一种高强度、抗刮擦的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高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。所述聚丙烯复合材料包括以下质量百分数的组分：聚丙烯50～65％、功能填料3～10％、交联剂2～5％、增韧剂5～10％、增强剂10～15％、相容剂5～10％、润滑剂2～5％、抗氧剂0.2～1％、光稳定剂0.2～1％。本申请通过添加功能填料和树脂交联剂，能够获得高强度的三元共聚物网络结构，提高复合材料的整体机械性能，同时也提高了复合材料的抗划伤和抗紫外线的性能。高了复合材料的抗划伤和抗紫外线的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，涉及聚丙烯复合材料，具体涉及一种高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯以其低密度、易加工、耐化学性好、性价比高的特点，被广泛应用于汽车内外饰非金属部件。与工程塑料相比，聚丙烯存在强度低、硬度低、尺寸不稳定、耐刮擦差等问题，通常是通过添加增韧剂、滑石粉以及硅酮等润滑剂来解决的，但都会造成如强度低、表面光泽度高的缺陷。
[0003]中国专利技术专利CN 103756144 A公布了一种低线性膨胀、耐刮擦、高光聚丙烯复合材料，是利用热塑性酚醛树脂与均聚聚丙烯进行原位动态交联复合，来改善聚丙烯的耐刮擦性和线膨胀系数。但是所得的材料的工艺流程复杂，且光泽度太高、冲击强度低。中国专利技术专利CN 104592641 A公布了一种低光泽耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法，通过高分子量硅酮母粒来实现材料的低光泽度和高耐刮擦性。但是该专利仅通过降低材料的摩擦系数，没有考虑提高材料硬度来改善表面耐刮擦性。以上现有技术均存在一些问题，因此对高强度、抗刮擦聚丙烯复合材料和相应的制备方法的研究具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料及其制备方法。通过添加功能填料和树脂交联剂，能够获得高强度的三元共聚物网络结构，提高复合材料的整体机械性能，同时也提高了复合材料的抗划伤和抗紫外线的性能。
[0005]本专利技术一方面提供了一种高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料，所述聚丙烯复合材料包括以下质量百分数的组分：聚丙烯50～65％、功能填料3～10％、交联剂2～5％、增韧剂5～10％、增强剂10～15％、相容剂5～10％、润滑剂2～5％、抗氧剂0.2～1％、光稳定剂0.2～1％。
[0006]本专利技术另一方面提供了一种高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0007]S1、将质量百分数50～65％聚丙烯、3～10％功能填料、5～10％增韧剂、10～15％增强剂、5～10％相容剂、2～5％润滑剂、0.2～1％抗氧剂、0.2～1％光稳定剂放入高速混料机中混合均匀，得到混合料；
[0008]S2、将步骤S1中所述混合料加入双螺杆挤出机中混炼、挤出、造粒，得到复合材料粒子；
[0009]S3、将步骤S2中所述复合材料粒子和2～5％交联剂在紫外线照射下进行交联，即得到高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料。
[0010]本专利技术又一方面提供了一种如上述高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料，或上述的
制备方法制得的高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料在汽车内外饰部件中的应用。
[0011]本专利技术的有益效果包括以下内容中的至少一项：
[0012]1、本专利技术提供的高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料中添加功能填料，能够增强聚丙烯复合材料整体的硬度和耐磨性，其中，氧化铝纳米粉末具有高的硬度和耐磨性，蒙脱石纳米片具有高的拉伸强度，其单层或多层在聚丙烯表面形成强固的界面，能够提高复合材料的整体机械性能，同时也提高了复合材料的抗划伤和抗紫外线的性能。
[0013]2、本专利技术提供的高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料，将聚丙烯与树脂交联剂交联固化,能够获得高强度的三元共聚物网络结构,具有较高的拉伸强度、弯曲强度。
[0014]3、本专利技术提供的高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料利用增强剂能大幅度提高聚丙烯材料的强度和表面硬度，同时复配增韧剂能够提高材料的韧性及优异的力学性能。
[0015]4、本专利技术提供的高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料利用高分子硅氧烷和脂肪族酰胺类润滑剂能够有效降低材料表面摩擦系数，从而改善聚丙烯复合材料的刮擦性。同时利用两者的润滑作用，降低因剪切过强造成的聚丙烯的分解。
[0016]5、本专利技术的制备方法采用批量化原材料、工业化设备，通用化强，易于规模化生产，获得的性能优异的高强度抗刮擦聚丙烯复合材料满足了汽车高性能材料的要求，具有很好的工业化应用前景。
具体实施方式
[0017]为了更清楚的阐释本专利技术的整体构思，下面以示例的方式进行详细说明。
