一种低密度高刚高冲改性聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低密度高刚高冲改性聚丙烯材料及其制备方法，所述聚丙烯材料按重量百分比包括：聚丙烯组合物54.9％～83.75％；无机填料母粒13％～23％；增韧剂3％～20％；成核剂0.05％～0.6％；抗氧剂0.1％～0.5％；润滑剂0.1％～1％。本发明专利技术制备得到的聚丙烯材料保持韧性的同时提高改性材料的弯曲模量，并且提高改性材料的冲击强度，在低温环境下仍能保持良好冲击强度。好冲击强度。

【技术实现步骤摘要】
一种低密度高刚高冲改性聚丙烯材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体地，涉及一种低密度高刚高冲改性聚丙烯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯(Polypropylene，简称PP)是一种半结晶的热塑性塑料，其具有良好的物理机械性能、化学性能和加工性能，因此，聚丙烯在建筑工程材料、电动工具、汽车和家用电器材料等方面均有广泛的用途。为了得到更广泛的应用，通常将聚丙烯进行改性，例如滑石粉填充、碳酸钙填充、玻纤增强等。
[0003]然而随着汽车工业的发展，汽车塑料零部件的轻量化、高性能、低成本成为了当前发展的主要趋势。以滑石粉改性聚丙烯复合材料为例，该材料一般应用在结构复杂、尺寸较大的制件上，如保险杠、门板、尾门外板等，单件重量在3～6kg。为了实现零部件轻量化的效果，常常采用减少制件的壁厚这一方法，但是制件壁厚的降低会导致力学性能下降，加之聚丙烯较大的收缩率及在低温下的脆性，导致使用受限。所以要达到轻量化的目的，必须要保证低密度材料的刚性及韧性的平衡。
[0004]申请号为201310740894.3的中国专利技术专利公布了一种高模量超高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法，采用乙烯
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丁烯共聚物作为增韧剂，超细滑石粉作为填料提高刚性，从而达到刚韧平衡的效果。但该专利实施方案均采用较高的填料比例，虽然能提高刚性，但材料的密度仍很高，不能达到轻量化的要求。
[0005]申请号为201810989480.7的中国专利技术专利公布了一种低密度、高刚性聚丙烯材料及其制备方法，采用片层完整度高、长径比大并经硅烷类助剂改性的滑石粉作为填充，并配合增刚成核剂使材料在较低密度下具备高刚高韧高流动的特点。但其材料的冲击强度仅能达到35KJ/m2左右，不能满足制件在高冲击工况下的使用。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种低密度高刚高冲改性聚丙烯材料及其制备方法。
[0007]本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
[0008]一种低密度高刚高冲改性聚丙烯材料，包括如下重量百分比的各组分：
[0009][0010]所述聚丙烯为质量比为1:9～6:4的均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的混合物。
[0011]所述均聚聚丙烯熔体流动速率为20～100g/10min，弯曲模量1500MPa～2200MPa；所述嵌段共聚聚丙烯熔体流动速率为10～40g/10min，重均分子量为200000～300000。
[0012]所述嵌段共聚聚丙烯中乙烯含量为5～30％；所述嵌段共聚聚丙烯中EPR的含量为20～40％，其在20
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35℃可溶于二甲苯并且在萘烷中的特性粘数η为3～5.5dL/g，粒径为0.5～3μm。
[0013]所述的无机填料母粒中载体为丙烯基弹性体，与丙烯共聚的单体优选为乙烯、丁烯、己烯和辛烯中的一种或多种。
[0014]所述的无机填料母粒由包括如下重量百分比的各原料制备而成：
[0015][0016]所述改性无机填料是无机填料经过硅烷偶联剂处理而得。
[0017]所述的硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、酰氧基硅烷偶联剂中的一种或多种。
[0018]所述的无机填料为硅灰石、云母、滑石粉、晶须、蒙脱土中的一种或多种，所述的无机填料粒径为0.5～5.0μm；
[0019]所述的增韧剂为POE、POP、SEBS、EPDM、SBS、TPU、硅橡胶中的一种或多种。
[0020]所述的增韧剂优选为POE。
[0021]所述的成核剂为聚烯烃成核剂。
[0022]所述的润滑剂为脂肪酸盐、脂肪酸酰胺、硅烷聚合物、固体石蜡、液体石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、硅酮粉、甲撑双硬脂酸酰胺、N,N
’‑
乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种。
[0023]所述的低密度高刚高冲改性聚丙烯材料制备方法，包括如下步骤：
