一种聚丙烯组合物及其制备方法及注塑发泡成型体技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，提供了一种聚丙烯组合物及其制备方法及注塑发泡成型体。所述聚丙烯组合物包括改性聚丙烯、丙烯腈共聚物、植物纤维粉末、尼龙树脂、相容剂和石墨烯，所述石墨烯具有微米级片径，平均长高比为100

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯组合物及其制备方法及注塑发泡成型体


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，更具体地说，是涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法及注塑发泡成型体。

技术介绍

[0002]众所周知，聚丙烯发泡目前主要有釜压发泡、模压发泡、挤出发泡和注塑发泡四种工艺。其中釜压、模压和挤出发泡工艺得到的发泡材料都是具有很薄表皮的蜂窝状连续泡孔结构，常见产品的发泡倍率在5倍到60倍之间，制备出的釜压注塑发泡成型体、模压发泡板材和挤出发泡片材都需要进行二次加工才能得到最终制件。而注塑发泡具有独特的“三明治”皮芯结构。具有比较厚且致密的皮层，泡孔结构是间断分布的“岛状泡孔”，目前常见减重比例在3％
‑
10％之间，可以一次成型得到制件。由于注塑发泡制品机械性能较好，可以使用在一些结构承力件中，因此也被称为“结构发泡”。
[0003]注塑发泡工艺带来独特的“三明治”皮芯结构，外观质量优异，易于喷涂上色、机械性能损失小。均匀微孔的存在除了减重之外，还有助于消除内应力，从而大大降低制件的收缩率和翘曲程度，大大提高制件的尺寸精度。同时由于注塑时熔体内部有气体存在，免去了成型时的保压时间，可以有效缩短生产周期提高生产效率，并降低锁模力。
[0004]目前注塑发泡专用料开发的趋势，通常是希望在提高制品减重比的同时，还进一步保持甚至提高制品的抗冲击抗翘曲抗收缩优点。除了从优化注塑发泡工艺条件着手外，如果能寻找到同时具有抗冲击抗翘曲抗收缩的注塑发泡专用聚丙烯材料，会是更理想的解决方案。
[0005]聚丙烯木塑复合材料通常具有出色的冲击韧性，且尺寸稳定性好、不翘曲。中国专利CN1105602098B公开了一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法，该方法采用聚丙烯、单层片状滑石粉、长纤维硅灰石、硅烷偶联剂、铝酸酯和硬脂酸共混，制备改性聚丙烯复合材料，利用改性长纤维硅灰石和片状滑石粉增强复合材料的拉伸、弯曲等性能。中国专利CN103937278B公开了一种聚丙烯木塑材料的制备方法，将植物纤维改性后与拉丝级聚丙烯共混挤出、拉丝植物纤维复合材料，该方法制备的木塑材料常温冲击强度可达到3.66KJ/m2，冲击性能有一定提高，但还有进一步提高的空间。中国专利CN106380651B公开了一种高韧性木塑复合材料，其组分包括聚乳酸、聚烯烃、植物纤维粉末、三聚磷酸钠、二丙二醇甲醚醋酸酯以及特定合成剂和淀粉合成剂。该专利提供的方法通过多步工艺先后制备合成剂并对植物纤维改性及破碎处理，然后再与聚烯烃及加工助剂共混挤压成型，可得到高韧性聚丙烯木塑材料，但工艺过程较复杂，且添加剂种类较多。中国专利CN102276920A公开了一种聚丙烯复合材料，利用玻纤、增韧剂、偶联剂、抗氧剂等对聚丙烯进行改性，得到的复合材料机械强度较高且抗蠕变性能较好。上述各种方法制备的木塑复合材料虽然可以具有很好的应用效果，但还存在基体树脂和填料相容性较差的问题，且植物纤维的添加会大大影响注塑发泡制品中泡孔的生成，不能满足注塑发泡需求。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出了一种聚丙烯组合物及其制备方法及聚丙烯组合物注塑发泡成型体。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]第一方面，本专利技术提出了一种聚丙烯组合物，包括改性聚丙烯、丙烯腈共聚物、植物纤维粉末、尼龙树脂、相容剂和石墨烯，所述石墨烯具有微米级片径，平均长高比为100
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5000。
[0009]在本专利技术中，所述“长高比”是指石墨烯的长边(片径)和厚度的比例。
[0010]作为本专利技术提供的聚丙烯组合物的一个优选方案，所述聚丙烯组合物包括 100重量份所述改性聚丙烯、1
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20重量份所述丙烯腈共聚物、2
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80重量份所述植物纤维粉末、10
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100重量份所述尼龙树脂、1
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12重量份所述相容剂、0.01～5.0重量份所述石墨烯和0～10重量份抗氧剂。
[0011]进一步优选的，以所述改性聚丙烯为100重量份计，所述丙烯腈共聚物为1
‑
10 重量份、所述植物纤维粉末为2
‑
50重量份、所述尼龙树脂为20
‑
70重量份、所述相容剂为3
‑
10重量份、所述石墨烯为0.01～1.0重量份、所述抗氧剂的含量为 0.1～1.0重量份。
[0012]更进一步优选的，以所述改性聚丙烯为100重量份计，所述丙烯腈共聚物为 3
‑
8重量份、所述植物纤维粉末为5
‑
40重量份、所述尼龙树脂为30
‑
60重量份、所述石墨烯的含量为0.05
‑
0.5份。
