一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料及其制备方法，制备方法为：将PP树脂I和改性剂熔融共混制得高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料；改性剂主要由低收缩填充母粒、α‑烯烃共聚物和免喷涂效果粉组成；低收缩填充母粒主要由PP树脂II、硫酸钙晶须、钛酸盐片晶和相容剂组成，相容剂为茂金属催化的分子量为3000～4000的聚丙烯蜡接枝马来酸酐；最终制得的高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的光泽度为70～85，收缩率为0.3～0.6％，红外反射率为82～90％，在满足客户隔热及低收缩要求的同时，还具有更高的光泽度，拓宽了PP材料的应用，可广泛应用于汽车、家电及童车领域。

A high gloss and low shrinkage thermal insulation spray FREE PP composite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料及其制备方法
本专利技术属于免喷涂材料
，涉及一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着国家环保法规要求不断升级，免喷涂材料因无需喷漆、直接一次注塑成型可达到类喷涂效果，在家电、汽车等领域得到很好的应用。目前市场上的免喷涂材料主要应用于家电外壳部件，此部件一般为纯PP、ABS或者PC/ABS等制成的免喷涂材料。纯ABS、PC/ABS材料制备的免喷涂材料光泽较高，且刚性好于纯PP，但因ABS、PC/ABS的流动性比纯PP材料差，则ABS、PC/ABS制备的免喷涂材料在注塑件上产生熔接线和流痕等缺陷相对PP会比较明显，且成本相对较贵，降低了其在免喷涂材料领域的应用范围。免喷涂聚丙烯(PP)材料不仅比重低、加工性好，且自身耐热和耐化学性佳，由其制备的免喷涂材料外观光泽较高，且成本相对较便宜，可很好的应用于汽车、家电等领域。但因免喷涂聚丙烯(PP)材料自身的刚性不足，且因结晶度高导致收缩率比较大，在使用矿物填充PP来增强刚性后，材料的光泽会下降，制备的免喷涂材料很难达到客户的要求，限制了其在某些场合的使用。聚合物的导热主要是导热因子通过聚合物的晶格进行传播，PP材料因结晶度较高，导热因子容易通过PP的结晶区域进行传播，在有热源的情况下，PP升温速度较快，会限制其再有隔热要求的场合使用。因此，研究一种既可以提高免喷涂聚丙烯(PP)材料的隔热性能和光泽度，同时还能降低其收缩率的方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料及其制备方法，目的之一是解决现有技术的免喷涂PP复合材料的收缩率较高以及隔热性能较差的问题，目的之二是解决现有技术的免喷涂PP复合材料的光泽度较低的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的方案如下：一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，将PP树脂I和改性剂熔融共混制得高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料；改性剂主要由低收缩填充母粒、α-烯烃共聚物和免喷涂效果粉组成；低收缩填充母粒主要由PP树脂II、硫酸钙晶须、钛酸盐片晶和相容剂组成，相容剂为茂金属催化的分子量为3000～4000的聚丙烯蜡接枝马来酸酐(其自身与PP基体有非常好的相容性，不会对PP基体产生不良影响)；PP树脂I的熔融指数为10～50g/10min(230℃*2.16kg)，光泽度为50～85(60°测)；PP树脂II的熔融指数为30～100g/10min(230℃*2.16kg)。本专利技术的目的之一是解决现有技术的免喷涂PP复合材料的收缩率较高以及隔热性能较差的问题，主要是通过同时加入硫酸钙晶须和钛酸盐片晶解决的，具体机理如下：现有技术中硫酸钙晶须在树脂中一般发挥的是增强作用，钛酸盐片晶在树脂中一般发挥的是提高耐磨性能的作用，本申请同时加入了硫酸钙晶须和钛酸盐片晶，二者相互协同，起到了降低收缩率和隔热的作用(如仅加入其中一种，则无法取得较低的收缩率和较好的隔热效果)，硫酸钙晶须的长径比比较大，晶须尺寸偏小，单纯加入长径比大的硫酸钙晶须不足使红外反射效果明显，而钛酸盐片晶自身为片状结构，可以有效弥补单位体积内硫酸钙晶须红外反射间隙，提高材料的红外反射功能效果，起到隔热的效果，且硫酸钙晶须与钛酸盐片晶的尺寸都偏小，单位体积内的数量相对较多，这样可有效降低材料的收缩率；特别地，在复合材料制备过程中添加硫酸钙晶须和钛酸盐片晶存在容易被剪切破坏的问题，这将影响其发挥功能，本专利技术主要是通过添加α-烯烃共聚物和茂金属催化的分子量为3000～4000的聚丙烯蜡接枝马来酸酐解决的，具体机理如下：低分子量聚丙烯蜡在温度较低的情况先熔融可以将硫酸钙晶须及钛酸盐片晶提前浸润、分散，使这些填充矿物不被双螺杆过度剪切破坏；α-烯烃共聚物的加入可保证硫酸钙晶须及钛酸盐片晶在PP中有更好的浸润、分散及保留长度；本专利技术的目的之二是解决现有技术的免喷涂PP复合材料的光泽度较低的问题，主要是通过采用茂金属催化的低分子量聚丙烯蜡接枝马来酸酐包覆硫酸钙晶须和钛酸盐片晶实现的，具体机理如下：低收缩填充母粒的制备过程中，茂金属催化的低分子量聚丙烯蜡接枝马来酸酐会包覆在硫酸钙晶须和钛酸盐片晶的表面，被低熔点聚合物包覆的硫酸钙晶须和钛酸盐片晶可以在注塑过程中更好地分散在树脂基体中，而不迁移到树脂表面来影响树脂基体的光泽度；现有技术为减少添加物对树脂光泽的影响，往往是通过添加分散剂达到目的，但是其效果不明显；此外，本申请加入的α-烯烃共聚物的加入可降低聚丙烯的结晶度，还可提高矿物填充PP复合材料的光泽度。作为优选的技术方案：如上所述的一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，改性剂中还包含分散剂和抗氧剂。如上所述的一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，按重量份数计，低收缩填充母粒中各组分的含量为：PP树脂II100份，硫酸钙晶须35～60份，钛酸盐片晶20～45份，相容剂3～8份。如上所述的一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，低收缩填充母粒的制备过程为：按配方比将各组分加入到高混机中，采用180～260转/min的速度混5～7min形成预混料后，放入加工温度为200～230℃的双螺杆挤出机进行挤出造粒。如上所述的一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，按重量份数计，高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料中各组分的含量为：PP树脂I100份，低收缩填充母粒10～35份，α-烯烃共聚物8～25份，免喷涂效果粉1～5份，分散剂0.5～2份，抗氧剂0.2～0.5份。如上所述的一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备过程为：按配方比将各组分加入高混机中，采用260～380转/min的速度混5～7min形成预混料后，放入加工温度为210～230℃的双螺杆挤出机进行挤出造粒。如上所述的一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，硫酸钙晶须为柱状纤维，平均长度为10～120μm，平均长径比为5～20；钛酸盐片晶为片状晶体，平均等效圆直径为5～30μm，松散密度为0.9～1.05g/cm3；α-烯烃共聚物为茂金属催化的丙烯和1-丁烯共聚物，结晶度<10％；免喷涂效果粉为聚乙烯蜡包裹的铝银粉、聚乙烯蜡包裹的珠光粉和聚乙烯蜡包裹的金铜粉中的一种以上；分散剂为茂金属催化的分子量为3000～4000的聚丙烯蜡(茂金属催化的低分子量聚丙烯蜡的分子量分布更窄，熔点更低)；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。本专利技术还提供采用如上任一项所述的一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法制得的高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料，主要由PP树脂I、PP树脂II、硫酸钙晶须、钛酸盐片晶、相容剂、α-烯烃共聚物和免喷涂效果粉组成，相容剂为茂金属催化的分子量为3000～4000的聚丙烯蜡接枝马来酸酐。...