[0024]步骤一、按重量份准备材料：丙烯基弹性体19％～34.8％，改性无机填料65％～80％，抗氧剂0.1％～0.5％，润滑剂0.1％～0.5％，将材料密炼后单螺杆挤出得到无机填料母粒；
[0025]步骤二、按重量份准备材料：聚丙烯组合物54.9％～83.75％，无机填料母粒13％～23％，增韧剂3％～20％，成核剂0.05％～0.6％，抗氧剂0.1％～0.5％，润滑剂0.1％～
1.0％；将材料混合后双螺杆挤出，制得低密度高刚高冲改性聚丙烯材料。
[0026]所述步骤一中，密炼温度为160～180℃，单螺杆挤出机各段的温度为170～190℃，挤出转速为300
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500rpm
[0027]所述步骤二中双螺杆挤出机挤出温度为190～220℃，挤出转速为400～800rpm。
[0028]所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂；其中，主抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂；辅抗氧剂选自亚磷酸盐类抗氧剂。
[0029]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0030](1)本专利技术的低密度高刚高冲改性聚丙烯材料相比于传统的改性高刚高冲聚丙烯配方，本专利技术聚丙烯组合物中包含有高刚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯，其中高刚聚丙烯有利于弯曲模量保持，而优选的嵌段共聚聚丙烯中二聚物EPR含量、特性粘数和分散相粒径大小更有利于提高改性材料的缺口冲击强度，采用低粘度，低Tg的POE可以使得改性材料在低温下保持良好的缺口冲击强度；
[0031](2)本专利技术的低密度高刚高冲改性聚丙烯材料相比于传统的改性高刚高冲聚丙烯配方，由于无机填料母粒中采用丙烯基弹性体为载体，从而增强了聚丙烯和增韧剂之间的相容性，使得彼此相界面作用增强，在保持韧性的同时提高改性材料的弯曲模量；
[0032](3)本专利技术的低密度高刚高冲改性聚丙烯材料相比于传统的改性高刚高冲聚丙烯配方，采用聚乙烯成核剂可使嵌段共聚聚丙烯的二聚物EPR相中的结晶相晶粒尺寸细化，从而提高改性材料的弯曲模量而不影响缺口冲击强度。
具体实施方式
[0033]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0034]制备例1无机填料母粒的制备
[0035]无机填料母粒的制备，步骤如下：
[0036](1)改性无机填料制备：将KH
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550硅烷偶联剂用乙醇和水稀释(KH550：水：乙醇＝15：10:75，在搅拌器里搅拌5
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10分钟，水解完全后，将无机填料倒入搅拌器，高速搅拌，使KH550均匀分散。接着抽滤，并在真空烘箱110℃烘干，得到偶联剂改性的无机填料；
[0037](2)无机填料母粒制备：按表1中母粒配方重量百分比，将各组分加入到密炼机中进行密炼，然后倒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低密度高刚高冲改性聚丙烯材料，其特征在于，包括如下重量百分比的各组分：所述聚丙烯为质量比为1:9～6:4的均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的混合物。2.根据权利要求1所述的低密度高刚高冲改性聚丙烯材料，其特征在于，所述均聚聚丙烯熔体流动速率为20～100g/10min，弯曲模量1500MPa～2200MPa；所述嵌段共聚聚丙烯熔体流动速率为10～40g/10min，重均分子量为200000～300000。3.根据权利要求1所述的低密度高刚高冲改性聚丙烯材料，其特征在于，所述嵌段共聚聚丙烯中乙烯含量为5～30％；所述嵌段共聚聚丙烯中EPR的含量为20～40％，其在20
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35℃可溶于二甲苯并且在萘烷中的特性粘数η为3～5.5dL/g，粒径为0.5～3μm。4.根据权利要求1所述的低密度高刚高冲改性聚丙烯材料，其特征在于，所述的无机填料母粒由包括如下重量百分比的各原料制备而成：丙烯基弹性体 19％～34.8％；改性无机填料 65％～80％；抗氧剂 0.1％～0.5％；润滑剂 0.1％～0.5％。5.根据权利要求4所述的低密度高刚高冲改性聚丙烯材料，其特征在于，所述改性无机填料是无机填料经过硅烷偶联剂处理而得。6.根据权利要求5所述的低密度高刚高冲改性聚丙烯材料，其特征在于，所述的无机填料为硅灰石、云母、滑石粉、晶须、蒙脱土中的一种或多种，所述的无机填料粒径为0.5～5.0μm。7.根据权利要求1所述的低密度高刚高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峥，高磊，周霆，
申请(专利权)人：上海锦湖日丽塑料有限公司广东锦湖日丽高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：