一种自反应增韧的聚丙烯复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种自反应增韧的聚丙烯复合材料，由A组分和B组分组成，A组分与B组分的质量比为3:1～19:1，按重量份计，所述A组分包括如下原料：聚丙烯50～95份；硅烷接枝POE 5～30份；硅烷接枝聚丙烯0～10份；滑石粉0～30份；所述B组分包括如下原料：聚丙烯50～95份；POE 5～30份；滑石粉0～30份；催化剂0.5～5份；本发明专利技术通过硅烷接支POE，实现了POE在使用过程中的自交联，提高了增韧体系的强度并实现了聚丙烯的高性能化，包括高流动、高韧性和高拉伸性能的兼顾，达到常规聚丙烯复合材料通过物理混合所不能实现的性能。

A Self-Reaction Toughened Polypropylene Composite

【技术实现步骤摘要】
一种自反应增韧的聚丙烯复合材料
本专利技术涉及一种聚丙烯材料，尤其涉及一种自反应增韧的聚丙烯复合材料，属于高分子材料

技术介绍
目前，随着汽车等产业的发展，轻量化材料成为汽车材料的新宠，人们采用各种手段实现汽车材料的高性能化，进而通过以塑代钢、微发泡、薄壁化、低密度等实现材料的轻量化目的。目前，薄壁化和微发泡均需要材料具有超高的流动性，否则难以实现制件的加工要求，会出现短射、飞边等成型问题。聚丙烯复合材料有聚丙烯基材、增韧剂POE和滑石粉等主要成分，人们往往采用高流动的聚丙烯和POE等实现聚合物的高流动性，但却造成了材料性能的降低：根据聚合物的结构与性能的关系，聚丙烯的高流动性要求低分子量，这就造成产品的拉伸、冲击和弯曲等主要性能下降；增韧剂POE流动性一般小于5g/10min，严重降低了聚合物的流动性，而高流动性的POE会导致聚合物的韧性降低，尤其是耐低温性能，因此聚合物的流动性与性能不能保持平衡。在实际的使用过程中，局限于聚丙烯材料的性能要求，往往选用低分子量高流动性聚丙烯和高分子量低流动性POE，这样由于体系黏度比较大，导致材料的分散不均匀，分散相尺寸大，材料性能不能实现最优化，并且由于POE在变形过程中产生的弹性变形，高分子量的弹性体分散性差，弹性高，注塑过程中易造成虎皮纹等加工缺陷。关于硅烷接枝POE，现有技术有如下报道：彭冲等发表了《硅烷接枝POE的室温交联研究》，以双二五(DB)为引发剂、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为接枝单体、以自制AN为高效能催化剂，通过两步法制得硅烷接枝聚烯烃弹性体(POE)，研究了接枝物在水浴和空气中的室温自交联反应。钟明强等报道了产水剂对硅烷接枝LDPE的交联作用，加入某些产水剂后,熔体的扭矩增长很快,特别是加入磷酸二氢钠或三聚氰胺甲醛树脂干胶粉产水剂,熔体扭矩均增加了一倍多，凝胶质量分数测定结果也证明了产水剂可以明显地提高LDPE的交联速度。CN102070837A公开了一种交联聚丙烯复合材料及其制备方法，通过硅烷接支聚丙烯的水交联工艺，通过自交联实现交联聚丙烯的制备，该方法一步法完成，避免了后续工艺。
技术实现思路
本专利技术针对目前聚丙烯复合材料所存在的不足，提供一种包含硅烷接枝POE进而能够实现自反应增韧的聚丙烯复合材料。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种自反应增韧的聚丙烯复合材料，由A组分和B组分组成，A组分与B组分的质量比为3:1～19:1，按重量份计，所述A组分包括如下原料：所述B组分包括如下原料：所述POE的熔体质量流动速度MFR(2.16kg，190℃)为5～40g/10min；所述催化剂为有机酸锡、环烷酸钴、钛酸酯、乙胺、己胺、二丁胺、无机酸或脂肪酸中的任意一种。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述硅烷接枝POE的制备方法如下：将过氧化物引发剂0.01～0.5份溶于硅烷接枝单体0.5～5份中形成混合液，后将混合液与100份POE混合均匀形成共混物，后将共混物在同向双螺杆挤出机中熔融共混，混合温度120～200℃，转速150～400rpm，挤出造粒，即得。进一步，所述硅烷接枝聚丙烯的制备方法如下：将过氧化物引发剂0.01～0.5份溶于硅烷接枝单体0.5～5份中形成混合液，后将混合液与100份聚丙烯混合均匀形成共混物，后将共混物在同向双螺杆挤出机中熔融共混，混合温度180～200℃，转速150～400rpm，挤出造粒，即得。进一步，所述硅烷接枝单体的分子通式为R-Si-X3，其中R为乙烯基、丙烯基或丁烯基，X为烷氧基、烷基、卤素、酰氧基中的一种或多种。进一步，所述过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化甲乙酮、过氧化二碳酸酯、过氧化苯甲酰叔丁酯、2,5—二甲基—2,5—双(叔丁基过氧基)己烷、2,5—二甲基—2,5—双(叔丁基过氧基)己炔中的一种或多种的混合物。进一步，所述聚丙烯为熔体质量流动速度MFR(2.16kg，190℃)为10～100g/10min的均聚聚丙烯或共聚聚丙烯树脂。进一步，所述A组分还包含抗氧剂0.01～0.5份，所述B组分还包含抗氧剂0.05～0.5份，所述抗氧剂优选受阻酚类抗氧剂或亚酸酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物。进一步，所述A组分和B组分还分别包含光稳定剂0.1～0.2份，所述光稳定剂优选受阻胺类光稳定剂。本专利技术中所述的POE为乙烯-丁烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物，熔体质量流动速度MFR(2.16kg，190℃)为5～40g/10min，可以提高聚合物的流动性。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术选用高流动性的POE作为基材，通过硅烷接枝POE，实现了POE在使用过程中的自交联，提高了增韧体系的强度并实现了聚丙烯的高性能化，包括高流动、高韧性和高拉伸性能的兼顾，达到常规聚丙烯复合材料通过物理混合所不能实现的性能，增加了配方的可设计性能，扩展应用极限；(2)本专利技术的增韧体系可以实现更好的分散，材料韧性提高，减少虎皮纹等加工缺陷；(3)本专利技术以硅烷接枝PP作为相容剂，可以实现POE与PP的界面交联，提高界面强度，实现高韧性与高强度的结合；(4)本专利技术的聚丙烯复合材料与常规的交联聚合物不同，该材料具有可回收、重复利用等特点。具体实施方式以下结合实例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。一、接枝聚合物的制备实施例1：称取POEsolumer-875增韧剂100份，乙烯基三乙氧基硅烷2份，过氧化物引发剂DCP0.06份，使用反应型双螺杆挤出机进行接枝反应，温度120～200℃，转速300RPM，制备的硅烷接枝POE为POE1。实施例2：称取POEC30075(D)增韧剂100份，丙烯基三丁基硅烷0.5份，过氧化物引发剂BPO0.01份，使用反应型双螺杆挤出机进行接枝反应，温度120～200℃，转速150RPM，制备的硅烷接枝POE为POE2。实施例3：称取POEC30075(D)增韧剂100份，乙烯基三乙酰氧基硅烷5份，过氧化物引发剂BPO0.5份，使用反应型双螺杆挤出机进行接枝反应，温度120～200℃，转速400RPM，制备的硅烷接枝POE为POE3。实施例4：称取100份V30G聚丙烯，乙烯基三氯硅烷2份，过氧化物引发剂DCP0.15份，使用反应型双螺杆挤出机进行接枝反应，温度180～200℃，转速300RPM，制备的硅烷接枝聚丙烯作为相容剂。实施例5：称取100份EPS30R聚丙烯，烯丙基三甲氧基硅烷5份，过氧化甲乙酮0.5份，使用反应型双螺杆挤出机进行接枝反应，温度180～200℃，转速400RPM，制备的硅烷接枝聚丙烯作为相容剂。实施例6：称取100份t30s聚丙烯，丁烯基三乙酰氧基硅烷0.5份，过氧化二碳酸酯0.01份，使用反应型双螺杆挤出机进行接枝反应，温度180～200℃，转速150RPM，制备的硅烷接枝聚丙烯作为相容剂。二、聚丙烯复合材料的制备实施例7：A组分：称取高流动高晶聚丙烯BX392040份，中流动高抗冲聚丙烯9829H15份，硅烷接枝POE-115份，硅烷接枝聚丙烯8份，滑石粉CP-25020份，抗氧剂10100.2份，抗氧剂1680.2份，光稳定剂UV38080.2份。使用双螺杆挤出机，在180～22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自反应增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，由A组分和B组分组成，A组分与B组分的质量比为3:1～19:1，按重量份计，所述A组分包括如下原料：

