造粒。本专利技术提供的聚丙烯复合材料的制备方法工艺简单易行，成本低，最终制得的聚丙烯复合材料中，通过选用钨酸镥和硫酸钡复配作为辅助填料，和其他助剂通过协同作用，使得该聚丙烯复合材料具有高光泽度、低收缩率、机械性能均衡的特性，可以满足汽车、家电及电子电器等行业对于高性能优良外观阻燃的PP复合材料的需求。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一方面，本专利技术实施例提供了一种聚丙烯复合材料，包括如下重量份数的组分：本专利技术实施例提供的聚丙烯复合材料中，聚丙烯树脂作为基础树脂，通过选用钨酸镥和硫酸钡复配作为辅助填料，既可增强聚丙烯复合材料的刚性又使其表面具有高光泽度特点，既能降低复合材料收缩率以保证制品尺寸稳定又能提高其耐热性能；而阻燃剂和协效阻燃剂可使复合材料的阻燃级别达到V2级，同时成核剂使得复合材料的机械性能、耐热性能和低收缩性能进一步提升。本专利技术实施例的聚丙烯复合材料的配方中，各成分和含量通过协同作用，使得该聚丙烯复合材料具有高光泽度、低收缩率、机械性能均衡的特性，而且材料成本低，具有可观的经济效益，可以满足汽车、家电及电子电器等行业对于高性能优良外观阻燃的PP复合材料的需求。进一步地，本专利技术实施例提供的聚丙烯复合材料中，所述聚丙烯树脂包括均聚聚丙烯、共聚聚丙烯和无规聚丙烯中的至少一种。本专利技术实施例选用均聚聚丙烯和共聚聚丙烯复配，这样既结合了均聚聚丙烯的刚性和共聚聚丙烯的韧性从而赋予材料均衡的机械性能，同时只需少量添加成核剂就使得材料机械性能、耐热性能和低收缩性能更加优异。优选地，选用均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的熔体流动速率在230℃/2.16Kg条件下不小于20g/10min进行混合复配，在上述规格范围内的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯用于制备聚丙烯复合材料，可更好地适合共混挤出的注塑加工工艺。本专利技术实施例中，聚丙烯树脂的重量份为70-90份，具体可为70份、74份、75份、80份、85份、90份等，优选地，选用均聚聚丙烯和共聚聚丙烯等比例复配效果更佳，如均聚聚丙烯37.5份和共聚聚丙烯37.5份。进一步地，本专利技术实施例提供的聚丙烯复合材料中，所述钨酸镥化学式为Lu2(WO4)3或Lu2W3O12，本专利技术实施例中钨酸镥为斜方晶系型钨酸镥，即斜方晶型各向异性负热膨胀材料，该钨酸镥随温度的升高内部晶体沿一个或某两个轴收缩而沿其它轴膨胀，使材料的整体膨胀性能表现为负膨胀，能最大限度的减少材料的内应力，增加材料的尺寸稳定性；Lu2W3O12在-127℃～627℃有负热膨胀性能，平均线性热膨胀系数为-6.8×10-6K-1；钨酸镥优选纳米级的钨酸镥，具体粒径可以为30-300nm。所述硫酸钡也优选纳米级硫酸钡，具体硫酸钡的粒径为30-300nm，纳米级的钨酸镥和纳米级的硫酸钡复配，效果更佳。更进一步地，优选经氧化铝和/或聚硅氧烷进行表面改性的硫酸钡，经改性后的硫酸钡粉体在聚丙烯复合材料的基体中更容易分散，与基体树脂结合更紧密，对复合材料的性能影响更小。本专利技术实施例中，钨酸镥的重量份为1-10份，具体可为1份、2份、5份、8份、10份等，硫酸钡的重量份为6-20份，具体可为6份、12份、15份、18份、20份等。进一步地，本专利技术实施例提供的聚丙烯复合材料中，所述阻燃剂包括八溴醚、八溴硫醚、六溴环十二烷和三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯中的至少一种；所述协效阻燃剂包括三氧化二锑、五氧化二锑和硼酸锌中的至少一种。通过优选高效的溴-锑阻燃体系，添加量少，但能很好地控制燃烧发烟量及减少对模具的腐蚀，可有效降低材料成本，具有更可观的经济效益。本专利技术实施例中，阻燃剂的重量份为2-8份，具体可为2份、3份、4份、6份、8份等，协效阻燃剂的重量份为1-4份，具体可为1份、2份、4份等。进一步地，本专利技术实施例提供的聚丙烯复合材料中，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)，该优选的偶联剂能有效提高聚丙烯复合材料中各成分之间的胶接强度；所述抗氧剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)中的至少一种，该优选的抗氧剂能有效提高聚丙烯复合材料的抗氧化性能。所述润滑剂为硬脂酸钙CaSt2，润滑剂可降低摩擦副的摩擦阻力，提高复合材料的加工性能；所述成核剂为α型-成核剂，优选磷酸盐类成核剂，该成核剂作为聚丙烯树脂结晶的改性助剂，能够使聚丙烯复合材料具有良好的加工性能和使用性能。本专利技术实施例中，偶联剂的重量份为0.1-2份，具体可为0.1份、0.2份、1份、2份等，抗氧剂的重量份为0.2-0.5份，具体可为0.2份、0.3份、0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：2.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂包括均聚聚丙烯、共聚聚丙烯和无规聚丙烯中的至少一种。3.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述钨酸镥为斜方晶系型钨酸镥；和/或所述硫酸钡为纳米级硫酸钡。4.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述阻燃剂包括八溴醚、八溴硫醚、六溴环十二烷和三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯中的至少一种；和/或所述协效阻燃剂包括三氧化二锑、五氧化二锑和硼酸锌中的至少一种。5.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；和/或所述抗氧剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪立君，何征，张尊昌，刘珍元，
申请(专利权)人：惠州市沃特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44