【技术保护点】
1.一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，其特征是：将PP树脂I和改性剂熔融共混制得高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料；/n改性剂主要由低收缩填充母粒、α-烯烃共聚物和免喷涂效果粉组成；/n低收缩填充母粒主要由PP树脂II、硫酸钙晶须、钛酸盐片晶和相容剂组成，相容剂为茂金属催化的分子量为3000～4000的聚丙烯蜡接枝马来酸酐；/nPP树脂I的熔融指数为10～50g/10min，光泽度为50～85；PP树脂II的熔融指数为30～100g/10min。/n

【技术特征摘要】
1.一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，其特征是：将PP树脂I和改性剂熔融共混制得高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料；
改性剂主要由低收缩填充母粒、α-烯烃共聚物和免喷涂效果粉组成；
低收缩填充母粒主要由PP树脂II、硫酸钙晶须、钛酸盐片晶和相容剂组成，相容剂为茂金属催化的分子量为3000～4000的聚丙烯蜡接枝马来酸酐；
PP树脂I的熔融指数为10～50g/10min，光泽度为50～85；PP树脂II的熔融指数为30～100g/10min。


2.根据权利要求1所述的一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，其特征在于，改性剂中还包含分散剂和抗氧剂。


3.根据权利要求2所述的一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，其特征在于，按重量份数计，低收缩填充母粒中各组分的含量为：PP树脂II100份，硫酸钙晶须35～60份，钛酸盐片晶20～45份，相容剂3～8份。


4.根据权利要求3所述的一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，其特征在于，低收缩填充母粒的制备过程为：按配方比将各组分加入到高混机中，采用180～260转/min的速度混5～7min形成预混料后，放入加工温度为200～230℃的双螺杆挤出机进行挤出造粒。


5.根据权利要求3所述的一种高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料的制备方法，其特征在于，按重量份数计，高光泽低收缩隔热免喷涂PP复合材料中各组分的含量为：PP树脂I100份，低收缩填充母粒10～35份，α-烯烃共聚物8～25份，免喷涂效果粉1～5份，分散剂0.5～2份，抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光伟，王欢，石巧英，陈晓东，徐东东，梁伟成，
申请(专利权)人：上海日之升科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31