一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料及其制备方法，该改性材料包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂：40～93份；可逆反应交联剂：1～10份；滑石粉：5～30份；弹性体增韧剂：1～20份；抗氧剂：0.1～1份。所述可逆反应交联剂是由侧基含呋喃官能团的接枝共聚物A和侧基含马来酸酐的接枝共聚物B组成。与现有技术相比，本发明专利技术所提供的聚丙烯改性材料，加入可逆反应交联剂后能够显著提高制品的焊接强度，同时提高焊接效率，从而降低成本，可应用于汽车内外饰件等。

A kind of polypropylene modified material easy to ultrasonic welding and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子改性材料领域，尤其是涉及一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着汽车工业的快速发展和新能源汽车产业的战略性布局，越来越多的改性高性能聚合物复合材料在汽车内外饰部件中得到广泛的应用。其中，以聚丙烯为基体的改性材料由于其低廉的价格成本，优良的综合性能以及良好的加工可塑性等优点，逐渐成为汽车用塑料的主力军。随着汽车设计理念的发展，在保证性能的前提下，美观舒适绿色环保成为当前的主流趋势，大量的塑料零部件总成安装时直接采用塑料焊接技术，从而大大减少金属连接件的使用，使零件重量得到减轻，同时车用塑料的可回收性也大大提高。目前，塑料焊接的工艺技术主要有热板焊接、热风焊接、摩擦焊接、超声波焊接、红外线焊接、激光焊接等，其中超声波焊接由于其快速、灵活、焊接过程稳定且无需焊接助剂或保护气体，也不产生有害气体等优点，被广泛应用于聚烯烃制品的焊接。超声波焊接的工作原理是将超声波作用于塑料接触面，通过上焊件把超声能量传递到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。同时，由于塑料的导热性能差，一时来不及扩散，热量聚集在焊接的交界面处，使两个需焊接的塑料接触面快速熔化，经加上一定压力后，使其界面处通过分子间的浸润、渗透以及缠结而融合。目前，可用于焊接的聚丙烯改性材料多为黑色，这是由于黑色材料中的炭黑成分具有强的热吸收能力，而其他浅色系材料由于热吸收能力较差，同等条件下材料焊接表面熔化程度弱，导致焊接强度不足。通常情况下，可延长焊接时间、增大超声波振频等方式来提高焊接面的强度。但是，这会造成生产效率的下降和成本的上升。因此，开发一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂：40～93份；可逆反应交联剂：1～10份；滑石粉：5～30份弹性体增韧剂：1～20份抗氧剂：0.1～1份。所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯，熔体流动速率(230℃，2.16kg载荷条件下)为5～60g/10min，其中共聚聚丙烯为无规、嵌段共聚物。所述可逆反应交联剂是由侧基含呋喃官能团的接枝共聚物A和侧基含马来酸酐的接枝共聚物B组成。其中，接枝共聚物A为侧基含呋喃官能团的接枝聚乙烯，侧基含呋喃官能团的接枝聚丙烯、侧基含呋喃官能团的接枝聚苯乙烯、侧基含呋喃官能团的接枝POE中任意一种或两种以上组合。接枝共聚物B为侧基含马来酸酐的接枝聚乙烯，侧基含马来酸酐的接枝聚丙烯，侧基含马来酸酐的接枝聚苯乙烯，侧基含马来酸酐的接枝POE中任意一种或两种以上组合。所述可逆反应交联剂中接枝共聚物A中侧基呋喃与接枝共聚物B中侧基马来酰亚胺的摩尔比为1～6:1。所述滑石粉的粒径为1～20μm。所述弹性体增韧剂为聚丁二烯橡胶、乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)中的一种或两种以上的组合物。其中所述弹性体增韧剂的熔体流动速率(230℃，2.16kg载荷条件下)为0.5～50g/10min。所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂中的一种或几种；辅助抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。所述的主抗氧剂为1010、3114和DSTP中的一种或几种；辅助抗氧剂为168和618的一种或两种。本专利技术还提供了一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚丙烯树脂、可逆反应交联剂、滑石粉、弹性体增韧剂和抗氧剂加入混合搅拌机中进行预混合，控制混合机转速为100～300r/min，混合时间5～20min；(2)将步骤(1)中所得的混合物经双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒，控制挤出温度为180～220℃，螺杆转速为300～600r/min，真空度为-0.06～-0.08MPa，经切粒制备得到易于超声波焊接的聚丙烯改性材料。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提出的一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料中添加入可逆反应交联剂，其中可逆反应交联剂由侧基含呋喃官能团的接枝共聚物A和侧基含马来酸酐的接枝共聚物B组成，由于呋喃官能团和马来酸酐在高温挤出加工过程中可发生环加成的逆反应，因此不影响聚丙烯改性材料的加工性能。而在超声波焊接时，侧基含呋喃官能团的接枝共聚物A和侧基含马来酸酐的接枝共聚物B浸润并渗透扩散进入界面另一侧基体，当材料的焊接界面温度较低时，界面两侧含有的呋喃官能团和马来酸酐发生环加成反应，从而能够有效提高界面两侧材料的结合强度，从而提高制件焊接强度的效果。另外，呋喃官能团和马来酸酐发生环加成反应过程是在较低温度下进行，可缩短超声波焊接的时间，达到提高生产效率的目的。由于可逆交联剂的存在，在保证焊接强度的前提下可减少或不添加强吸热能力的炭黑等填料，可改善聚丙烯改性材料的单一色系，从而拓宽其在汽车内外饰中的应用。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。对比例1一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚丙烯树脂70份(熔融流动速率为30g/10min)、滑石粉20份(粒径20μm)，弹性体增韧剂10份(熔融流动速率为20g/10min)，抗氧剂10100.1份、抗氧剂1680.1份加入混合搅拌机中进行预混合，控制混合机转速为100r/min，混合时间5min；(2)将步骤(1)中所得的混合物经双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒，控制挤出温度为180～220℃，螺杆转速为300r/min，真空度为-0.06MPa，经切粒制备得到易于超声波焊接的聚丙烯改性材料。实施例1一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚丙烯树脂70份(熔融流动速率为30g/10min)、可逆反应交联剂1份，滑石粉20份(粒径20μm)，弹性体增韧剂10份(熔融流动速率为20g/10min)，抗氧剂10100.1份、抗氧剂1680.1份加入混合搅拌机中进行预混合，其中，可逆反应交联剂中接枝共聚物A为侧基含呋喃官能团的接枝聚乙烯，接枝共聚物B为侧基含马来酸酐的接枝聚丙烯，接枝共聚物A中侧基呋喃与接枝共聚物B中侧基马来酸酐的摩尔比为1:1，控制混合机转速为100r/min，混合时间5min；(2)将步骤(1)中所得的混合物经双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒，控制挤出温度为180～220℃，螺杆转速为300r/min，真空度为-0.06MPa，经切粒制备得到易本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料，其特征在于：包括以下重量份的组分：/n聚丙烯树脂：40～93份；/n可逆反应交联剂：1～10份；/n滑石粉：5～30份/n弹性体增韧剂：1～20份/n抗氧剂：0.1～1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料，其特征在于：包括以下重量份的组分：
聚丙烯树脂：40～93份；
可逆反应交联剂：1～10份；
滑石粉：5～30份
弹性体增韧剂：1～20份
抗氧剂：0.1～1份。


