一种低气味高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低气味低散发高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法,其由以下组分按重量份的原料制备而成：片层状材料20～30份，常规聚丙烯树脂45～70份、玻璃纤维10～20份、相容剂1～3份、炭黑母粒1～2份、抗氧剂0.5～1.5份。本发明专利技术制备的短玻纤增强聚丙烯复合材料与市面上常见的同玻纤添加量材料相比，原料中包含层状材料，并利用其特有的物理吸附特性及层状结构特点，既降低了玻纤增强材料生产及后续使用过程中气味VOC等散发问题，同时具有较好的耐热性。最终产品不仅具有散发性能优异，易脱模，同时保持较高的物性，可以广泛应用于汽车材料，5G产品外壳等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种低气味高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及聚丙烯材料
，特别是一种新型低气味高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。材料适用于制造汽车外观部件，电器配件，5G基站外壳等。
技术介绍
随着5G行业的兴起，对于传统材料提出了新的挑战，一方面基站相较上一代大大缩小，另一方面由于数据通讯量的增加产品发热量远高于以前。这需求材料一方面可能保持高性能同时还要提高耐热老化性能。基站的小型化意味着在之后的开发中，特定部件或装置安装在室内的可能性提高，这样对产品的散发性能也提出了要求。玻纤增强聚丙烯材料具有较高的拉伸、弯曲强度和模量，有助于实现塑料在5G装置外壳等支撑部件上的应用，在降低零件总重的前提下，保持长时间稳定的工作状态。因此，增强聚丙烯材料在5G行业中的应用具有十分可观的前景。传统玻纤材料用于増强聚丙烯材料有着一些缺陷需要继续完善。虽然具有优秀的性能，但是由于其材料本身的特性所决定，在生产过程及后续的使用过程中往往具有一定程度的刺激性气味。对于产品在后续使用中的环境耐受性问题也亟需解决，同时短纤增强材料注塑后容易产生流痕，这种缺陷在制造结构复杂零件时很难避免。从企业的生产要求出发，在本专利技术短玻纤增强聚丙烯材料的生产选择层状材料作为生产的主要原料之一。这是由于首先片层材料具有独特的层间滑动结构，对塑料注塑后脱离模具有一定的润混作用可以有效解决流痕问题，其次由于层间的孔隙对气味及小分子有吸附及固化作用，可以有效降低气味小分子的及VOC检测中涉及到的小分子浓度，最后片层结构本身具有物理阻断作用，可以有效抑制氧原子进入体系诱导氧化老化，提升材料的抗热氧老化能力。同时变更生产工艺，用两次挤出的方式降低了产品的气味小分子产生，并让原材料分布更均匀，有效抑制了产品的性能波动。以低碳环保概念为指导，在保证产品性能符合常见材料标准的前提下，添加了层状材料的玻纤增强聚丙烯产品通过调节生产工艺提高了玻纤的浸渍效果，避免玻纤受损同时有效提高了生产的增强聚丙烯产品的力学性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有短玻纤增强聚丙烯材料生产及后续使用时造成的气味不良及VOC超标，产品不易进行复杂结构制造，热氧老化性能不佳等问题。提供一种新型层状材料复合玻纤增强聚丙烯复合材料：为解决以上技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种低气味高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料，由以下重量份计的原料组成：片层状材料10～15份，常规聚丙烯树脂45～70份、玻璃纤维20～20份、相容剂1～3份、炭黑母粒1～2份、抗氧剂0.5～1.5份。所述的片层状材料为镁铝水滑石，锌铝水滑石，蒙脱石，尖晶石，高岭石中的至少一种。所述常规聚丙烯基料为共聚PP，其MFR≤20。所述的玻纤纤维为短切连续纱无碱玻璃纤维：单丝直径5-15μm。所述的相容剂为低气味低散发马来酸酐接枝PP,硅烷偶联剂及丙烯酸接枝PP中的至少一种。所述的抗氧剂为通用型168，619F，1010，1076，1035中的至少一种。上述低气味高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，包括以下步骤：(1)将层状材料粉料与常规聚丙烯均匀混合挤出并切粒作为半成品原料，挤出过程加入真空系统。(2)将半成品原料、相容剂，抗氧剂，炭黑母粒按比例高速混合搅拌。(3)将步骤(2)物料混合均匀后进入双螺杆挤出机，加工温度为200–240℃，主机转速是300-600rpm，搅拌机头位置加入超声分散装置，对机头位置施加固定频率(20～40Hz)的超声波。主侧喂料口加入短切连续纱无碱玻璃纤维，搅拌过程中加入真空抽气系统。(4)分段挤出装置分别为200℃，220℃，220℃，230℃,然后经水槽冷却、切粒机切粒制备成长度为2-4mm的增强聚丙烯粒料，纤维重量含量为10-20％。本专利技术制备的短玻纤增强聚丙烯复合材料与市面上常见的同玻纤添加量材料相比，原料中包含层状材料，并利用其特有的物理吸附特性及层状结构特点，既降低了玻纤增强材料生产及后续使用过程中气味VOC等散发问题，同时具有较好的耐热性。最终产品不仅具有散发性能优异，易脱模，同时保持较高的物性，可以广泛应用于汽车材料，5G产品外壳等领域。具体实施方式以下结合实施来进一步解释本
