本发明专利技术公开了一种高性能、低密度矿物填充聚丙烯材料的制备方法，材料由如下重量百分比的组分组成：PP基料40.8～89.4％；增韧剂：0～25％；填充物10～30％；抗氧剂：0.6‑2.2％；刮擦助剂：0‑2％。本发明专利技术的有益效果为：通过一种采用一种空心的玻璃微珠作为填充矿物，空心玻璃微珠独特的结构赋予其低密度、高强度的特点，相比于传统的玻璃维族、滑石粉、玻纤、硅灰石等填充矿物空心玻璃微珠由于自身独特的特点，在不影响复合材料强度的前提下可以大幅度降低材料的密度，可以将最终零件的重量降低15％甚至更多，空心玻璃微珠填充聚丙烯材料在汽车仪表板、装饰柱、遮阳板、门板等零件上对实现汽车的轻量化具有重要的意义。
A High Performance and Low Density Mineral Filled Polypropylene Material and Its Preparation Method
The invention discloses a preparation method of high performance and low density mineral filled polypropylene material, which is composed of the following components: PP base material 40.8-89.4%, toughening agent 0-25%, filler 10-30%, antioxidant 0.6-2.2%, scraping aid 0-2%. The beneficial effect of the present invention is that by adopting a hollow glass microsphere as filling mineral, the hollow glass microsphere has the characteristics of low density and high strength due to its unique structure. Compared with the traditional glass Uygur, talc powder, glass fiber, wollastonite and other filling mineral hollow glass microspheres, due to their unique characteristics, the hollow glass microsphere can be larger without affecting the strength of composite materials. The weight of the final parts can be reduced by 15% or more by reducing the density of the materials. Hollow glass beads filled with polypropylene material is of great significance to the lightweight of automobile parts such as dashboard, decorative column, sunshade and door panel.
【技术实现步骤摘要】
一种高性能、低密度矿物填充聚丙烯材料及其制备方法
本专利技术涉及到一种利用空心玻璃微珠的低密度、高强度的特点，可以将最终零件的重量降低15％甚至更多，并且对改善尺寸稳定性，减少翘曲具有非常重要的意义，实现低密度聚丙烯材料在汽车仪表板、装饰柱、遮阳板、门板等零件上的应用，对实现汽车的轻量化具有重要的意义。
技术介绍
由于汽车保有量的提高，让中国的汽车产业发展稳步上升，近年来汽车产量保持在每年10％以上的增长速度，消费者对汽车的要求也逐渐提高，汽车未来发展趋势将经历本质性的转变：彼时车机、车厂、车主均将与目前迥异。科技是这一转变的原动力，环保、便捷、安全、实惠将会是未来的主流趋势，其中汽车轻量化将会降低油耗，对实现节能环保具有重要的意义。聚丙烯作为目前应用最广泛的通用塑料具有无味、无毒、密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,散发性能、耐刮擦性能、耐应力发白性能优异，并且价格低，易于成型加工，聚丙烯由于其独特的性能在汽车内外饰广泛应用，仪表板、门板、保险杠、遮阳板、装饰柱等零部件都是选用PP材料，在典型的乘用车中，PP塑料部件占60多个，PP在汽车上应用极为广泛。汽车轻量化是近年来汽车材料的发展趋势，目前各主机厂将轻量化列为未来发展的重点，PP材料在汽车上应用广泛，PP材料涉及的零件轻量化对于汽车轻量化具有非常重要意义，目前涉及到的技术有薄壁化、降低填充物含量和发泡等技术，薄壁化对于材料的流动性和力学性能要求较高，降低填充物和发泡对于力学性能有影响，在不影响性能的前提下降低材料的密度对于实现轻量化具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高性能、低密度矿物填充聚丙烯材料及其制备方法，通过引入一种特殊结构的空心玻璃微珠在不降低聚丙烯材料力学性能的前提下，降低了材料的密度，从而使零件的重量降低，对实现汽车轻量化具有非常重要的意义。本专利技术为解决所提出的技术问题，采用的技术方案为：一种高性能、低密度矿物填充聚丙烯材料，其包括以下按重量百分比计的原料：所述的PP基料可以是均聚PP也可以是共聚PP，熔融指数为10～60g/10min(230℃，2.16kg)所述的填充物是是一种硅酸盐玻璃制成的空心玻璃微球，真密度0.6g/cc，平均直径：30μm，PH：9.5。所述的增韧剂是POE(乙烯-辛烯共聚物)，可以起到增加聚丙烯材料抗冲击的性能。所述的抗氧剂是1010/DSTP/168/7072/UV-5590/CaST的混合物。所述的刮擦助剂是MB50-001，是一种以聚丙烯为载体的硅酮母粒，硅酮的含量50％。所述的复合材料中还可包括润滑剂、抗氧剂、耐刮擦助剂等功能性助剂。上述高性能、低密度矿物填充聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配方比例称取的各原料；通过高速搅拌机混合均匀，备用；(2)将上述混合原料通过双螺杆挤出机的主喂料口加入，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述聚丙烯材料。