本发明专利技术提供一种以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料及其制备方法，所述聚丙烯材料包括A组分和B组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：聚丙烯50‑100份，改性石墨烯0.1‑10份，第一增塑剂1‑10份，纳米粒子0.1‑8份，抗氧剂1‑10份，光稳剂1‑10份；按重量份计，所述B组分包括以下原料组分：苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯三嵌段共聚物20‑50份，第二增塑剂5‑20份，偶联剂1‑10份，相容剂0.5‑8份，气相二氧化硅0.1‑8份；其中所述A组分与B组分的重量比为1：0.1‑1。本发明专利技术的聚丙烯材料兼顾高强度、低比重、物理机械性能好、耐高温、不易老化、抗冲击等综合性能，可以实现以塑代钢的目的。
High strength and low specific gravity foamed polypropylene material with plastic instead of steel and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯(Polypropylene，简称PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料。聚丙烯材料以其低比重、良好的机械性能、低成本、易加工、耐化学性、耐热性、电绝缘性和良好的高耐磨加工性能等受到广泛的应用，而且因为其具有可塑性、良好的接枝和复合功能，聚丙烯材料正逐步替代很多其他材料(例如木材、钢材、铝材等)，尤其是其改性之后具备的高强度、高韧性和高耐磨性能已展现出逐步取代金属的前景。不仅仅是特种设备、材料领域需要以塑代钢，现在的新兴产业如汽车工业都需要以塑代钢，以实现轻量化、高强度、更耐久的需求。但通常的聚丙烯材料也存在一些不希望的缺陷，例如收缩率大，易变形，韧性差，不耐光，不耐热，易老化等，因此通常都会根据实际需求对聚丙烯材料进行改性。目前，使用的改性方法中一般会加入增韧剂改善材料的冲击韧性，但是增韧剂的加入会导致材料强度、模量的下降。或者使用如玻璃纤维、碳酸钙、硅酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母、炭黑等无机矿物质作为填充增强组分，通过共混改性改善聚丙烯材料的强度、韧性及耐温性，以满足最终塑料部件或产品的使用要求。但是由于这些无机矿物质填料的密度往往比聚丙烯的密度大，在聚丙烯中加入后会相对增加最终产品的比重，难以兼顾高强度、低比重等综合性能。很多现有技术往往只能实现某一方面性能较为突出的改进，难以实现综合性能的改进。专利
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一是提供一种以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料。本专利技术的又一目的是提供一种以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料的制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料，所述聚丙烯材料包括A组分和B组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：按重量份计，所述B组分包括以下原料组分：其中所述A组分与B组分的重量比为1：0.1-1。作为可以替代的实施方案，以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料包含A组分和B组分，按重量份计，所述A组分包含以下原料组分：按重量份计，所述B组分包含以下原料组分：进一步地，作为可以替代的实施方案，所述聚丙烯材料包括A组分和B组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：按重量份计，所述B组分包括以下原料组分：其中所述A组分与B组分的重量比为1：0.2-0.6，例如1：0.2、1：0.3、1：0.4、1：0.5或1：0.6。作为示例，A组分中的聚丙烯可以占60-90份，例如，60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89或90份。作为示例，A组分中的改性石墨烯可以占0.5-8份，例如，0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7或8份。作为示例，A组分中的第一增塑剂可以占1-10份，例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9或10份。作为示例，A组分中的纳米粒子可以占0.3-6份，例如，0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5或6份。作为示例，A组分中的抗氧剂可以占1-10份，例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9或10份。作为示例，A组分中的光稳剂可以占1-10份，例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9或10份。作为示例，B组分中的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物可以占25-45份，例如，25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44或45份。作为示例，B组分中的第二增塑剂可以占8-20份，例如，8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20份。作为示例，B组分中的偶联剂可以占1-10份，例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9或10份。作为示例，B组分中的相容剂可以占1-5份，例如，1、2、3、4或5份。作为示例，B组分中的气相二氧化硅可以占0.5-5份，例如，0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4或5份。进一步地，所述改性石墨烯通过以下步骤制得：将氧化石墨、溶剂、改性剂按重量比1：10-100：0.1-1(例如1：20-90：0.2-0.9、1：30-80：0.3-0.8、1：40-70：0.4-0.7，或1：50-60：0.5-0.6)混合，在超声功率为500W～3000W(例如1000W～2000W)，温度60℃～100℃(例如70℃～90℃)的条件下，超声并搅拌10分钟至3小时(例如30分钟至2小时)，获得改性石墨烯；其中，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、苯、苯酚、甲苯、己烷、环己烷、丙酮、四氢呋喃、醋酸甲酯和醋酸乙酯中的至少一种；进一步地，所述改性剂为N,N’-双(3-氨丙基)甲胺、二亚乙基三胺、三乙烯四胺、4,4'-二硫代二苯胺中的至少一种。进一步地，所述第一增塑剂为石油酯T-50和/或邻苯二甲酸二辛酯。进一步地，第二增塑剂为石油酯T-50和/或氯代棕榈油甲酯。进一步地，所述纳米粒子含有纳米二氧化钛和纳米氧化镧。进一步地，所述纳米粒子为重量比为1：0.1-0.5的纳米二氧化钛和纳米氧化镧。进一步地，所述纳米二氧化钛的粒径为10-100nm(例如20-90nm、30-80nm、40-70nm或50-60nm)；所述纳米氧化镧的粒径为50-100nm(例如20-90nm、30-80nm、40-70nm或50-60nm)。进一步地，所述气相二氧化硅的比表面积为100-200m2/g，例如120-180m2/g、140-160m2/g等。进一步地，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。进一步地，所述抗氧剂包括硫代二丙酸双酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三壬基苯酯中的至少一种。可选地，所述光稳剂(或称为光稳定剂)为UV-9。一种以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：(1)A组分的制备：将聚丙烯和改性石墨烯混合后，在超声功率为500W～3000W，温度60℃～100℃的条件下，搅拌30分钟至2小时，然后加入第一增塑剂、纳米粒子、抗氧剂、光稳剂，混合后制得A组分；(2)B组分的制备：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、第二增塑剂、偶联剂、相容剂、气相二氧化硅进行混合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料，其特征在于，包括A组分和B组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：/n
【技术特征摘要】
1.一种以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料，其特征在于，包括A组分和B组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：
按重量份计，所述B组分包括以下原料组分：
其中所述A组分与B组分的重量比为1：0.1-1。
2.根据权利要求1所述的以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯材料包括A组分和B组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：
按重量份计，所述B组分包括以下原料组分：
其中所述A组分与B组分的重量比为1：0.2-0.8。
3.根据权利要求1所述的以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯材料包括A组分和B组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：
按重量份计，所述B组分包括以下原料组分：
其中所述A组分与B组分的重量比为1：0.2-0.6。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料，其特征在于，所述改性石墨烯通过以下步骤制得：将氧化石墨、溶剂、改性剂按重量比1：10-100：0.1-1混合，在超声功率为500W～3000W，温度60℃～100℃的条件下，超声并搅拌10分钟至3小时，获得改性石墨烯；
其中，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、苯、苯酚、甲苯、己烷、环己烷、丙酮、四氢呋喃、醋酸甲酯和醋酸乙酯中的至少一种；
所述改性剂为N,N'-双(3-氨丙基)甲胺、二亚乙基三胺、三乙烯四胺、4,4'-二硫代二苯胺中的至少一种。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的以塑代钢高强度低比重发泡聚丙烯材料，其特征在于，所述第一增塑剂为石油酯T-5...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑少辉，
申请(专利权)人：广东道生科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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