一种用于发泡的改性聚丙烯增强材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种用于发泡的改性聚丙烯增强材料。该改性聚丙烯增强材料包括聚丙烯、GMA接枝改性弹性体、滑石粉、扩链剂和促进剂。该改性聚丙烯增强材料具有优异的发泡效果，可用于替代高熔体强度聚丙烯；此外，由于引入了GMA接枝改性弹性体，使材料具备了较好极性，呈现出易于喷涂、粘接的效果。

A modified polypropylene reinforced material for foaming and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种用于发泡的改性聚丙烯增强材料及其制备方法和用途
本专利技术属于高分子材料改性
，特别涉及一种用于发泡的改性聚丙烯增强材料及其制备方法以及其在制备发泡材料中的用途。
技术介绍
发泡材料具有质量轻、导热率低、隔音性能好、比强度高等诸多优点，因此在包装、建筑、绝缘、航天航空、汽车等各个行业使用十分广泛。自从上世纪40年代首次将聚烯烃泡沫材料工业化以来，发泡材料运用越来越广泛，主要品种有聚氨酯(PU)泡沫、聚苯乙烯(PS)泡沫、PE泡沫等发泡材料。然而，PU发泡材料发泡后容易产生异氰酸酯残留物，对人体的危害极大，而且难以回收；PS塑料制品则在环境中难以分解，回收难度大，很容易形成白色垃圾，对环境造成污染，也限制了其应用。聚丙烯(PP)具有低密度、高熔点、来源广、价格低、可多次回收利用等诸多优点，广泛应用于包装、轻工、建筑、电子、电器和汽车等行业。改性聚丙烯材料一直在汽车材料中占据较大比重，然而随着汽车轻量化需求的提出，发泡PP材料的需求也日益增加。然而，常规聚丙烯材料在注塑发泡时会出现泡孔塌陷、制品表面出现大量气痕等问题，发泡成型技术难度大，无法满足使用要求。如何解决PP发泡材料目前存在的问题，成为行业内大家关注的焦点。目前，解决PP发泡材料发泡问题的方法一般分为两类：一类是引入高熔体强度聚丙烯(HMSPP)，此种方法改善效果比较明显，但目前只有几家公司可以制备高熔体强度PP，价格相对较高，市场难以接受。此外，高熔体强度聚丙烯的熔体流动速率低，引入到改性聚丙烯材料体系后材料的熔体流动速率会出现大幅下降，不利于大型薄壁制件的成型，因此限制了其应用；另一类是采用普通的聚丙烯材料，同时采用特殊的注塑工艺。即在模具中充入一定压力的气体，避免了聚丙烯在模腔中流动时由于熔体强度不足而导致的熔体破裂现象，但该方案对设备投入较大，同时生产影响生产效率，一般用于高校研究，没有大规模工业化。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种用于发泡的改性聚丙烯增强材料。通过在聚丙烯树脂基体中引入甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝改性的弹性体，由于GMA接枝改性的弹性体分子链上具有环氧官能团，采用扩链剂对这些环氧官能团进行微交联，从而达到提高材料融体强度的目的。本专利技术解决了现有技术中发泡材料难以回收、聚丙烯发泡成型难等缺点，能够提升聚丙烯发泡材料的熔体强度，从而改善注塑件表面外观、减小泡孔尺寸。为达到其目的，本专利技术采用以下技术方案：在一个方面中，本专利技术提供了一种用于发泡的改性聚丙烯增强材料，其包括以下组分：聚丙烯、GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯)接枝改性弹性体、滑石粉、扩链剂和促进剂，其中基于100重量份的聚丙烯，所述GMA接枝改性弹性体含量为10-35重量份，优选15-25重量份；滑石粉含量为10-30重量份，优选10-20重量份，例如15重量份；扩链剂含量为0.2-3重量份，例如2重量份，优选0.7-1.6重量份，例如1.2重量份；促进剂含量为0-2重量份，例如1.2重量份，优选0.3-1重量份，例如0.6重量份。在优选的具体实施方式中，所述聚丙烯选自均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯中的一种或多种。在本领域中已知的是，均聚聚丙烯是由丙烯聚合而成的均聚物，而共聚聚丙烯是由丙烯和相对较少量的其他单体(例如乙烯单体)共聚而成。所述聚丙烯在230℃和2.16kg的负载下测量的熔体流动速率为3-100g/10min，优选3-60g/10min，例如10g/10min、20g/10min、30g/10min、40g/10min、50g/10min、60g/10min、70g/10min或80g/10min等。在优选的具体实施方式中，所述GMA接枝改性弹性体选自乙烯-丙烯-GMA接枝共聚物、乙烯-辛烯-GMA接枝共聚物、乙烯-丙烯-ɑ烯烃-GMA接枝共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯-GMA接枝共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-GMA接枝共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯-GMA接枝共聚物中的一种或多种，优选乙烯-丙烯-GMA接枝共聚物、乙烯-辛烯-GMA共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-GMA接枝共聚物，所述GMA接枝改性弹性体在230℃和2.16kg的负载下测量的熔体流动速率为2-20g/10min，例如6g/10min或10g/10min等。在本专利技术中，所述GMA接枝改性弹性体是指甲基丙烯酸缩水甘油酯与乙烯-丁烯、乙烯-辛烯或乙烯-丙烯酸甲酯等通过接枝反应而形成的聚合物弹性体，该类聚合物分子链上具有环氧官能团。在优选的具体实施方式中，所述滑石粉为1250-5000目的滑石粉，优选1250-3000目的滑石粉。在优选的具体实施方式中，所述扩链剂为双氰氨、邻苯二甲酸酐、间苯二胺、脂肪族二胺或多胺(例如乙二胺和己二胺等)和咪唑及其衍生物中的一种或多种，优选双氰胺和咪唑及其衍生物中的一种或多种。在优选的具体实施方式中，所述促进剂为三乙醇胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)、二甲基苯胺和咪唑及其衍生物中的中一种或多种，优选咪唑及其衍生物和DMP-30中的一种或多种。在优选的具体实施方式中，所述改性聚丙烯增强材料还包括抗氧剂和/或润滑剂，其中基于100重量份聚丙烯，所述抗氧剂含量为0.3-0.6重量份，例如0.4重量份、0.5重量份等，所述润滑剂含量为0.2-0.6重量份，例如0.4重量份等。在优选的具体实施方式中，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，所述主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和受阻胺类抗氧剂中的一种或多种，例如四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇(抗氧剂1010)；所述辅抗氧剂包括硫酯类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种，例如三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)。在优选的具体实施方式中，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸镁中的一种或多种。在另一方面中，本专利技术提供了一种制备如前所述的改性聚丙烯增强材料的方法，按照比例将各组分投入到密炼装置中，在190-210℃的加工温度和20-30min的加工时间内密炼均匀，挤出造粒，得到所述改性聚丙烯增强材料。所述密炼装置为本领域常规的复合材料混合加工装置，例如密炼挤出一体机。在进一步的方面中，本专利技术提供了如前所述的改性聚丙烯增强材料或如前所述的方法制备的改性聚丙烯增强材料在制备发泡材料中的用途。该发泡材料例如可以用于汽车内饰发泡件，如门板、仪表板、立柱等部件。与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在以下方面:(1)通过一步法，得到了具有交联结构的聚丙烯改性增强材料，可以替代目前价格高昂的高熔体强度聚丙烯，材料成本和加工成本大幅降低，便于工业化生产。在聚丙烯中引入交联体系来提升材料的熔体强度，从而改善注塑件表面外观，减小泡孔尺寸。该材料具有低密度、高强度、高流动性等优点，可替代目前不发泡的汽车部件，如门板、仪表板等。(2)本专利技术的改性聚丙烯增强材料可以采用普通的注塑设备进行注塑发泡，无需添加其他辅助设备，大大降低了设备投入成本，同时发泡后注塑件外观良好，大大降低了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发泡的改性聚丙烯增强材料，其特征在于，所述改性聚丙烯增强材料包括以下组分：聚丙烯、GMA接枝改性弹性体、滑石粉、扩链剂和促进剂，其中基于100重量份的聚丙烯，所述GMA接枝改性弹性体含量为10-35重量份，优选15-25重量份；滑石粉含量为10-30重量份，优选10-20重量份；扩链剂含量为0.2-3重量份，优选0.7-1.6重量份；促进剂含量为0-2重量份，优选0.3-1重量份。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于发泡的改性聚丙烯增强材料，其特征在于，所述改性聚丙烯增强材料包括以下组分：聚丙烯、GMA接枝改性弹性体、滑石粉、扩链剂和促进剂，其中基于100重量份的聚丙烯，所述GMA接枝改性弹性体含量为10-35重量份，优选15-25重量份；滑石粉含量为10-30重量份，优选10-20重量份；扩链剂含量为0.2-3重量份，优选0.7-1.6重量份；促进剂含量为0-2重量份，优选0.3-1重量份。