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：通过引入一种空心玻璃微珠，相比于传统的填充矿物滑石粉、硅灰石、实心玻璃微珠、高岭土等矿物，其力学性能相当，但是由于其独特的空心结构可以大幅度降低填充物的密度，从而实现零部件的重量，实现轻量化，相比于传统的薄壁化、降低矿物填充量的轻量化的方法，其优势在于力学性能不会降低，相比于发泡实现轻量化的方法，其加工方式相对简单，不会对模具及生产设备有特殊的要求，该方法可以实现减重15％甚至更多，对改善尺寸稳定性，减少翘曲具有非常重要的意义，并且空心玻璃微珠由于其独特的中空密闭的正球形结构，可以赋予材料绝缘、自润滑、隔音隔热、不吸水、耐腐蚀、防辐射等性能。具体实施方式为了使本方法要解决的技术问题、技术方案及有益效果表述的更加清楚，下面将结合具体的实施例，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用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术的具体实施例选用下列物料：聚丙烯树脂1(PP-l)：熔融指数10，测试条件230℃*2.16kg；聚丙烯树脂2(PP-2)：熔融指数60，测试条件230℃*2.16kg；空心玻璃微珠S60HS，3M公司；实心玻璃微：050-20-215，法国Sovitec公司；滑石粉：3000目，市售；HDPE：8008，兰州石化；增韧剂：POE-6102，埃克森美孚公司；稳定剂-抗氧剂1010：受阻酚类抗氧剂，瑞士CIBA公司；稳定剂-抗氧剂DSTP：β,β”'-硫代二丙酸二硬脂酸酯，市售；稳定剂-抗氧剂168：亚磷酸酯类抗氧剂，市售；助剂-7072：亨斯曼化工；光稳定剂UV-5590，新秀化学(烟台)有限公司；刮擦助剂：MB50-001道康宁公司；助剂-硬脂酸钙CaST，润滑剂，市售；产品性能测试方法：熔体质量流动指数(熔融指数)：按ISO1133方法，在230℃，2.16千克载荷下测试。密度：按ISO1183方法，样条尺寸：10*10*4mm。拉伸性能：按ISO527方法，样条尺寸：170*10*4mm，拉伸速度:50mm/min。屈服伸长率：：按ISO527方法，样条尺寸：170*10*4mm，拉伸速度:50mm/min。弯曲性能：按ISO178方法，样条尺寸：80*10*4mm，试验速度2mm/min。缺口冲击强度：按ISO179方法，样条尺寸：80*10*4mm。实施例1：称取PP-12.5kg，PP-24.28kg，空心玻璃微珠1.5kg，POE1.5kg，抗氧剂101010g，抗氧剂DSTP10g，抗氧剂16820g；助剂-硬脂酸钙CaST10g，助剂-707250g，光稳定剂UV-559020g，刮擦助剂100g；在高速搅拌机中混合均匀，得到混合物，备用；将上述混合物通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(挤出机长径比为L/D＝40，螺杆直径为35mm)中，双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为150℃、210℃、210℃、210℃、220℃、220℃、225、225℃、225℃、225℃、机头220℃，双螺杆挤出机转速为400r/min，挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥机干燥后切粒得到产品。将上述材料在鼓风干燥箱中于100℃干燥2h后在230℃的温度下注塑成标准样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50％RH),放置24h进行状态调节后进行测试，以上测试结果见表1。实施例2：PP-25.28kg，空心玻璃微珠2.0kg，POE2.5kg，抗氧剂101010g，抗氧剂DSTP10g，抗氧剂16820g；助剂-硬脂酸钙CaST10g，助剂-707250g，光稳定剂UV-559020g，刮擦助剂100g；在高速搅拌机中混合均匀，得到混合物，备用；将上述混合物通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(挤出机长径比为L/D＝40，螺杆直径为35mm)中，双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为150℃、210℃、210℃、210℃、220℃、220℃、225、225℃、225℃、225℃、机头220℃，双螺杆挤出机转速为400r/min，挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥机干燥后切粒得到产品。将上述材料在鼓风干燥箱中于100℃干燥2h后在230℃的温度下注塑成标准样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50％本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高性能、低密度矿物填充聚丙烯材料，其特征在于：包括以下按重量百分比计的原料：
【技术特征摘要】
1.一种高性能、低密度矿物填充聚丙烯材料，其特征在于：包括以下按重量百分比计的原料：2.根据权利要求1所述的一种高性能、低密度矿物填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的PP基料选自均聚PP也可以是共聚PP，熔融指数为10～60g/10min测试条件为230℃，2.16kg。3.根据权利要求1所述的一种高性能、低密度矿物填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的增韧剂是POE(乙烯-辛烯共聚物)。4.根据权利要求1所述的一种高性能、低密度矿物填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的填充物是是一种硅酸盐玻璃制成的空心玻璃微球，真密度0.6g/cc，平均直径：30μm，PH：9.5。5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王溢，张锴，蔡青，周文，
申请(专利权)人：重庆普利特新材料有限公司，上海普利特复合材料股份有限公司，浙江普利特新材料有限公司，上海普利特化工新材料有限公司，上海普利特材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50
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