一种二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种二氧化硅气凝胶

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料领域，特别涉及一种二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯(PP)与其他通用热塑性材料相比，具有加工性能优良、耐应力开裂、耐化学腐蚀、环保无毒以及便于回收等特点，被广泛应用于汽车内饰零部件。据统计，聚丙烯制件在汽车上单车用量占整车塑料制件的近50％。随着汽车工业的高速发展和消费者环保意识的增强，节能减排的需求日益迫切，汽车轻量化的需求日益明显。减小制件的厚度是聚丙烯制件轻量化有效方式之一。但减小制件壁厚会降低聚丙烯制件的隔热性能，造成车辆内外部传热增强，舒适感降低和能耗增加。
[0003]二氧化硅气凝胶是一种具有多孔性的固态材料，具有低密度、高孔隙率、高比表面积、低热导率等优点，可作为高效保温隔热材料。但二氧化硅气凝胶强度低、易碎，且表面和孔洞内表面含有较多的羟基，与聚丙烯材料复合后相容性较差，吸收空气中的水分后会导致气凝胶开裂，进一步导致聚丙烯复合材料力学性能降低。目前，常用的增强二氧化硅与聚丙烯类材料相容性的方法是通过改进二氧化硅气凝胶的制备或者后处理方式获得疏水性二氧化硅气凝胶。但上述方法通常存在对设备要求极高，高压环境相对危险，生产成分高昂，所制备的气凝胶隔热性能降低等缺点，不适合大规模工业化生产。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料及其制备方法，该材料克服复合材料中二氧化硅气凝胶与聚丙烯相容性差，隔热性能差，无法大规模工业化生产以及所制备的复合材料力学性能下降明显的问题。
[0005]本专利技术提供了一种二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料，按重量百分比，包括如下组分：
[0006][0007][0008]所述聚丙烯在230℃、2.16Kg载荷条件下熔体质量流动速率为5-120g/10min。
[0009]所述滑石粉粒径为1.5-13μm。
[0010]所述乙烯/辛烯共聚物在230℃、2.16Kg载荷条件下熔体质量流动速率为0.5-20g/10min，其中乙烯含量为30-90％。
[0011]所述改性剂为偶联剂、表面活性剂中的至少一种。
[0012]所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、硅烷类偶联剂、硬脂酸类偶联剂中的至少一种；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、烯基磺酸钠中的至少一种。
[0013]所述抗氧剂包括20％-50％主抗氧剂和50-80％辅抗氧剂。
[0014]所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；所述辅抗氧剂为硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
[0015]所述润滑剂为脂肪酰胺类润滑剂、有机硅酮类润滑剂、脂肪酸或酯类润滑剂、烃类润滑剂中的至少一种。
[0016]所述材料制备过程中预先将二氧化硅气凝胶与滑石粉混合，再将得到的预混物与改性剂混合。
[0017]本专利技术还提供了一种二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料的制备方法，包括：
[0018](1)将二氧化硅气凝胶与滑石粉预先按质量比1:3-1:5混合，得到预混物；然后加入改性剂进行二次混合，得到改性混合物；
[0019](2)将改性预混物与其他原料按配比混合，得到二氧化硅气凝胶-聚丙烯混合料；
[0020](3)将步骤(2)中的二氧化硅气凝胶-聚丙烯混合料加入到挤出机中，经熔融挤出、冷却、干燥和造粒后得的二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料；其中，熔融挤出温度为190-250℃。
[0021]所述步骤(1)和(2)中的混合均在高速混合机中进行，混合时间为3-12分钟。
[0022]本专利技术还提供了一种二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料的应用，可用于汽车内饰件降低汽车内外传热。
[0023]有益效果
[0024](1)本专利技术组分简单，价格低廉，制备设备简单易操作，无污染，适合大规模工业化生产；制备的二氧化硅气凝胶-聚丙烯复合材料具有较高的力学性能、较低的密度和热导率，二氧化硅气凝胶、滑石粉和改性剂之间具有协同作用，是一种良好的保温隔热材料，可用于汽车内饰件降低汽车内外传热。
[0025](2)本专利技术在制备过程中将二氧化硅气凝胶与滑石粉预先混合可均化气凝胶的粒径，使两者达到宏观均匀性；
[0026](3)本专利技术改性剂与宏观均一的二氧化硅气凝胶-滑石粉预混物混合可使二氧化硅气凝胶和滑石粉之间形成络合，一方面提高二氧化硅气凝胶在复合材料中的相容性，另一方面可以利用滑石粉较高的平面尺寸阻挡空气中的水汽被二氧化硅吸附而降低气凝胶的隔热效果，再一方面可以利用滑石粉的高强度提高二氧化硅气凝胶的强度，避免因二氧化硅气凝胶的加入而导致复合材料力学性能大幅降低。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例，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。
[0028]实施例和对比例所用的物料如下：
[0029]聚丙烯：PP BX3900，厂家：韩国SK；
[0030]PP EP548R，厂家：中海壳牌；
[0031]二氧化硅气凝胶：纳兰，厂家：河间纳兰节能科技；
[0032]滑石粉：TYT-777A，厂家：辽宁北海；
[0033]乙烯/辛烯共聚物：POE 7447，厂家：陶氏化学；
[0034]改性剂：钛酸酯类偶联剂TMC 931，厂家：广州伟伯科技；
[0035]十二烷基磺酸钠，厂家：河南凯邦化工；
[0036]抗氧剂：受阻酚类抗氧剂1010，厂家：巴斯夫；
[0037]亚磷酸酯类抗氧剂627A，厂家：巴斯夫；
[0038]润滑剂：有机硅酮类类润滑剂AS-025，厂家：上海涵点科技。
[0039]性能测试方法：
[0040](1)测试用样条或样板需在23℃，50％湿度的环境中放置10天后进行测试。拉伸强度按照ISO 527-2标准进行测试，弯曲强度按照ISO 178标准进行测试，简支梁缺口冲击强度按照ISO 179/1A标准进行测试，密度按照ISO1133标准中方法A进行测试；
[0041](2)隔热性能测试由导热仪通过测试复合材料热导率获得。
[0042]实施例1
[0043]二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料配方按质量百分比，包括如下组分：73.6％聚丙烯树脂PP BX3900，3％二氧化硅气凝胶，10％滑石粉TYT-777A，10％乙烯/辛稀共聚物POE 7447，1％钛酸酯类偶联剂TMC 931，0.2％受阻酚类抗氧剂1010，0.2％亚磷酸酯类辅助抗氧助剂627A，2％有机硅酮类润滑剂AS-025。
[0044]制备方法具体为：
[0045](1)150g二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料，其特征在于：按重量百分比，包括如下组分：2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述聚丙烯在230℃、2.16Kg载荷条件下熔体质量流动速率为5-120g/10min。3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述滑石粉粒径为1.5-13μm。4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述乙烯/辛烯共聚物在230℃、2.16Kg载荷条件下熔体质量流动速率为0.5-20g/10min，其中乙烯含量为30-90％。5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述改性剂为偶联剂、表面活性剂中的至少一种。6.根据权利要求5所述的材料，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、硅烷类偶联剂、硬脂酸类偶联剂中的至少一种；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、烯基磺酸钠中的至少一种。7.根据权利要求1所述的材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈延安，左立增，卢先博，陈桂吉，赵鹏伟，孙刚，谢正瑞，王琦玲，
申请(专利权)人：上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：