本发明专利技术公开了一种高强度、高断裂伸长率聚丙烯复合材料，由下列重量百分比的原料组成：聚丙烯55-94%，超细无机填料5-40%，弹性体增韧剂0-20%，稳定剂0.1-2%。本发明专利技术的优点是：1、使用超细碳酸钙球形填料填充改性聚丙烯材料，与传统滑石粉改性聚丙烯相比，具有明显更高的冲击韧性，尤其兼具超高的拉伸断裂伸长率，同时具有足够的抗弯性能，刚韧平衡性好。2、采用超细碳酸钙刚性粒子增韧聚丙烯材料，大大减少价格昂贵的橡胶弹性体的用量，同时具有更高的刚性和拉伸延展性。3、采用分段进料方式，将超细碳酸钙填料在螺杆下游加入挤出机，最大限度的避免了熔融共混过程中其它组分对超细球形粒子的剪切和分散过程所造成的影响，进一步提高了复合材料的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚丙烯复合材料；具体为一种高强度、高断裂伸长率的聚丙烯复合材料，以及其制备方法；属于聚合物改性和加工领域。
技术介绍
随着汽车及相关工业的迅猛发展，各行业对各类通用塑料和工程塑料的需求量与日俱增，其中聚丙烯复合材料的用量占据了较大份额。同时，对应用于汽车内外饰件的聚丙烯复合材料而言，除了美观、舒适外，更对其安全性和适用性提出了较高要求，要求聚丙烯材料具备高强度、高韧性或者超高韧性，同时兼顾高流动性、低散发、耐刮擦、耐光照等加工性能和应用性能。随着聚丙烯材料性能要求的逐年提高，需要材料在保持足够刚性的前提下尽可能提高韧性，尤其是拉伸延展性，而常规滑石粉和橡胶弹性体改性的聚丙烯复合材料在一定的组分配比时可以做到足够高和相对平衡的刚性及韧性，但用拉伸断裂伸长率来表征的延展性很难做高，同时大量用于增韧的橡胶弹性体损失了相当可观的抗弯性能，并大大提高了材料成本。而今年来发展起来的纳米级或微米级的球型刚性粒子增韧改性技术，很好的解决了这一问题。一般来说，将纳米级或微米级的球型粒子通过熔融混合或其它方式加入到聚合物中，可以明显改善材料的韧性和拉伸延展性，而抗弯性能和热性能也有一定提高，虽然不及滑石粉、云母等片状填料的增强效果，但由此获得的高韧性和超高的拉伸断裂伸长率是滑石粉体系所不可企及的，而由于刚性粒子增韧不会损失材料刚性，最终的材料抗弯和耐热性能也足以满足大部分制品要求。从增韧机理上来说 ，聚合物受力变形时，无机球型粒子的存在或者产生应力集中效应，引发其周围的基体屈服(空穴、银纹、剪切带)，或者阻碍裂纹的扩展或钝化而终止裂纹，当材料受外力作用时，分散相粒子垂直于应力方向所产生的压缩应力的作用，当该压缩应力足够大时，刚性分散相粒子会发生脆-韧转变，吸收大量的能量，从而使材料的韧性提高。正因为微纳米级球型刚性粒子的上述增韧效果，将以微米级碳酸钙为代表的超细球型填料通过先进的分散与复合技术应用于聚丙烯材料改性，可以在成本最低的前提下获得高强度、高韧性和超高拉伸断裂伸长率的高性能聚丙烯复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于开发一种高强度、超高断裂伸长率的聚丙烯复合材料，以达到刚性和延展性俱佳的改性聚丙烯材料。本专利技术的另一个目的是为了提供这种聚丙烯复合材料的制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种高强度、高断裂伸长率聚丙烯复合材料，由下列重量百分比的原料组成聚丙烯55-94%超细无机填料5-40%弹性体增靭剂0-20%稳定剂0. 1-2%。更为优选的是一种高强度、高断裂伸长率聚丙烯复合材料，由下列重量百分比的原料组成聚丙烯59. 5-79. 5% 超细无机填料20% 弹性体增韧剂0-5%稳定剂0. 1-0. 5%。·其中，所述的聚丙烯为230°C X 2. 16kg测试条件下，熔体流动速率在0. 5_60g/10min之间的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量为4-10mol%。所述超细无机填料选自碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、云母、蒙脱土、高岭土中的一种或两种以上的组合物，所述超细无机填料为平均粒径0. 05-20 u m的无机填料。优选平均粒径0. 5-10 u m的碳酸钙。所述弹性体增韧剂为任何合适的聚烯烃弹性体，包括但不限于聚丁二烯橡胶、乙烯丙烯-二烯橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)等中的一种或两种以上的组合物。优选POE弹性体，熔体流动速率(230°C X 2. 16kg)为0. 5_50g/10min。所述稳定剂为本领域技术人员认为所需的主抗氧剂和辅助抗氧剂，其中主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂，辅助抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。还可以添加本领域技术人员认为所需的着色剂、成核剂、发泡剂、表面活性剂、增塑齐U、偶联剂、阻燃剂、光稳定剂、加工助剂、抗静电助剂、抗微生物助剂、润滑剂中的一种或以上的组合物。上述高强度、高断裂伸长率聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下I)按重量配比称取原料；2)将原料置于高速混合器中干混3-15分钟，将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒；其中螺筒内温度为一区190-200°C，二区190-210°C，三区190-210°C，四区190-210°C，机头190_220°C，双螺杆挤出机转速为100-1000转/分。