【技术特征摘要】
1.一种自反应增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，由A组分和B组分组成，A组分与B组分的质量比为3:1～19:1，按重量份计，所述A组分包括如下原料：所述B组分包括如下原料：所述POE的熔体质量流动速度MFR(2.16kg，190℃)为5～40g/10min；所述催化剂为有机酸锡、环烷酸钴、钛酸酯、乙胺、己胺、二丁胺、无机酸或脂肪酸中的任意一种。2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述硅烷接枝POE的制备方法如下：将过氧化物引发剂0.01～0.5份溶于硅烷接枝单体0.5～5份中形成混合液，后将混合液与100份POE混合均匀形成共混物，后将共混物在同向双螺杆挤出机中熔融共混，混合温度120～200℃，转速150～400rpm,挤出造粒，即得。3.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述硅烷接枝聚丙烯的制备方法如下：将过氧化物引发剂0.01～0.5份溶于硅烷接枝单体0.5～5份中形成混合液，后将混合液与100份聚丙烯混合均匀形成共混物，后将共混物在同向双螺杆挤出机中熔融共混，混合温度180～200℃，转速150～400rpm,挤出造粒，即得。4.根据权利要求2或3所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述硅烷接枝单体的分子通式为R-Si-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小虎，李建敏，赵凤雯，王晓明，王乾，苏超，张秀文，
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