[发明专利]一种低密度高刚性高韧性聚丙烯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种低密度高刚性高韧性聚丙烯材料及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。低密度高刚性高韧性聚丙烯材料按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯树脂43～72份；聚烯烃弹性体10～25份；无机填料10～20份；乙烯丙烯嵌段共聚物8～12份；加工助剂0～0.8份；其中，聚烯烃弹性体和乙烯丙烯嵌段共聚物的质量比为1：(0.48～0.92)。本发明的低密度高刚性高韧性聚丙烯材料，通过乙烯丙烯嵌段共聚物改善了聚丙烯树脂和聚烯烃弹性体的相容性，使材料具有低密度、高刚性和高韧性。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种低密度高刚性高韧性聚丙烯材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着全社会对低碳环保理念的不断推进，越来越多国内外主机厂开始关注汽车轻量化技术的研究。聚丙烯材料是汽车内外饰装饰件的重要材料，降低聚丙烯材料的密度是实现轻量化的一种材料解决方案。

汽车用聚丙烯材料一般是由聚丙烯树脂、填料和弹性体组成。填料能够提高聚丙烯树脂的刚性，可用弯曲模量表征。弹性体能够提高聚丙烯树脂的韧性，可以用冲击强度表征。为了实现低密度的聚丙烯材料，一般会选择降低填料的含量，但是由于填料含量的降低，会使得材料的弯曲模量即刚性降低，为了避免材料弯曲模量的降低，一般会降低弹性体的含量，但是降低了弹性体的含量，又会使得降低材料的冲击强度。因此，现有技术无法同时实现聚丙烯材料的低密度、高刚性和高韧性。

现有技术公开了一种用于轻量化注塑零件的聚丙烯纳米复合材料，其通过超细无机填料、纳米填料以及弹性体实现了低密度、高刚性和高韧性，虽然其可以将密度降低到0.96g/cm³，但是，由于其采用的平均直径为1μm和0.1μm的滑石粉在实际应用中分散性很差，滑石粉容易团聚，导致该材料冲击性能很差，即使其增韧剂占配方的10～20％，其简支梁冲击强度也仅为40kJ/m²，无法满足材料对更高韧性的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有聚丙烯材料的无法同时实现低密度、高刚性和高韧性的缺陷和不足，提供一种低密度高刚性高韧性聚丙烯材料，通过在聚丙烯树脂中加入乙烯丙烯嵌段共聚物，提高了聚丙烯和弹性体的相容性，从而实现了高刚性、高韧性和低密度。

本发明的另一目的在于提供一种低密度高刚性高韧性聚丙烯材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种低密度高刚性高韧性聚丙烯材料在制备汽车内饰装饰件和/或汽车外饰装饰件中的应用。

本发明的又一目的在于提供一种塑料制品。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种低密度高刚性高韧性聚丙烯材料，按重量份数计，包括以下组分：

其中，聚烯烃弹性体和乙烯丙烯嵌段共聚物的重量比为1：(0.48～0.92)。

其中需要说明的是：

本发明的低密度高刚性高韧性聚丙烯材料通过乙烯丙烯嵌段共聚物提高了聚丙烯树脂和聚烯烃弹性体的相容性，实现了低弹性体含量下的高韧性，高刚性以及低密度。

本发明的低密度高刚性高韧性聚丙烯材料的作用机理具体如下：

乙烯丙烯嵌段共聚物具有三方面的作用，首先，乙烯丙烯嵌段共聚物能够作为纽带连接聚丙烯和聚烯烃弹性体，改善聚丙烯树脂和聚烯烃弹性体的相容性；其次，乙烯丙烯嵌段共聚物也具有跟聚烯烃弹性体相似的作用，即也能够提高韧性，因此乙烯丙烯嵌段共聚物可以部分取代聚烯烃弹性体，基于乙烯丙烯嵌段共聚物具有上述两方面的作用，可减少聚烯烃弹性体的用量，即可在聚烯烃弹性体的用量较低时实现较高的韧性，基于刚性和韧性平衡的要求，即可相应减少用于增加刚性的填料的用量，因此可以降低材料的密度。