[发明专利]低线性膨胀系数和高表面硬度的聚丙烯材料复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种低线性膨胀系数和高表面硬度的聚丙烯复合材料，其特征是：按重量份数计，包括如下各组分：

PP树脂                  100份；

功能性熔凝二氧化硅粉体  5~15份；

功能性硅灰石粉体        10~20份；

POE                     8~15份；

抗氧剂                  0.3~0.5份；

所述功能性硅灰石粉体是经超分散偶联剂对硅灰石表面处理后的产物，硅灰石与超分散偶联剂的重量份之比为20:1~25:1；

所述功能性熔凝二氧化硅粉体是经超分散偶联剂对熔凝二氧化硅表面处理后的产物，熔凝二氧化硅与超分散偶联剂的重量份之比为25:1~30:1；所述熔凝二氧化硅的线性膨胀系数为0.5×10^-6mm/mm/℃；

所述超分散偶联剂为上海哲华生产的偶联剂SP-1013；

POE在190℃和2.16kg测试条件下的熔融指数大于等于15g/10min，且POE的密度小于等于0.87g/cm³；

聚丙烯复合材料的MD方向线性膨胀系数为1.50×10^-6~2.40×10^-6 mm/mm/℃，TD方向线性膨胀系数为2.15×10^-6~3.20×10^-6 mm/mm/℃，表面洛氏硬度122~130，且收缩率为0.6~0.8%。

2.根据权利要求1所述的一种低线性膨胀系数和高表面硬度的聚丙烯复合材料，其特征在于，PP树脂为均聚PP树脂和/或共聚PP树脂；PP树脂在230℃和2.16kg测试条件下的熔融指数为10~60g/10min。

3.根据权利要求1所述的一种低线性膨胀系数和高表面硬度的聚丙烯复合材料，其特征在于，硅灰石的长径比大于等于10:1，且硅灰石中二氧化硅含量大于50%。

4.根据权利要求1所述的一种低线性膨胀系数和高表面硬度的聚丙烯复合材料，其特征在于，熔凝二氧化硅的粒径为4~28μm。

5.根据权利要求1所述的一种低线性膨胀系数和高表面硬度的聚丙烯复合材料，其特征在于，抗氧剂为由受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯按照质量比1:1复配而成。

6.根据权利要求1所述的一种低线性膨胀系数和高表面硬度的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征是包括如下步骤：

（1）将PP树脂、功能性熔凝二氧化硅粉体、POE和抗氧剂在高混机中混合均匀形成预混料；

所述功能性熔凝二氧化硅粉体是将熔凝二氧化硅和超分散偶联剂投入高混机中充分混合后得到；

（2）将步骤（1）制得的预混料从双螺杆挤出机的主喂料口加入，同时将功能性硅灰石粉体从侧喂料口加入，并进行造粒，制得低线性膨胀系数和高表面硬度的聚丙烯复合材料；

所述功能性硅灰石粉体是将硅灰石和超分散偶联剂投入高混机中充分混合后得到。

7.根据权利要求6所述的一种低线性膨胀系数和高表面硬度的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述功能性熔凝二氧化硅粉体用的高混机的参数设置为：混合温度100~110℃，混合时间为5~7分钟；

所述功能性硅灰石粉体用的高混机的参数设置为：混合温度100~110℃，混合时间为5~7分钟。

8.根据权利要求6所述的一种低线性膨胀系数和高表面硬度的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述预混料用的高混机的参数设置为：转速为200~450转/min，混合时间为7~10min，混合温度100~110℃；

所述双螺杆挤出机的加工温度从第一区到第九区依次设置为：150~180℃、180~200℃、200~210℃、200~210℃、200~210℃、210~220℃、210~220℃、210~220℃和200~210℃。