[发明专利]一种低线性膨胀、耐刮擦、高光聚丙烯复合材料

说明书

 

技术领域

 本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种低线性膨胀、耐刮擦、高光聚丙烯复合材料。

 

技术背景

聚丙烯（PP）材料由于密度小、耐热优异、抗弯曲疲劳性好且价格低，其用途广泛。但PP的低温韧性和抗蠕变性差、成型收缩率大、尺寸稳定性和耐刮擦不好。因此，普通的PP材料无法直接用于生产高光、耐磨的精密制件，需要经过适当的改性以后才可实现高光泽、低线性和耐刮擦的聚丙烯复合材料。现生产的PP替代工程塑料的方案，主要通过添加无机矿物调节收缩率，或者添加纤维增加强度。但这些材料的不仅光泽度难以达到工程塑料的水平，同时机械性能较低，存在使用中的安全隐患。

中国发明专利CN102276916 A公布了一种高光泽聚丙烯材料，其中介绍了采用PP粉和无机矿物填充制备的复合材料。这个复合材料有一定的光泽度，可以满足室内低机械性能要求的非外观件使用。但是该复合材料不具有耐候性，表面的光泽度仍很难满足高光泽度要求；同时由于增韧剂的加入导致制品表面硬度下降，易被硬物刮伤而影响制品的美观。

中国发明专利CN102250413 A公布了一种高光泽、低收缩的改性聚丙烯复合材料及其制备方法，本专利采用聚丙烯和聚苯乙烯共混，同时添加硫酸钡无机矿物增强，制备了具有低收缩、高光泽的聚丙烯复合材料，但是由于苯乙烯内应力较大，制品表面易开裂，产生裂纹而失去光泽度，并影响其美观。

 

发明内容

   本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种适用于工业化批量生产且具有优异的光泽度、耐刮擦性和低线性膨胀的聚丙烯复合材料。

本发明的另一个目的是提供上述低线性膨胀、耐刮擦、高光聚丙烯复合材料的制备方法。

   为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的：

一种低线性膨胀、耐刮擦、高光聚丙烯复合材料，所述复合材料由下列组份按重量份制备而成：聚丙烯50-80份、酚醛树脂10-50份、固化剂1-5份、相容剂10-40份、抗氧剂0.1-0.4份、成核剂0.1-0.3份、润滑剂0.1-0.3份、其他助剂0-5份。

所述的聚丙烯为在230℃/2.16Kg条件下的熔融指数大于1g/10min的均聚聚丙烯。

所述酚醛树脂是热塑性酚醛树脂。

所述固化剂为六亚甲基四胺(HMTA)和六甲氧基甲基蜜胺(HMMM)中的至少一种。

所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（PP-g-GMA）、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐（EPDM-g-MAH）或三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（EPDM-g-GMA）。

所述抗氧剂为四(β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（抗氧剂1010）、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（抗氧剂168）和硫代二丙酸双十八醇酯（抗氧剂DSTDP）中的至少一种。

所述的成核剂是2,2-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠（NA-11）或芳基羧酸金属皂（TMA-3）。

所述的润滑剂为N,N’-乙撑双硬脂酰胺、硅酮粉或硬脂酸钙中至少一种。

所述的其他助剂为抗静电剂或色母粒中的至少一种。

本发明的另一个目的是提供上述低线性膨胀、耐刮擦、高光聚丙烯复合材料的制备方法，按重量份称量，先将聚丙烯和相容剂加入密炼机中塑化1-10min；再加入酚醛树脂、抗氧剂、润滑剂、成核剂与其他助剂一起再进行密炼1-10min；然后加入固化剂密炼1-5min，最后经挤出机熔融挤出后造粒；所述密炼机的温度为190℃、转速为60rpm；挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，195℃，210℃，210℃，220 ℃，主机转速为60-80rpm，真空度为0.3MPa。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明利用硬度高、摩擦系数小的热塑性酚醛树脂与均聚聚丙烯进行原位动态交联复合，不仅可以提高复合材料的光泽度，还降低了其线性膨胀系数；同时还具有硬度高，摩擦系数小特点。

   2、本发明选择的酚醛树脂是热塑性酚醛树脂，方便加工工艺的控制和优化，借助原位动态交联实现了固化后的酚醛树脂分散相能够较好的分散在聚丙烯的连续相中。