本发明专利技术公开了一种聚丙烯复合材料。按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯11～76份，低密度聚乙烯9～31份，乙烯‑辛稀共聚物9～31份，片层状泡孔调节剂5～20份，相容改性剂0.5～3份，助剂0～4份；聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为0.3～3g/10min；聚丙烯的熔融温度为100～130℃；低密度聚乙烯在190℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为0.5～2.0g/10min；乙烯‑辛稀共聚物的熔融温度为50～100℃；片层状泡孔调节剂的尺寸为2～5μm。所述聚丙烯复合材料具有优异的可发性和较高的减重比。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚丙烯材料发泡的，更具体地，涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚丙烯是通用塑料中密度最低的一种，同时具有熔点高、耐化学性能稳定等优点，聚丙烯吹塑管件被广泛应用于汽车车顶通风管、仪表管通风管、除霜管、车顶通风管等零部件。在低碳环保趋势下，汽车轻量化日益加速，聚丙烯吹塑管件与微发泡技术相结合，进一步降低零件的重量。因此，聚丙烯吹塑发泡技术随之而生，然而目前聚丙烯发泡材料成型工艺窗口窄，成型难度大。
2、为解决上述问题，一方面可以通过聚丙烯与其他成分进行反应，另一方面可以通过与其他高熔体强度的聚合物(聚丙烯、聚乙烯等)进行共混解决。但前者通过射线辐照、反应挤出、反应交联等手段会使生产成本大幅提高、生产效率降低，不适合工业化生产。后者如专利cn103834102b中，聚丙烯与高密度聚乙烯共混，同时辅以相容剂的方式提高聚丙烯材料的吹塑熔接强度和综合力学性能。然而，虽然上述方案一定程度上提高了聚丙烯材料的综合力学性能以及熔体强度，然而熔体强度仅是决定聚丙烯材料可发性的因素之一，吹胀比也是影响聚丙烯材料可发性的关键因素之一，上述方案并未在聚丙烯材料的吹胀比以及轻量化方面有明显改善。因此，如何提供一种具有合适可发性和较高减重比的聚丙烯复合材料成为亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述现有的技术问题，本专利技术的首要目的在于提供一种聚丙烯复合材料，所述聚丙烯复合材料具有优异的可发性(合适的吹胀比和合适的熔体强度)以及较高的减重比。
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p>2、本专利技术的第二个目的在于提供一种聚丙烯复合材料的制备方法。3、本专利技术的第三个目的在于提供一种聚丙烯复合材料在吹塑或吹塑发泡制备塑料制件中的应用。
4、本专利技术的第四个目的在于提供一种发泡制件。
5、为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：
6、一种聚丙烯复合材料，按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯11～76份，低密度聚乙烯9～31份，乙烯-辛稀共聚物9～31份，片层状泡孔调节剂5～20份，相容改性剂0.5～3份，助剂0～4份；所述聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为0.3～3g/10min；所述聚丙烯的熔融温度为100～130℃；所述低密度聚乙烯在190℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为0.5～2.0g/10min；所述乙烯-辛稀共聚物的熔融温度为50～100℃；所述片层状泡孔调节剂的片层平均直径为2～5μm。
7、本专利技术在上述特定的聚丙烯、低密度聚乙烯、乙烯-辛稀共聚物和片层状泡孔调节剂的共同作用以及相容改性剂的共同作用下，有效地调节了聚丙烯复合材料的熔体强度，优化了复合材料在吹塑发泡过程中的吹胀比，进而改善了复合材料的可发性，同时也极大地提高了聚丙烯复合材料的减重比。
8、聚丙烯复合材料的吹胀比是指吹胀后的型胚直径与口模直接之比。吹胀比越大，材料熔体越容易被吹胀，但是壁会变薄，在发泡以及合模时容易出现熔体破裂，难以成型的问题；而吹胀比越小，材料熔体不易吹胀，熔体壁厚，不利于减重，而且合模时在模具边角位置容易拉伸的地方容易被拉破。申请人发现，聚丙烯复合材料保持一个合适范围的吹胀比(1.2～2.0)，能够同时满足可发性和减重的需求。
9、聚丙烯复合材料的熔体强度是指聚丙烯复合材料在熔融状态时的耐拉伸能力。吹塑是一个三维的过程，熔体强度是复合材料在纵向的耐拉伸能力，而吹胀比是横向的耐拉伸能力。复合材料熔体强度越大，耐拉伸能力越强，成型性会更好，但同时在发泡时会压制气体的膨胀，不利于减重；而熔体强度过小，对气体的抑制能力弱，发泡过程容易导致泡孔破裂，不易成型，减重也差。申请人发现，聚丙烯复合材料保持在一个合适范围的熔体强度(110～200mn)，能够同时满足可发性和减重的需求。
10、而在本专利技术中，申请人发现低密度聚乙烯能够提高复合材料的熔体强度，降低了复合材料的吹胀比，提高了复合材料的可吹塑性。
11、申请人发现乙烯-辛稀共聚物的熔融温度控制在特定范围内时，能够较好地提高复合材料的成膜特性，提高复合材料发泡过程中对气体逃逸的限制能力，当熔融温度过低，熔体在挤出后结晶速率慢，气体逃逸量过大，最终减重比低；当熔融温度过高，熔体结晶速率快，熔体很快冷却变硬，起泡效果容易达到限值，最终减重比例也比较低。此外，乙烯-辛稀共聚物还能够提高聚丙烯与低密度聚乙烯之间的相容性。
12、进一步地，申请人发现当聚丙烯流动性越高，分子量越小，熔体强度也越小，对气体的限制能力弱，减重效果差，同时吹胀比越大，易破裂。流动性越低，分子量越大，熔体强度过高，对气体的限制能力强，也不利于发泡，减重效果也差。当聚丙烯的熔融温度越高，熔体冷却快，气泡还未完全发起，表皮已经冷却，减重效果也差。因此，本专利技术通过将聚丙烯的熔融指数和熔融温度控制在一定范围内，使得聚丙烯复合材料同时具有合适的熔体强度，吹胀比以及较好地实现了减重效果。
