一种高透明、轻量化的复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种高透明、轻量化的复合材料及其制备方法与应用，属于材料技术领域。本发明专利技术公开了一种高透明、轻量化的复合材料，所述高透明、轻量化的复合材料的原料包括以下质量份数的组分：基体树脂：70

【技术实现步骤摘要】
一种高透明、轻量化的复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于材料
，涉及一种高透明、轻量化的复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展，越来越多的高科技技术被应用在如今的汽车上，对汽车零部件技术要求在安全、智能、个性、便捷、环保上更为突出。如为了实现具有人脸识别、照明发光、拍摄监控等智能科技功能，这就要求材料具有高透光率和低雾度的要求，然而传统材料保险杠大多数为聚丙烯/弹性体/矿物填充材料的组合，矿物填充降低了材料的透光性同时增加了材料的密度；并且为了安全考虑，需要加入增韧剂使其具有较高的冲击韧性，而增韧剂的引入往往会降低材料的透光性。即聚丙烯在没有矿物填充的情况下，强度难以达到物性标准要求；引入增韧剂又无法满足透光性的要求。因此需要研发一种兼具高透光性和较高的冲击韧性的材料。
[0003]正如中国专利申请文本(申请号：CN201710448910.X)公开了一种低密度加硬透明阻燃聚丙烯材料及其制备方法，通过加入偶联剂表面活化后的纳米二氧化硅和空心玻璃微珠，使得制备的聚丙烯复合材料质轻、表面硬度高、透明性好，产品性能优异；其中聚丙烯树脂72.2
‑
95.8份，成核剂0.1
‑
0.5份，偶联剂0.2
‑
0.6份；聚丙烯树脂的熔体流动速率在230℃，2.16kg条件下为2
‑
50g/10min，密度仅低至0.93，透光率仅为74.8％。中国专利申请文本(公开号：CN114621523A)公开了一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用，原料包括均聚聚丙烯30～60份、共聚聚丙烯20～40份、聚乙烯10～24份、相容剂2～8份、成核剂0.2～1份和抗氧剂0.2～1份，其中均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、聚乙烯(HDPE)的重量比为(5～6)：(2～3)：(1～1.8)，制得的材料的透光度较好，但是悬臂梁缺口冲击强度仅为19.3kJ/m2。
[0004]韩国专利申请文本(申请号：KR1020190130330)公开了一种具有优异的透明性和机械性能的聚丙烯树脂组合物，以及由其制成的模制品；其中原料包括90
‑
99重量％的通过C13
‑
NMR测得的全同立构肽分数为96％或更高的高度结晶的丙烯均聚物树脂、1
‑
10重量％的苯乙烯
‑
烯烃系橡胶、0.1
‑
0.4重量％成核剂；虽然实现了70％以上的透射率，但是雾度仅能控制在70％以内。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种同时具有低密度、高透明、高强度，且轻量化的复合材料。
[0006]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：
[0007]一种高透明、轻量化的复合材料，所述高透明、轻量化的复合材料的原料包括以下质量份数的组分：基体树脂：70
‑
95份，增韧剂：5
‑
20份，成核剂：0.2
‑
1.5份，抗氧剂：0.2
‑
1.5份，紫外吸收剂：0.2
‑
2份；所述基体树脂占总原料的73
‑
78％；所述基体树脂为质量比为1：(4
‑
9)的无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯的混合树脂。
[0008]作为优选，所述增韧剂、成核剂的质量比为(65
‑
90)：1。
[0009]在现有的常规复合材料中，均是通过加入矿物填充、增韧剂来增加材料的刚性、韧性，但是矿物填充的存在降低了材料透光性同时还提高了材料的密度；增韧剂的加入也会降低材料的透光性，不利于高透明材料的制备。本专利技术并未采用矿物填充来增加材料的刚性，而是采用添加有机成核剂与增韧剂协同作用，保证透光性的同时，降低材料密度，增加材料刚性；其中本专利技术选择丙烯基POE和无充油氢化SEBS的复配作为增韧剂，在保证低密度、高透光性的同时，实现了较高的冲击韧性和弯曲模量。
