本发明专利技术涉及了一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料及其制备方法，具体由以下重量份的原料组成：聚丙烯树脂30‑80份，改性聚乙烯树脂5‑15份，无机填料5‑20份，弹性离聚体2‑10份，助分散剂1‑3份，加工稳定剂1‑4份，所述改性聚乙烯树脂，为熔融态超密度聚乙烯(ULDPE)树脂通过自由基引发的化学接枝丙磺酸类极性单体而得的特定化学结构聚乙烯树脂。本发明专利技术基于基团之间静电相互作用力的增韧改性可完美平衡聚丙烯复合材料的高流动性、高抗冲击性的性能平衡及改性需求。得到的聚丙烯复合材料，不仅熔融指数(230℃，2.16kg)从传统方案的20‑30g/10min大幅度提升至60g/10min以上，且在低温(190℃)注塑加工时，其螺旋线长度同比也提升了30‑50％。
【技术实现步骤摘要】
一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料及其制备方法。
技术介绍
高分子材料的抗外力冲击特性与自身的化学结构及其聚集体结构密切相关。以当前常见的聚合物种类为例，聚碳酸酯(PC)因其刚柔并存的分子链化学结构而具有较好的抗冲击特性，而聚酰胺(PA)材料则因为酰胺基团之间形成的分子间氢键作用力而使其材料韧性有了进一步提升。然而与上述的这些高性能工程塑料不同的是，一些应用广泛、价格低廉的聚烯烃材料如聚丙烯、聚苯乙烯并不具备上述的这些结构特性，因而其抗冲击韧性往往较低，尤其是在严苛的低温环境中更是如此。聚丙烯(PP)以质轻、价廉、加工性能好而得以广泛应用，但其聚集体结构以结晶倾向强，结晶程度高但晶体结构缺陷多、不完整而著称，因此有着迫切的抗冲击改性需求，而无论是反应釜内的化学改性，还是挤出机内的熔融共混改性，加入高弹性的增韧剂都是首选的处理方式。CN105504524B中所采用的液体三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物POE就是PP增韧改性中最为常见的弹性体增韧剂，以材料结构中具备极长的柔性分子链而著称，但柔性分子链固有可大幅度提升材料对外界冲击能量的吸收，然而在熔融加工过程中，其过于紧密的分子链缠绕却非常不利于聚合物熔体的加工流动，而类似的技术方案还出现在CN102229720A、CN103923381B中，因此，上述的弹性体增韧改性方法仅局限于一些对加工流动性要求相对较低的应用领域，而对于一些需要同时兼顾高流动、高抗冲性的改性领域则需要新的增韧技术来弥补其不足之处。
技术实现思路
本专利技术的目的在于填补已有聚丙烯增韧技术的空白领域，提供一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料。采用了反应釜内的高效熔融接枝法在超低密度聚乙烯(ULDPE)的短支链上引入了强极性的丙磺酸基体，从而与复合材料中弹性离聚体的离子簇微区形成了基于静电自组装的强相互作用，大大提升了聚丙烯材料对外界冲击能量的吸收能力，且更重要的是这种冲击性能的改善在低温环境中体现的愈专利技术显。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料，包括以下重量份的原料：其中，所述改性聚乙烯树脂，为熔融态超密度聚乙烯(ULDPE)树脂通过自由基引发的化学接枝丙磺酸类极性单体而得的特定化学结构聚乙烯树脂。所述改性聚乙烯树脂的制备方法为：称取0.05份的过氧化二苯甲酰引发剂以及5～15份的ULDPE树脂基体，混合均匀后投入到密闭反应釜中，对反应釜进行抽真空并充入惰性的氮气保护至常压，然后加热至190℃并保持恒温，以90转/min的速率匀速搅拌10min，然后加入1份的丙磺酸类接枝单体，继续搅拌30min后充入氮气加压，从密闭反应釜的底部出口将熔融态的共混物导出、冷却、切粒，得到所述的改性聚乙烯树脂。进一步的，所述的聚丙烯树脂为高融指、低抗冲的共聚丙烯树脂，其在230℃、2.16kg的测试条件下熔指MFR为30-60g/10min，常温(23℃)缺口冲击强度≥8kJ/m2。进一步的，所述的无机填料为高目数、小粒径的滑石粉，填料目数≥8000目。进一步的，所述的助分散剂为低分子量聚乙烯蜡、介酸酰胺、蒙旦蜡等的有机类润滑剂的一种或几种。进一步的，所述的加工稳定剂为亚磷酸酯抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂等的一种或几种的复配体。进一步的，所述的弹性离聚体为羧酸离聚体、磺酸基离聚体及磷酸基离聚体的一种或几种。进一步的，所述的超低密度聚乙烯(ULDPE)为具有规整短支链结构、密度≤0.91g/cm3的聚乙烯树脂。进一步的，所述的丙磺酸类单体为2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、3-环己胺-1-丙磺酸(CAPS)、3-(N-吗啉)丙磺酸(MOPS)等一种或几种。本专利技术的第二目的在于提供一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料，所述的方法包括以下步骤：(1)按所述的重量份称取聚丙烯树脂、无机填料、弹性离聚体、助分散剂、加工稳定剂，混合均匀，得到混合原料：(2)将干燥后的混合原料放置于一台紧密啮合同向旋转的双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内；将改性聚乙烯树脂放置于挤出机螺杆的侧喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内。