[0013]作为本专利技术提供的聚丙烯组合物的另一个优选方案，所述石墨烯的片径为 1
‑
20微米，平均长高比为300
‑
2500。
[0014]作为本专利技术提供的聚丙烯组合物的另一个优选方案，所述石墨烯具有羧基改性基团。
[0015]进一步优选的，所述石墨烯的氧元素含量为0.5wt％
‑
20wt％，优选为 3wt％
‑
10wt％；氢元素含量为0.01wt％
‑
1wt％，优选为0.05wt％
‑
0.5wt％。
[0016]作为本专利技术提供的聚丙烯组合物的另一个优选方案，所述石墨烯的电导率为 500
‑
1000S/m。
[0017]作为本专利技术提供的聚丙烯组合物的另一个优选方案，所述改性聚丙烯为聚丙烯接枝极性单体的改性聚丙烯。进一步优选的，接枝率为0.5wt％
‑
10wt％。更优选的，接枝率为0.8wt％
‑
6wt％。
[0018]进一步优选的，所述聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。
[0019]更进一步优选的，所述聚丙烯为乙烯/丙烯共聚物。
[0020]更进一步优选的，所述乙烯/丙烯共聚物中的乙烯含量为0
‑
8wt％。
[0021]进一步优选的，所述极性单体包括含有氨基、羟基、羧基、酸酐和/或环氧基团的极性单体中的至少一种。
[0022]更进一步优选的，所述极性单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯中的至少一种。
[0023]更进一步优选的，所述极性单体包括含有环氧基团和/或酸酐的极性单体。
[0024]更进一步优选的，所述极性单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯。
[0025]作为本专利技术提供的聚丙烯组合物的另一个优选方案，所述改性聚丙烯在 230℃，
2.16kg条件下的熔融指数大于5g/10min。
[0026]进一步优选的，所述改性聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔融指数大于 20g/10min。
[0027]作为本专利技术提供的聚丙烯组合物的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯组合物，其特征在于，包括改性聚丙烯、丙烯腈共聚物、植物纤维粉末、尼龙树脂、相容剂和石墨烯，所述石墨烯具有微米级片径，平均长高比为100
‑
5000；优选的，所述聚丙烯组合物包括100重量份所述改性聚丙烯、1
‑
20重量份所述丙烯腈共聚物、2
‑
80重量份所述植物纤维粉末、10
‑
100重量份所述尼龙树脂、1
‑
12重量份所述相容剂、0.01～5.0重量份所述石墨烯和0～10重量份抗氧剂；更优选的，以所述改性聚丙烯为100重量份计，所述丙烯腈共聚物为1
‑
10重量份、所述植物纤维粉末为2
‑
50重量份、所述尼龙树脂为20
‑
70重量份、所述相容剂为3
‑
10重量份、所述石墨烯为0.01～1.0重量份、所述抗氧剂的含量为0.1～1.0重量份；更优选的，以所述改性聚丙烯为100重量份计，所述丙烯腈共聚物为3
‑
8重量份、所述植物纤维粉末为5
‑
40重量份、所述尼龙树脂为30
‑
60重量份、所述石墨烯的含量为0.05
‑
0.5份。2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述石墨烯的片径为1
‑
20微米，平均长高比为300
‑
2500。3.根据权利要求2所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述石墨烯具有羧基改性基团；优选的，所述石墨烯的氧元素含量为0.5wt％
‑
20wt％，优选为3wt％
‑
10wt％；氢元素含量为0.01wt％
‑
1wt％，优选为0.05wt％
‑
0.5wt％；和/或，所述石墨烯的电导率为500
‑
1000S/m。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述改性聚丙烯为聚丙烯接枝极性单体的改性聚丙烯；优选的，接枝率为0.5wt％
‑
10wt％；更优选的，接枝率为0.8wt％
‑
6wt％；优选的，所述聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯；更优选的，所述聚丙烯为乙烯/丙烯共聚物；更优选的，所述乙烯/丙烯共聚物中的乙烯含量为0
‑
8wt％；和/或，优选的，所述极性单体包括含有氨基、羟基、羧基、酸酐和/或环氧基团的极性单体中的至少一种；更优选的，所述极性单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯中的至少一种；更优选的，所述极性单体包括含有环氧基团和/或酸酐的极性单体；更优选的，所述极性单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述改性聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔融指数大于5g/10min；优选的，所述改性聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔融指数大于20g/10min。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的聚丙烯组合物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐耀辉，吕明福，郭鹏，张琦，王湘，张师军，侴白舸，高达利，白弈青，
申请(专利权)人：中石化北京化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：