13、进一步地，申请人发现片层状泡孔调节剂与聚丙烯基体之间能够产生较多的界面，有利于气泡成核。当片层状泡孔调节剂的用量在特定范围内时，界面可以达到一种多而细的效果，因此产生的气泡多而小，减重效果好。而片层状泡孔调节剂的尺寸大小对于聚丙烯复合材料也有较大影响，当片层状泡孔调节剂尺寸较大时，则其比表面积小，界面效果不明显，泡孔尺寸大而稀疏，减重效果一般；当片层状泡孔调节剂尺寸较小时，则其易团聚，也起不到很好的泡孔调节的作用。
14、进一步地，相容改性剂能够提高片层状泡孔调节剂与聚丙烯基体之间的相容性，提高了片层状泡孔调节剂的分散性，减少了界面缺陷。
15、优选地，按重量份数计，所述聚丙烯复合材料包括以下组分：聚丙烯40～50份，低密度聚乙烯15～25份，乙烯-辛稀共聚物15～25份，片层状泡孔调节剂12～16份，相容改性剂0.8～1.5份，助剂0.3～2份。在此优选条件下，所述聚丙烯复合材料具有更合适的熔体强度，吹胀比以及更优异的减重比，更有利于聚丙烯复合材料的吹塑发泡。
16、优选地，所述片层状泡孔调节剂选自石墨烯、蒙脱土、滑石粉或水滑石中的一种或多种。
17、优选地，所述相容改性剂选自偶联剂和/或聚丙烯接枝马来酸酐中的一种或两种；所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。更具体地，所述偶联剂可选择钛酸酯类偶联剂、氨基硅烷类偶联剂、铝钛复合偶联剂、环氧硅烷偶联剂中的一种或多种。
18、优选地，所述乙烯-辛稀共聚物在190℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为1～6g/10min。
19、优选地，所述聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为0.5～1.0g/10min；所述聚丙烯的熔融温度为110～120℃。
20、优选地，所述低密度聚乙烯在190℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为0.8～1.2g/10min。
21、优选地，按重量份数计，所述助剂包括抗氧本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯11～76份，低密度聚乙烯9～31份，乙烯-辛稀共聚物9～31份，片层状泡孔调节剂5～20份，相容改性剂0.5～3份，助剂0～4份；
2.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯40～50份，低密度聚乙烯15～25份，乙烯-辛稀共聚物15～25份，片层状泡孔调节剂12～16份，相容改性剂0.8～1.5份，助剂0.3～2份。
3.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述片层状泡孔调节剂选自石墨烯、蒙脱土、滑石粉或水滑石中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容改性剂选自偶联剂和/或聚丙烯接枝马来酸酐中一种或两种；所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述乙烯-辛稀共聚物在190℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为1～6g/10min。
6.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为0.5～1.0g/10min，所述聚丙烯的熔融温度为110～120℃。
7.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述低密度聚乙烯在190℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为0.8～1.2g/10min。
8.权利要求1～7任一项所述聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，将片层状泡孔调节剂、相容改性剂、任选的助剂加热混合，随后与聚丙烯、低密度聚乙烯、乙烯-辛稀共聚物混合，熔融挤出，造粒，即得所述聚丙烯复合材料。
9.权利要求1～7任一项所述聚丙烯复合材料在吹塑或吹塑发泡制备塑料制件中的应用。
10.一种发泡制件，其特征在于，使用权利要求1～7任一项所述聚丙烯复合材料经吹塑发泡制得。
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【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯11～76份，低密度聚乙烯9～31份，乙烯-辛稀共聚物9～31份，片层状泡孔调节剂5～20份，相容改性剂0.5～3份，助剂0～4份；
2.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯40～50份，低密度聚乙烯15～25份，乙烯-辛稀共聚物15～25份，片层状泡孔调节剂12～16份，相容改性剂0.8～1.5份，助剂0.3～2份。
3.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述片层状泡孔调节剂选自石墨烯、蒙脱土、滑石粉或水滑石中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容改性剂选自偶联剂和/或聚丙烯接枝马来酸酐中一种或两种；所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述乙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：左立增，陈桂吉，赵鹏伟，程文超，刘乐文，孙刚，杨霄云，
申请(专利权)人：上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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