另一种优选的方法为按重量配比称取原料；将除超细无机填料以外的原料置于高速混合器中干混3-15分钟制得混合物A，将混合物A从螺杆尾部主喂料口加入双螺杆挤出机，将超细无机填料从螺杆中部侧向喂料口加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒；其中螺筒内温度为一区190-200°C，二区190-210°C，三区190_210°C，四区190_210°C，机头190-220°C，双螺杆挤出机转速为100-1000转/分。本专利技术的优点是1、使用超细碳酸钙球形填料填充改性聚丙烯材料，与传统滑石粉改性聚丙烯相t匕，具有明显更高的冲击韧性，尤其兼具超高的拉伸断裂伸长率，同时具有足够的抗弯性能，刚韧平衡性好。2、采用超细碳酸钙刚性粒子增韧聚丙烯材料，大大减少价格昂贵的橡胶弹性体的用量，同时具有更高的刚性和拉伸延展性。3、采用分段进料方式，将超细碳酸钙填料在螺杆下游加入挤出机，最大限度的避免了熔融共混过程中其它组分对超细球形粒子的剪切和分散过程所造成的影响，进一步提高了复合材料的性能。具体实施例方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术的范围不受这些实施例的限制，本专利技术的范围在权利要求书中提出。在实施例及对比例的复合材料配方中，所用聚丙烯为熔体流动速率(2300C X2. 16kg) l-10g/10min的嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量在4-10mol%范围内。所用滑石粉平均粒径为5-10 U m。所用超细无机填料为平均粒径1-5 U m的碳酸钙。所用增韧剂为DOW公司的乙烯-辛烯共聚物P0E8180。所用稳定剂为英国ICE公司的Negonox DSTP (化学名称为硫代二丙酸硬脂醇酯)、Ciba公司的Irganox 1010 (化学名称为四[￠- (3, 5-二叔丁基4-轻基苯基)丙酸]季戍四醇酯)、以及Ciba公司的Igrafosl68 (化学名称为亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯)酯)。实施例1 按重量百分比称取聚丙烯94. 5%、超细碳酸钙5%、Irganox 1010为0. 1%、Igrafos168为0. 1%、Negonox DSTP为0. 3%，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中螺筒内温度为一区200°C，二区210°C，三区210°C，四区210°C，机头220°C，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。实施例2按重量百分比称取聚丙烯79. 5%、超细碳酸钙20%、Irganox 1010为0. 1%、Igrafos168为0. 1%、Negonox DSTP为0. 3%，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中螺筒内温度为一区200°C，二区210°C，三区210°C，四区210°C，机头220°C，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度、高断裂伸长率聚丙烯复合材料，其特征在于：由下列重量百分比的原料组成：FDA00002554664700011.jpg
【技术特征摘要】
1.一种高强度、高断裂伸长率聚丙烯复合材料，其特征在于由下列重量百分比的原料组成聚丙烯55-94%超细无机填料5-40%弹性体增韧剂0-20%稳定剂0. 1-2%。2.根据权利要求1所述的高强度、高断裂伸长率聚丙烯复合材料，其特征在于由下列重量百分比的原料组成聚丙烯59. 5-79. 5% 超细无机填料20% 弹性体增_剂0-5%稳定剂0. 1-0. 5%。3.根据权利要求1或2所述的高强度、高断裂伸长率聚丙烯复合材料，其特征在于所述的聚丙烯为230°C X 2. 16kg测试条件下，熔体流动速率在0. 5-60g/10min之间的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量为4-10mol%。4.根据权利要求1或2所述的高强度、高断裂伸长率聚丙烯复合材料，其特征在于所述超细无机填料选自碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、云母、蒙脱土、高岭土中的一种或两种以上的组合物，所述超细无机填料为平均粒径0. 05-20 u m的无机填料。优选平均粒径0. 5-10 u m的碳酸钙。5.根据权利要求1或2所述的高强度、高断裂伸长率聚丙烯复合材料，其特征在于所述弹性体增韧剂为聚烯烃弹性体，选自聚丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶和乙烯辛烯共聚物中的一种或两种以上的组合物。6.根据权利要求5所述的高强度、高断裂伸长率聚丙烯复合材料，其特征在于优选POE弹性体，230°C X 2. 16kg测试条件下，熔体流动速率为0. 5_50g/10min。7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张锴，张鹰，张祥福，周文，
申请(专利权)人：上海普利特复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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