[发明专利]可替代ABS的PP复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于塑料改性技术领域，特别是涉及一种可替代ABS的PP复合材料及其制备方法。

背景技术

       ABS 是一种具有广泛用途的工程塑料，是以苯乙烯、丁二烯和丙烯腈三种单体为原料，通过化学共聚反应制备。由于三种单体各自具有不同的特性，使ABS 共聚物具有三种单体的均聚物所不具备的优异性能，集优良的刚性、韧性、尺寸稳定性，表面光亮和适中的密度于一身，是一般通用塑实(PP.PE.PS.PVC) 所无法比拟的。正由于ABS 具有如此优良性能，被广泛应用于各种家电如：电冰箱、洗衣机、空调机、电视机和计算机的外壳，各种电器和儿童玩具等领域。ABS 市场需求量非常大，供不应求，但其价格是通用塑料平均价格的1.5 倍，

所以行业内迫切需要一种性能与ABS 相当价格便宜，能够替代ABS 的新型高分子材料。

    PP的低成本优势和良好的综合性能使PP成为改性塑料领域的重要原料。

滑石粉化学组成为3MgO4SiO·H2O，其结构呈片状或鳞片状，属单斜晶系，在已知矿物中滑石粉的硬度最小，莫氏硬度为1，对塑料加工设备使用寿命有利。但是对于滑石粉填充聚丙烯，随着滑石粉含量的增加，共混物拉伸强度下降，这是由于基体树脂分子间作用力较强，其本身有一定的拉伸强度，随着滑石粉的加入，片状滑石粉填充到高分子物间隙中，防碍了高聚物分子间的作用力，从而导致填充材料拉伸强度下降。此外，滑石粉的加入使冲击韧性和光泽下降明显。

晶须是一种纤维状的单晶材料，其晶体结构完整，内部缺陷较少，纯度高，直径细小，其强度和模量均接近完整晶体材料的理论值，目前发现的固体的最强形式，不仅具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、轻量等特性，而且在电、光、磁学等方面也表现出不同的性能，广泛用于各种高性能先进复合材料。亚微观尺寸的晶须填充聚合物时，不但与聚合物复合能产生显著的增强效果，而且对高分子基体材料的成型工艺性影响较小，加工流动性好，减少加工设备磨损，可以实现制品显微增强、各向同性、高表面质量，有利于制作形状复杂、尺寸稳定、薄壁、表面光洁的精密件。截至目前为止，已合成了约近百种晶须，但实际投入工业化生产的仅有SiC、Si3N4、TiN、Al2O3、K2Ti 6O13、CaSO4、ZnO 、碱式硫酸镁(MgSO4·5Mg(OH)2·3H2O) 晶须等少量品种。

    目前对于单一晶须、滑石粉改性 PP的复合材料研究较多，但是还未见能够替代ABS的PP/滑石粉/晶须复合材料。   

发明内容

       为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可替代ABS的PP复合材料，其具有高流动、高刚性、高模量、低收缩、低翘曲变形等特点，可以有效降低材料成本，产生较大的经济效益；本发明的另一目的在于提供该复合材料的制备方法。

    本发明的技术方案为：一种可替代ABS的PP复合材料，其主要由如下质量百分比的组分组成：PP树脂 60％～80％，滑石粉 5%-25%，晶须 5%-15%，增光剂 0.5%～2%，成核剂 0.1%-0.3%。

优化的，其还包括抗氧剂 0.1%～0.5%，润滑剂0.1%～0.5%。

优化的，所述晶须采用镁盐晶须。

优化的，所述PP树脂采用高流动性PP和高刚性PP混合，两者比例为2:1.

优化的，所述高流动性PP采用熔融指数大于或等于60g/10min的PP。

优化的，所述高刚性PP采用拉伸强度为35MPa以上的PP。

本发明提供的上述任意一种可替代ABS的PP复合材料的制备方法，包括如下步骤：首先将各组分按照质量百分比用高速搅拌机搅拌混匀，然后转入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却，最后造粒即可制得产品。

优化的，原料在高速搅拌机中搅拌5-10min。

优化的，最后经造粒制得圆柱状颗粒产品。

优化的，挤出时双螺杆挤出机的料筒温度为190-200℃。

    本发明的有益效果在于:

1、本发明通过将PP、滑石粉、晶须复配，使复合材料具有高流动、高刚性、高模量、低收缩、低翘曲变形等特点，在一定领域内完全可以替代ABS使用，可以有效降低材料成本，产生较大的经济效益。

2、通过高刚性PP和高流动PP的复配，实现了刚性和流动性的平衡；通过滑石粉和镁盐晶须复配，同时加入成核剂，有效降低了材料的成型收缩率和后收缩，使PP复合材料收缩率接近ABS的收缩率；通过加入高效增光剂，一定程度上弥补了矿粉对PP光泽度的降低。