[发明专利]一种超细矿渣微粉填充的聚丙烯基汽车专用料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超细矿渣微粉填充的聚丙烯基汽车专用料，按重量份计，包括：聚丙烯100份、超细矿渣微粉10～50份、增韧剂1～40份、增溶剂0.5～1份、抗氧剂0.3份。本发明还提供了该种聚丙烯基汽车专用料的制备方法，包括：(1)将各组分的含水率降至介于0.03～0.06％之间；(2)利用增溶剂对超细矿渣微粉进行改性；(3)将聚丙烯、增韧剂、抗氧剂混合，经高速搅拌后与改性的超细矿渣微粉混合，并继续高速搅拌后，挤出造粒、烘干，即得聚丙烯基汽车专用料。本发明通过合理的配方体系及工艺体系设计，能够在提升材料力学性能的同时，降低VOC的释放量，满足需求，同时实现了矿渣固废的高值利用，为解决固废污染提供新的技术方法。

技术领域

本发明涉及汽车专用料制备技术领域，具体涉及一种超细矿渣微粉填充的聚丙烯基汽车专用料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯基汽车专用料是汽车的重要原料之一，目前聚丙烯基专用料的填料主要为滑石粉和碳酸钙。利用滑石粉填料制备的聚丙烯基汽车专用料生产成本较高，且对产品的性能提升空间有限，因此，不算是好的材料选择。由于滑石粉或纳米碳酸钙的表面有亲水性且呈强碱性基团，并呈极性，而多数塑料有疏水性，因此会导致两者之间的亲和力不强，相容性差。此外，通常使用的滑石粉和碳酸钙填料直径在10至15微米，粒子的比表面积小，与高分子链的接触几率较低，发生作用的可能性降低，导致产品的力学性能较差；同时，越细的滑石粉，在加工过程中由于分子间力、静电作用、氢键、氧桥等会引起滑石粉和碳酸钙粉体的团聚使得应力集中，破坏了基体连续性，使得材料在冲击过程中产生的微裂纹和塑性形变会增大，造成在高聚物中分散不均匀，导致两种材料间界面缺陷，从而导致力学性能降低而最终影响填充塑料的性能。

并且，碳酸钙首先首选从采石场运来的方解石、石灰石、白垩、贝壳等天然矿石，以除去脉石，然后用破碎机对石灰石进行粗破碎，再用雷蒙(摆式)磨粉碎得到细石灰石粉，用分级机对磨粉进行分级，以符合粒度要求。此操作过程较为复杂、运用机器较多且消耗电能较大，生产过程粉尘较多，有污染水资源的风险，对环境造成了很大的污染。

因此，不管是采用滑石粉还是碳酸钙作为聚丙烯基汽车专用料的填料，均不能很好地满足要求。

基于此，华东理工大学的王林设计了一种矿渣微粉改性聚丙烯复合材料(公开号：CN109370044A，以下简称“文献1”)，通过将矿渣微粉与硅烷偶联剂一起用作聚丙烯的填充材料，使得加工后的产品综合性能(包括拉伸性能、抗冲击性能、热性能和光学性能)明显优于活性碳酸钙填料加工的产品，解决了聚丙烯基汽车专用料力学性能不足以及采用滑石粉或碳酸钙而带来的环境污染问题。然而，该种聚丙烯复合材料在制备时，只是将原料按配混匀后直接熔融密炼共混获得，并未考虑到矿渣微粉的微观形貌对产品制备工艺体系以及整体性能的影响，仅仅只是作为滑石粉或碳酸钙的替代品进行使用，不仅材料流动性较差，而且聚合物中分布不均匀，易造成生产设备发生较大的磨损。

同时，对于聚丙烯基汽车专用料的制备来说，文献1的配方体系相比滑石粉或碳酸钙，并不会降低VOC的释放量。作为汽车专用料，不仅对材料的强度要求很高，且随着国家VOC强制标准的推出，在汽车环保材料领域内对聚丙烯(PP)材料的VOC和气味的要求也越来越高，所以文献1采用的方案并不能很好地满足相关需求，本领域技术人员有必要对此种状况提出进一步的改进方案。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种超细矿渣微粉填充的聚丙烯基汽车专用料，以期能够提升材料力学性能的同时，降低VOC的释放量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种超细矿渣微粉填充的聚丙烯基汽车专用料，按重量份计，包括如下组分：

作为优选，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、丙烯基共聚物中的任意一种或多种。