2.根据权利要求1所述的一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料，其特征在于：所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯，熔体流动速率在230℃，2.16kg载荷条件下为5～60g/10min，其中共聚聚丙烯为无规、嵌段共聚物。


3.根据权利要求1所述的一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料，其特征在于：所述可逆反应交联剂是由侧基含呋喃官能团的接枝共聚物A和侧基含马来酸酐的接枝共聚物B组成。


4.根据权利要求3所述的一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料，其特征在于：接枝共聚物A为侧基含呋喃官能团的接枝聚乙烯，侧基含呋喃官能团的接枝聚丙烯、侧基含呋喃官能团的接枝聚苯乙烯、侧基含呋喃官能团的接枝POE中任意一种或两种以上组合；
接枝共聚物B为侧基含马来酸酐的接枝聚乙烯，侧基含马来酸酐的接枝聚丙烯，侧基含马来酸酐的接枝聚苯乙烯，侧基含马来酸酐的接枝POE中任意一种或两种以上组合。


5.根据权利要求3所述的一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料，其特征在于：所述可逆反应交联剂中接枝共聚物A中侧基呋喃与接枝共聚物B中侧基马来酰亚胺的摩尔比为1～6:1。


6.根据权利要求1所述的一种易于超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨延俊，付武昌，冯晓峰，娄路阳，张锴，蔡青，周文，
申请(专利权)人：上海普利特复合材料股份有限公司，重庆普利特新材料有限公司，浙江普利特新材料有限公司，上海普利特材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31