[发明专利]一种低收缩、低密度改性聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体来说，涉及一种低收缩、低密度改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

改性聚丙烯复合材料是在汽车工业中广泛使用的材料之一，由于纯聚丙烯树脂的收缩率大，易收缩变形，热变形温度低，通常采用滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或者硅灰石等矿物填料填充改性聚丙烯，以降低其收缩率，提高尺寸稳定性和热变形温度。以汽车保险杠、仪表板以及门板材料为例，一般都使用20％的矿物填料进行填充。

虽然矿物填充改性聚丙烯收缩率得到改善，但其密度则由于矿物填料的大量添加，而由0.9g/cm3上升至1.05g/cm3。随着国家对于汽车节能减排、降低油耗的要求不断提高，车身轻量化成为困扰汽车工业的难题。因此，为了降低车用复合聚丙烯材料的密度，开发低收缩率、低密度的改性聚丙烯复合材料成为本行业聚焦的热点，科研人员开展的研究主要集中在为增强聚丙烯产1品中添加其它类型的高分子材料、抗翘曲成核剂、矿物填料等方面，如

中国专利CN101659766B公开了一种低收缩可喷涂PP/PS共混物合金及其制备方法，将聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、接枝相容剂及功能性填料进行共混得到PP/PS共混物合金，获得具有成型收缩率低至0.7-0.9％的材料，可替代ABS。中国专利CN 102250413B公开了一种高光泽、低收缩的改性聚丙烯复合材料及其制备方法，在聚丙烯体系中添加增强剂(35-40份)，得到具有收缩率低、高光泽的产品。中国专利CN103788634B公开了一种低收缩率玻纤增强PP/PA复合材料组合物及其制备方法，采用聚酰胺和玻璃纤维复合增强聚丙烯，使材料具有低收缩率。以上公开专利对于降低聚丙烯的收缩率虽然都有一定的效果，但在体系中需要添加较多无机填料，导致聚丙烯比重显著增加；添加其它树脂材料，会影响聚丙烯熔体的流动特性，不利于聚丙烯复合材料的加工，从而影响了材料的综合性能。

为解决上述技术问题，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种低收缩、低密度改性聚丙烯复合材料及其制备方法，该方法简单、操作安全，并且经该制备方法制得的低收缩、低密度改性聚丙烯复合材料不仅具有优异的力学性能，还具有较高的热变形温度。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种低收缩、低密度改性聚丙烯复合材料，由按重量百分比计的下述原料组成：聚丙烯50～80％，长纤维增强树脂5～40％，相容剂1～10％，增韧剂1～20％，抗氧化剂0.2～1％，抗UV剂0.2～1％。

本发明所制得低收缩、低密度改性聚丙烯复合材料之所以能够具有低收缩率、低密度，并且在以之制成的注塑制品具有较高的热变形温度，主要得益于对原料配方进行优化改进，具体为：本发明在原料配方中加入了长纤维增强树脂，纤维材料在聚丙烯中的分散更加均匀，不仅能够限制聚丙烯的结晶过程，降低收缩率，还使聚丙烯的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都得到增强。因此本发明所制得的低收缩、低密度改性聚丙烯复合材料不仅具有高的力学性能，还具有轻量化、低收缩的优点，能够替代现有的矿物填充聚丙烯材料，具有良好的市场前景和经济效益。

根据本发明，所述聚丙烯在温度230℃、负荷2.16kg条件下，熔融指数为10～100g/10min。

根据本发明，所述相容剂为SMA、马来酸酐接枝聚烯烃、GMA接枝聚烯烃等中的一种，所述SMA中马来酸酐的含量优选为5～20％，所述相容剂为分子中有极性官能团的聚合物型相容剂，是为了增强聚丙烯树脂与玻璃纤维的界面结合，提高材料的力学性能，优选为SMA，马来酸酐的含量优选为18％。

根据本发明，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或OBC中的一种。

根据本发明，所述长纤维增强树脂是由按重量份数计的下述原料制备而成：母粒载体40～80份，纤维材料20～60份，相容剂2～6份，分散剂0.1～2份。

根据本发明，所述长纤维增强树脂的纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的一种，直径为10～20μm。纤维在母粒中呈同向连续性分布。

根据本发明，所述长纤维增强树脂的树脂基体为聚丙烯、尼龙6中的一种。

根据本发明，所述长纤维增强树脂，其中，所述分散剂是TAF、硅酮树脂、马来酸酐接枝PE蜡中的一种，有利于纤维与树脂的界面结合。