技术实现思路
，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限制。本专利技术比较例和实施例所含成分组成及其质量百分比含量见下表1表1：实施例及对比例配方组成及含量原料配比实例1实例2实例3对比例1对比例2层状材料粉料10151500聚丙烯6762527767玻璃纤维2020302030相容剂22222抗氧剂0.50.50.50.50.5炭黑母粒0.50.50.50.50.5根据表一实施例制备步骤：(1)将层状材料粉料与常规聚丙烯均匀混合挤出并切粒作为半成品原料，挤出过程加入真空系统。(2)将半成品原料、相容剂，抗氧剂，炭黑母粒按比例高速混合搅拌。(3)将步骤(2)物料混合均匀后进入双螺杆挤出机，加工温度为200–240℃，主机转速是300-600rpm，主侧喂料口加入短切玻璃纤维，搅拌过程中加入真空抽气系统。(4)分段挤出装置分别为200℃，220℃，220℃，230℃,然后经水槽冷却、切粒机切粒制备成长度为2-4mm的增强聚丙烯粒料，纤维重量含量为20-30％；根据表一对比例制备方式：(1)将原料聚丙烯、相容剂，抗氧剂，炭黑母粒按比例高速混合搅拌。(2)将步骤(1)物料混合均匀后进入双螺杆挤出机，加工温度为200–240℃，主机转速是300-600rpm，主侧喂料口加入短切玻璃纤维，搅拌过程中加入真空抽气系统。(3)分段挤出装置分别为200℃，220℃，220℃，230℃,然后经水槽冷却、切粒机切粒制备成长度为2-4mm的增强聚丙烯粒料，纤维重量含量为20-30％；本专利技术的测试方法及检测标准参照吉利汽车材料标准Q/JLJ124011-2015，气味评定方法为吉利10级评定法。本专利技术实例和对比例性能检测结果如下表2：表2：实施例和比较例性能检测结果从表格可以看出，与常规生产方式生产的长玻纤增强聚丙烯材料相比，利用层状材料复合成产的产品在力学性能有一定提高，可以满足常见的主机厂材料标准。当玻纤含量提高的时，性能的提升效果更加明显。这种增强作用说明了微观结构中，玻纤的分散更为均匀同时取向更为一致，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低气味高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下重量份计的原料组成：片层状材料10～15份，常规聚丙烯树脂45～70份、玻璃纤维20～20份、相容剂1～3份、炭黑母粒1～2份、抗氧剂0.5～1.5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种低气味高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下重量份计的原料组成：片层状材料10～15份，常规聚丙烯树脂45～70份、玻璃纤维20～20份、相容剂1～3份、炭黑母粒1～2份、抗氧剂0.5～1.5份。


2.根据权利要求1所述的一种低气味高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的片层状材料为镁铝水滑石，锌铝水滑石，蒙脱石，尖晶石，高岭石中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的一种低气味高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述常规聚丙烯基料为共聚PP，其MFR≤20。


4.根据权利要求1所述的一种低气味高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的玻纤纤维为短切连续纱无碱玻璃纤维：单丝直径5-15μm。


5.根据权利要求1所述的一种低气味高耐热氧老化玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的相容剂为低气味低散发马来酸酐接枝PP,硅烷偶联剂及丙烯酸接枝PP中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何书珩，张中伟，张杨，徐美玲，蔡青，周文，
申请(专利权)人：重庆普利特新材料有限公司，上海普利特复合材料股份有限公司，浙江普利特新材料有限公司，上海普利特化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50