一种聚丙烯复合阻尼材料及其制备方法技术

针对现有的聚丙烯材料需要通过包覆蒙皮、填充吸音材料的方式实现阻尼功能的上述问题，本发明专利技术提供一种聚丙烯复合阻尼材料，属于高分子领域该阻尼材料，包括聚丙烯：30‑65wt％，阻尼改性剂：20‑40wt％，增强材料：15‑35wt％，增容剂：0.5‑6.0wt％，抗氧剂：0.05‑0.50wt％，光稳定剂:0.05‑0.50wt％，以上所有组分的和为100wt％；所述的聚丙烯的熔融指数为10‑100g/10min(230℃，2.16kg)，所述的阻尼改性剂为阻尼聚合物或者其与填充剂的复合材料；所述阻尼聚合物为熔融指数0.5‑10g/10min(190℃，2.16kg)弹性体或门尼黏度小于30MU的橡胶预处理料；所述填充剂为具有片层结构的粉体。本发明专利技术开发的阻尼材料同时具有高模量、高韧性和高阻尼系数，既能满足工程塑料的性能要求，也能满足阻尼材料的要求，克服了常规塑料阻尼因子低的不足。

A Polypropylene Composite Damping Material and Its Preparation Method

In view of the above problems that existing polypropylene materials need to achieve damping function by covering skin and filling sound absorbing materials, the present invention provides a polypropylene composite damping material, which belongs to the field of macromolecule. The damping material includes polypropylene: 30 65wt%, damping modifier: 20 40wt%, reinforcing material: 15 35wt%, compatibilizer: 0.5 6.0wt%, antioxidant: 0. 05 0.50wt%, light stabilizer: 0.05 0.50wt%, the sum of all the above components is 100wt%; the melting index of polypropylene is 10 100g/10min (230 C, 2.16kg), the damping modifier is a damping polymer or a composite with filler; the damping polymer is an elastomer with a melting index of 0.5 10g/10min (190 C, 2.16kg) or an rubber with a Mooney viscosity less than 30MU. The filler is a powder with lamellar structure. The damping material developed by the invention has high modulus, high toughness and high damping coefficient, which can not only meet the performance requirements of Engineering plastics, but also meet the requirements of damping materials, and overcome the shortcomings of low damping factor of conventional plastics.

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯复合阻尼材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种聚丙烯复合阻尼材料及其制备方法。
技术介绍