所用螺杆挤出机的直径为40mm，长径比L/D为56，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：100℃、170℃、180℃、190℃、180℃、180℃、190℃、190℃、190℃，主机转速为250转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、首先，本专利技术方案是通过在ULDPE的规整短支链上引入极性磺酸基体，然后基于静电自组装的极性相互作用力形成了ULDPE-离聚体的互联网络结构，其在熔融加工环境中能短暂打开而赋予聚合物流体良好的粘流效果，在冷却成型后可再次组装成强相互作用的互穿网络结构。当前的一些常规方案通常是加入高分子量、长柔性链的弹性体增韧剂，通过分子链的物理相互缠绕来提升材料的抗冲击韧性，而本专利技术方案侧重于依托改性聚乙烯上的丙磺酸基团与磺化离聚体的离子簇微区来构建更强的分子间静电作用力，其优异之处在于不影响聚合物熔体的加工流动性，因此，无需提高的加工温度即可实现高流动、高抗冲的改性效果，实际上，较低的注塑温度(190℃)非常有利于PP/PE复合材料的VOC散发特性优化，同时其加工能耗也相应较低，具有优异的高环保、低散发、低能耗的显著特性。2、通过本专利技术技术方案得到的高性能PP/PE复合材料，其常温(23℃)、低温(-30℃)下的缺口冲击韧性均有着不同程度的改善，其中常温下缺口冲击强度从20-30kJ/m2提升至最高47.1kJ/m2，低温缺口冲击的改善幅度则更可达80-100％，而低温多轴冲击测试也同样表明，这种PP/PE复合材料对冲击能量的吸收可达55％左右，而传统方案则仅为30％不到的水平；在加工流动性方面，受益于更低程度的分子链缠绕结构，这种PP/PE复合材料无论是熔融指数(230℃，2.16kg)，还是低温注塑(190℃)的螺旋线长度都明显优于常规的弹性体增韧方案，其中低温螺旋线长度更是从常规方案的120mm大幅度提升至350mm以上，这种低温环境下的高流动性对于降低材料的TVOC散发有着直接的促进作用，所得PP/PE复合材料的TVOC散发值均可控制在25ug/g以下，具有极其显著的低散发、高环保特性。具体实施方式下面通过具体的实施方式对本专利技术做进一步的说明，所述实施例仅用于说明本专利技术而不是对本专利技术的限制。本专利技术实施例所用原料：聚丙烯-1：高流动、低抗冲共聚丙烯M50T，在230℃、2.16kg的测试条件下熔指MFR为50g/10m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：/n
【技术特征摘要】
1.一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：
其中，所述改性聚乙烯树脂，为熔融态超密度聚乙烯(ULDPE)树脂通过自由基引发的化学接枝丙磺酸类极性单体而得的特定化学结构聚乙烯树脂。
2.根据权利要求1所述的一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料，其特征在于：所述改性聚乙烯树脂的制备方法为：称取0.05份的过氧化二苯甲酰引发剂以及5～15份的ULDPE树脂基体，混合均匀后投入到密闭反应釜中，对反应釜进行抽真空并充入惰性的氮气保护至常压，然后加热至190℃并保持恒温，以90转/min的速率匀速搅拌10min，然后加入1份的丙磺酸类接枝单体，继续搅拌30min后充入氮气加压，从密闭反应釜的底部出口将熔融态的共混物导出、冷却、切粒，得到所述的改性聚乙烯树脂。
3.根据权利要求1所述的一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为高融指、低抗冲的共聚丙烯树脂，其在230℃、2.16kg的测试条件下熔指MFR为30-60g/10min，常温(23℃)缺口冲击强度≥8kJ/m2。
4.根据权利要求1所述的一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料，其特征在于：所述的无机填料为高目数、小粒径的滑石粉，填料目数≥8000目。
5.根据权利要求1所述的一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低散发的PP/PE复合材料，其特征在于：所述的助分散剂为低分子量聚乙烯蜡、介酸酰胺、蒙旦蜡等的有机类润滑剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种基于静电自组装的高流动、高抗冲、低...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯华，
申请(专利权)人：上海华合复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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