[0018]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0019]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0020]在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本专利技术的高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0021]在本专利技术的一个示例性实施例中，高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料的制备方法可通过以下步骤来实现：
[0022]S1、将质量百分数50～65％聚丙烯、3～10％功能填料、5～10％增韧剂、10～15％增强剂、5～10％相容剂、2～5％润滑剂、0.2～1％抗氧剂、0.2～1％光稳定剂放入高速混料机中混合均匀，得到混合料。
[0023]具体来讲，聚丙烯熔融指数为8～15g/10min，包括高结晶聚丙烯、共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的任意一种或几种，然而，本专利技术不限于此。功能填料包括氧化铝纳米粉末和蒙脱石纳米片按2:1的重量比混合而成。氧化铝纳米粉末平均粒径为50～200nm，纯度≥99％，
蒙脱石纳米片平均粒径为30nm，层数为5～10层。功能填料能够增强聚丙烯复合材料整体的硬度和耐磨性，其中，氧化铝纳米粉末具有高的硬度和耐磨性，蒙脱石纳米片具有高的拉伸强度，其单层或多层在聚丙烯表面形成强固的界面，能够提高复合材料的整体机械性能，同时也提高了复合材料的抗划伤和抗紫外线的性能。
[0024]增韧剂包括乙烯
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辛烯共聚物、乙烯
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丁烯共聚物、丙烯
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乙烯共聚物、线性低密度聚乙烯中的任意一种或几种，然而，本专利技术不限于此。增强剂包括超细滑石粉、云母粉、碳酸钙晶须、短切玻璃纤维中的任意一种或几种，然而，本专利技术不限于此。利用增强剂能大幅度提高聚丙烯材料的强度和表面硬度，同时复配增韧剂能够提高材料的韧性及优异的力学性能。相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、乙烯
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辛烯共聚物接枝马来酸酐中的任意一种或几种，然而，本专利技术不限于此。润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、高分子硅氧烷、油酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的任意一种或几种，然而，本专利技术不限于此。利用高分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度、抗刮擦的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯复合材料包括以下质量百分数的组分：聚丙烯50～65％、功能填料3～10％、交联剂2～5％、增韧剂5～10％、增强剂10～15％、相容剂5～10％、润滑剂2～5％、抗氧剂0.2～1％、光稳定剂0.2～1％。2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯熔融指数为8～15g/10min，包括高结晶聚丙烯、共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的任意一种或几种。3.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述功能填料包括氧化铝纳米粉末和蒙脱石纳米片按2:1的重量比混合而成；所述氧化铝纳米粉末平均粒径为50～200nm，纯度≥99％；所述蒙脱石纳米片平均粒径为30nm，层数为5～10层。4.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述交联剂为酚醛树脂。5.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增韧剂包括乙烯
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辛烯共聚物、乙烯
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丁烯共聚物、丙烯
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乙烯共聚物、线性低密度聚乙烯中的任意一种或几种；所述增强剂包括超细滑石粉、云母粉、碳酸钙晶须、短切玻璃纤维中的任意一种或几种。6.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、乙烯
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辛烯共聚物接枝马来酸酐中的任意一种或几种；所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、高分子硅氧烷、油酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的任意一种或几种。7.根据权利要求1所述的聚丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐阳，马学彬，李天津，张帅，郭金利，
申请(专利权)人：山东祥龙新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：