[发明专利]一种轻质高比强度改性聚丙烯材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种轻质高比强度改性聚丙烯材料及其制备方法，由以下组分、配比混合制备而成，原料各组分按质量百分含量配比为：聚丙烯48％～75％，增韧剂10％～25％，轻质粉体填料4％～20％，短切玻纤6％～15％，相容剂2％～10％，润滑剂1％～3％，偶联剂0.5％～3％，抗氧剂0.4％～1％。本发明选用空心无机粉体填料作为填充材料，短切玻纤作为增强材料，充分利用二者的协同作用，并通过合理的改性工艺及制备方法，在改善空心无机粉体与树脂间结合牢度的同时确保了空心无机粉体粒子结构的完整性，使最终材料兼具低密度与高强度的优异性能。本发明的轻质高比强度改性聚丙烯材料可满足汽车、家电、轨道交通、航空航天、轮船、潜艇等制造领域及现代海绵城市建设领域绝大多数塑料性能要求，促进上述领域节能减排及低碳环保发展。

主权项

1.一种轻质高比强度改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于是由以下组分混合制备而成，原料各组分按质量百分含量为：所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或两者的混合物，其熔体流动速率为10g/10min～100g/10min；所述的增韧剂为三元乙丙橡胶、聚烯烃弹性体中的一种或两者的混合物；所述的轻质粉体填料为粒径分布在2μm～200μm之间、真密度不超过0.65g/cm³、抗气压强度≧10MPa的空心无机粉体填料；所述的短切玻纤为长度在3.0mm～6.0mm、纤维直径在10μm～13μm的聚丙烯专用无碱短切玻纤；所述的相容剂为马来酸酐接枝率在0.60％～0.95％之间的马来酸酐接枝聚合物；所述的润滑剂为烃类、脂肪酸及其酯类、金属皂类中的一种或两种及以上的混合物；所述的偶联剂为含氨基类硅烷偶联剂；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的混合物；采用以下工艺步骤：(1)将聚丙烯、增韧剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂在高速混合机中混合，高速混合机转速控制在500rpm～1500rpm，最终物料温度控制在70℃～80℃，物料混合均匀后卸料备用；(2)将轻质粉体填料、偶联剂加入高速混合机中进行轻质粉体填料活化改性，高速混合机转速控制在500rpm～1000rpm，最终物料温度控制在85℃～95℃；(3)将步骤(2)制备的物料与短切玻纤在高速混合机中室温下混合均匀，高速混合机转速控制在300rpm～500rpm；(4)将步骤(1)和步骤(2)制备的物料及短切玻纤，或者步骤(1)和步骤(3)制备的物料分别从主喂料口和侧喂料口送入双螺杆挤出机中熔融、混炼、造粒；挤出加工时，机筒温度控制在180℃～240℃。