汽车内的噪音主要来源于发动机、风噪以及轮胎与地面的撞击声音。其中，发动机声音通过仪表板等位置传入；风噪通过玻璃、天棚以及汽车门板传入汽车内部；而轮胎与地面的碰撞声则可以通过翼子板、底板等传入。通常，100km/h行驶时车内的噪音为55-70分贝，40分贝是正常的环境声音，在此以上就是有害的噪声，降低噪音可以提高驾驶舒适性，提高驾驶乐趣，降低引发噪音病的危险。为了减少汽车内的噪音，在汽车内部往往要加入很多发泡材料、吸音棉等物质，以吸收噪音。这些材料往往具有较低的密度，占据了汽车内部较多的空间。阻尼材料是指在使用温度下具有较高的阻尼因子(tanδ0.1以上)，对震动和噪音具有显著降低作用的材料，比如IIR，NBR，PIB、沥青以及一些其它的聚合物。这些材料在使用温度下的损耗因子高于0.1，甚至大于1.0，可以将材料震动的动能转换为热能，减少震动，降低噪音。损耗因子是指聚合物在一定温度下和一定频率下的损耗模量与弹性模量的比值，表征聚合物的一定的震动下有动能转变为损耗热能的部分。由于聚合物阻尼因子在玻璃化转变温服附近最高，阻尼材料一般玻璃化转变温度在室温附近(丁基橡胶除外)，导致阻尼材料一般为弹性体为主，如丁基橡胶(IIR)、软质聚氨酯(PU)、丁腈橡胶(NBR)聚异丁烯(PIB)，室温下为弹性体，具有较低的模量和强度，难以作为结构材料单独使用，通常通过和金属、塑料等材料通过结构复合增加阻尼作用，如或贴敷在金属表面，或通过结构复合做成三明治夹心结构。另外，发泡材料也可以作为降噪材料使用，其原理为声波在泡孔中的多次反射消耗，并非通过材料本身的阻尼作用实现。在汽车内饰中，聚丙烯改性塑料可以制造门板、仪表板、立柱、座椅和天棚等多种零部件。但是，常规聚丙烯复合材料的阻尼因子在室温下为0.05-0.1左右，在室温或者使用温度范围内的阻尼性能很低，震动或者噪音经过聚合物以后几乎不衰减，对周围环境造成噪音污染，并且表面较硬，触感不好。所以，汽车内部一般通过加入吸音棉或者通过包覆软发泡蒙皮等可以实现噪音的降低，不仅加工工艺复杂、成本高，而且增加汽车自重，挤占车内空间。
技术实现思路
针对现有的聚丙烯材料作为汽车内饰材料使用，需要通过包覆蒙皮、填充吸音材料的方式实现阻尼功能，工艺复杂、不利于轻量化和增加车内空间的上述问题，本专利技术旨在提供一种聚丙烯复合阻尼材料，通过将聚丙烯与阻尼材料复合，增强填料的作用，制备了具有高模量、高韧性和高阻尼因子的复合材料，可以作为结构材料单独用作汽车内饰部件。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种聚丙烯复合阻尼材料，包括以下组分：聚丙烯：30-65wt％，阻尼改性剂：20-40wt％，增强材料：15-35wt％，增容剂：0.5-6.0wt％，抗氧剂：0.05-0.50wt％，光稳定剂:0.05-0.50wt％，以上所有组分的和为100wt％；；所述的聚丙烯的熔融指数为20-120g/10min(230℃，2.16kg)，所述的阻尼改性剂为阻尼聚合物或者其与填充剂的复合材料；所述阻尼聚合物为熔融指数0.5-10g/10min(190℃，2.16kg)弹性体或门尼黏度小于30MU的橡胶预处理料；所述填充剂为具有片层结构的粉体。所述的聚丙烯熔融指数为10-60g/10min(230℃，2.16kg)的均聚聚丙烯或共聚聚丙烯树脂。所述阻尼聚合物基材材料弹性体包括但不限于POE、VA含量为40-80％的EVA、高乙烯基含量的SBS或者氢化SBS等TPE，；所述的橡胶为丙烯腈含量大于30％的丁腈橡胶NBR、丁基橡胶IIR卤化IIR、氯丁橡胶CR、聚异丁烯、丙烯酸酯类橡胶或聚氨酯橡胶。所述橡胶预处理料与填充剂的复合材料的加工方法为：将橡胶投入密炼机混合密炼2分钟，每100重量份橡胶加入10-40份的填充剂和1-5份的偶联剂，继续密炼3-5分钟，然后排料并冷却至室温，切碎并添加1-3wt％滑石粉隔离剂；所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或者铝酸酯偶联剂；所述弹性体与填充剂的加工方法为使用双螺杆挤出机混合弹性体与填充剂，经过冷却、造粒备用。所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或者铝酸酯偶联剂。。所述填充剂包括但不限于云母、滑石粉、蒙脱土、碳酸钙、炭黑或者二氧化硅等无机矿物质。所述增强材料选自玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、植物纤维、矿物纤维、晶须填料等，采用偶联剂进行表面涂覆处理。所述增容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝POE、硅烷接枝聚丙烯等。所述硅烷偶联剂包括但不限于KH550、KH570、A-151、A172等。所述的抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物；所述受阻酚类抗氧剂可以为亚磷酸三(2,4–二叔丁基苯酚酯)，所述亚磷酸酯类抗氧剂可以为四[β–(3,5–二叔丁基–4–羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；包括但不限于双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物和聚-{[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)-亚氨基]-1,3,5三嗪-2,4-二基}[2-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-氨基]-亚己基-[4-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚氨基])中的一种或多种。