[0010]作为优选，所述无规共聚聚丙烯的分子量为22
‑
25万，熔融指数为20g/10min(230℃/2.16kg)；均聚聚丙烯的分子量为15
‑
20万，熔融指数为18g/10min(230℃/2.16kg)。
[0011]作为优选，所述增韧剂包括聚烯烃热塑性弹性体(POE)、三元乙丙橡胶、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、热塑性硫化橡胶(TPV)中的一种或多种。
[0012]作为优选，所述基体树脂、增韧剂的质量比为(2
‑
10)：1。
[0013]作为优选，所述增韧剂为氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物时，基体树脂、增韧剂的质量比为(2
‑
4)：1。
[0014]作为优选，所述增韧剂为聚烯烃热塑性弹性体时，基体树脂、增韧剂的质量比为(3
‑
5)：1。
[0015]作为优选，所述增韧剂为聚烯烃热塑性弹性体、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物的混合物时，基体树脂、增韧剂的质量比为(2
‑
5)：1。
[0016]进一步优选，聚烯烃热塑性弹性体、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物的质量比为1：(1
‑
4)。
[0017]作为优选，所述成核剂包括脂肪羧酸金属化合物、山梨醇苄叉衍生物、芳香族羧酸金属化合物、有机磷酸盐和木质酸及其衍生物、苯甲酸钠和双(对叔丁基苯甲酸)羧基铝中的一种或多种。
[0018]进一步优选，所述基体树脂、成核剂的质量比为100:(0.3
‑
0.5)。
[0019]作为优选，所述抗氧剂包括主抗氧剂和副抗氧剂，主抗氧剂为酚型抗氧剂，副抗氧剂为亚磷酸酯类；主抗氧剂、副抗氧剂的质量比为(2
‑
4):1。
[0020]作为优选，所述紫外线吸收剂包括：水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的一种或多种。
[0021]作为优选，所述复合材料在厚度为3mm时，透光率高于80％，雾度低于40％，材料密度小于0.91g/cm3。
[0022]本专利技术还公开了一种高透明、轻量化的复合材料在汽车零部件领域中的应用。
[0023]作为优选，所述汽车零部件包括但不限于保险杠、格栅、雾灯罩、挡泥板、水切护罩、包装箱、电子产品的外壳。
[0024]本专利技术制得的复合材料具有高透明的特性，可以使灯光通过，发挥照明的作用；也可以实现人脸识别、拍摄监控等智能科技功能。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]1、本专利技术通过控制原料组分及比例，使制得的高透明、轻量化的复合材料兼具低密度、高透光性和较高的冲击韧性。
[0027]2、本专利技术的复合材料具有高透明的特性，可以使灯光通过，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高透明、轻量化的复合材料，其特征在于，所述高透明、轻量化的复合材料的原料包括以下质量份数的组分：基体树脂：70
‑
95份，增韧剂：5
‑
20份，成核剂：0.2
‑
1.5份，抗氧剂：0.2
‑
1.5份，紫外吸收剂：0.2
‑
2份；所述基体树脂占总原料的73
‑
78％；所述基体树脂为质量比为1：(4
‑
9)的无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯的混合树脂。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述增韧剂、成核剂的质量比为(65
‑
90)：1。3.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述增韧剂包括聚烯烃热塑性弹性体(POE)、三元乙丙橡胶、氢化苯乙烯
‑
丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、热塑性硫化橡胶中的一种或多种。4.根据权利要求1或3所述的复合材料，其特征在于，所述基体树脂、增韧剂的质量比为(2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵先国，冉青荣，胡益男，王益，叶国强，
申请(专利权)人：宁波信泰机械有限公司，
类型：发明
国别省市：