2.根据权利要求1所述的改性聚丙烯增强材料，其特征在于，所述聚丙烯选自均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯中的一种或多种，所述聚丙烯在230℃和2.16kg的负载下测量的熔体流动速率为3-100g/10min，优选3-60g/10min。


3.根据权利要求1或2所述的改性聚丙烯增强材料，其特征在于，所述GMA接枝改性弹性体选自乙烯-丙烯-GMA接枝共聚物、乙烯-辛烯-GMA接枝共聚物、乙烯-丙烯-ɑ烯烃-GMA接枝共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯-GMA接枝共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-GMA接枝共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯-GMA接枝共聚物中的一种或多种，优选乙烯-丙烯-GMA接枝共聚物、乙烯-辛烯-GMA共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-GMA接枝共聚物，所述GMA接枝改性弹性体在230℃和2.16kg的负载下测量的熔体流动速率为2-20g/10min。


4.根据前述任一项权利要求所述的改性聚丙烯增强材料，其特征在于，所述滑石粉为1250-5000目的滑石粉，优选1250-3000目的滑石粉。


5.根据前述任一项权利要求所述的改性聚丙烯增强材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志超，李保印，张文勇，郝亮亮，
申请(专利权)人：万华化学宁波有限公司，上海万华科聚化工科技发展有限公司，万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33