本专利技术还提供一种聚丙烯复合阻尼材料的制备方法，按照上述配方称取各组分，将除增强材料以外的所有材料使用高速混合机混合均匀后通过主加料口加入双螺杆挤出机，通过侧加料口加入增强材料，双螺杆挤出机的加工温度为180-220℃，转速200-700rpm，熔融挤出、冷却、切粒后即得所需产品。本专利技术开发的阻尼材料同时具有高模量、高韧性和高阻尼系数，既能满足工程塑料的性能要求，也能满足阻尼材料的要求，克服了常规塑料阻尼因子低的不足。阻尼因子0.3-0.6，对降低噪音(尤其是低频噪音)和降低震动具有明显作用。模量1800MPa以上，作为汽车内饰，该材料可以应用于汽车门板、主副仪表板、立柱、天棚、衣帽架、座椅等部位，可以通过常规的注塑机一次加工成型，无需贴敷等二次工艺，简化了工艺，与填充吸引材料的方式相比，材料体积减小，重量减轻，汽车内空间增加。在具有高模量和高强度的同时，表面具有软触感，触摸上去具有皮革等包覆材料体验，可以降低成本，节约材料，实现产品增值。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1称取高结晶聚丙烯(HCPP)BX390045份，SBS弹性体512720份，无碱短切玻璃纤维538A30份，马来酸酐接支聚丙烯4份，以及抗氧剂0.2％、光稳定剂0.2％等，除玻璃纤维以外的所有材料使用高速混合机混合3-5min后通过主加料口加入双螺杆挤出机，在侧加料口按照重量要求加入玻璃纤维，双螺杆挤出机的转速为300RPM，温度为180-220℃。然后通过冷却、切粒后即得所需产品。所得产品MFR为18g/10min，拉伸强度60Mpa，弯曲模量3500Mpa，冲击强度20kj/m2，室温下阻尼因子tanδ为0.30。实施例2称取高结晶聚丙烯(HCPP)BX390035份，SBS弹性体512530份，无碱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯复合阻尼材料，其特征在于，包括以下组分：聚丙烯：30‑65wt％，阻尼改性剂：20‑40wt％，增强材料：15‑35wt％，增容剂：0.5‑6.0wt％，抗氧剂：0.05‑0.50wt％，光稳定剂:0.05‑0.50wt％，以上所有组分的和为100wt％；所述的聚丙烯的熔融指数为10‑100g/10min(230℃，2.16kg)；所述的阻尼改性剂为阻尼聚合物或者其与填充剂的复合材料；所述阻尼聚合物为熔融指数0.5‑10g/10min(190℃，2.16kg)弹性体或门尼黏度小于30MU的橡胶预处理料；所述填充剂为具有片层结构的粉体。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合阻尼材料，其特征在于，包括以下组分：聚丙烯：30-65wt％，阻尼改性剂：20-40wt％，增强材料：15-35wt％，增容剂：0.5-6.0wt％，抗氧剂：0.05-0.50wt％，光稳定剂:0.05-0.50wt％，以上所有组分的和为100wt％；所述的聚丙烯的熔融指数为10-100g/10min(230℃，2.16kg)；所述的阻尼改性剂为阻尼聚合物或者其与填充剂的复合材料；所述阻尼聚合物为熔融指数0.5-10g/10min(190℃，2.16kg)弹性体或门尼黏度小于30MU的橡胶预处理料；所述填充剂为具有片层结构的粉体。2.根据权利要求1所述的阻尼材料，其特征在于，所述的聚丙烯熔融指数为10-60g/10min(230℃，2.16kg)的均聚聚丙烯或共聚聚丙烯树脂。3.根据权利要求1所述的阻尼聚合物基材，其特征在于，所述弹性体为POE、VA含量为40-80％的EVA、高乙烯基含量的SBS或者氢化SBS；所述的橡胶为丙烯腈含量大于30％的丁腈橡胶NBR、丁基橡胶IIR、氯丁橡胶CR、聚异丁烯PIB、丙烯酸酯类橡胶或聚氨酯橡胶。4.根据权利要求1所述的阻尼材料，其特征在于，所述橡胶预处理料与填充剂的复合材料的加工方法为：将橡胶投入密炼机混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小虎，苏超，赵凤雯，张秀文，王乾，王晓明，谭伟宏，
申请(专利权)人：青岛海尔新材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37