本发明属于高分子材料加工改性领域,具体涉及一种抗蠕变聚丙烯复合材料。
背景技术:
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聚丙烯(pp)是塑料产业中发展最为迅速的塑料品种之一,其具有力学性能好、比重轻、无毒、易加工、耐腐蚀等优点;且由于聚丙烯的原料来源广、价格低廉,故在家电、汽车以及包装等领域得到了广泛的应用,尤其在汽车、电动工具、家电等领域的应用非常广泛。目前聚丙烯领域竞争十分激烈,但国内生产的聚丙烯树脂的附加值普遍较低,因此需要对聚丙烯进行改性,使聚丙烯向工程化塑料方向发展。
但由于pp树脂自身结构方面的限制,如分子链较为规整,分子链柔顺,其抗蠕变性能较差。当在一些应用领域如汽车、电动工具行业中使用时,聚丙烯通常和金属组装,而耐蠕变性能较差的聚丙烯会产生蠕变使得其在压力下产生永久变形,从而出现装配缝隙变大,甚至部分功能件会出现装配松动而引发安全问题。
技术实现要素:
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为了克服上述现有技术中存在的不足,本发明提供了一种抗蠕变聚丙烯复合材料。
本发明采用的技术方案如下:
一种抗蠕变聚丙烯复合材料,由以下组分按重量份制备而成:
聚丙烯23-96.8份
玻璃纤维1-30份
过氧化二异丙苯1-20份
马来酸酐接枝聚丙烯1-5份
抗氧剂0.1-1份
润滑剂0.1-1份
填料0-20份。
进一步方案,所述聚丙烯不均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的一种或几种混合物;其在2.16kg/230℃条件下的溶体流动速率为0.5-100g/min。
所述玻璃纤维为短切玻璃纤维,其直径为5-20微米。
所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为0.6-2.0wt%。
所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂中的至少一种。
所述润滑剂为硬脂酸类、酰胺类和芥酸酰胺类润滑剂中的至少一种。
所述填料为滑石粉、碳酸钙和云母粉中的至少一种。
聚丙烯材料之所以抗蠕变性较差,是由于其本身分子链较为规整,且刚性较差。本发明采用玻璃纤维、填料增强聚丙烯材料,玻璃纤维和填料的加入会大大提高聚丙烯材料的刚性,同时还能提高了材料的热变形温度;聚丙烯材料体系内由于填料和玻纤的存在,导致材料受力时,应力会沿着填料和玻璃纤维传导分散至周围区域,从而提高材料的抗蠕变性能。同时,过氧化二异丙苯作为过氧化引发剂,可使材料在双螺杆的剪切作用下,基料聚丙烯部分交联、缠绕成类似网状结构,从而提高材料的抗蠕变性能。使得材料在长期受力的情况下,仍保持较小的变形度。
具体实施方式:
结合具体实施例针对本发明进行详细说明,以下具体实施例中所选用的原材料如下所述,但
本技术:
中各组分所选用的原料并不限于下述规格的原材料。
均聚聚丙烯1(均聚pp1):熔体流动速率为60g/10min(230℃/2.16kg),密度为0.9g/cm3。
均聚聚丙烯2(均聚pp2):熔体流动速率为20g/10min(230℃/2.16kg),密度为0.9g/cm3。
共聚聚丙烯1(均聚pp1):熔体流动速率为15g/10min(230℃/2.16kg),密度为0.89g/cm3。
共聚聚丙烯2(均聚pp2):熔体流动速率为40g/10min(230℃/2.16kg),密度为0.89g/cm3。
无规共聚聚丙烯:熔体流动速率(mfr)为5g/10min(230℃/2.16kg)。
玻璃纤维:短切玻璃纤维,直径为5-20微米,生产厂家山东巨石玻纤公司。
过氧化二异丙苯:生产厂家为广州沁丰化工。
马来酸酐接枝聚丙烯,其接枝率为0.6-2.0,生产厂家广州合成。
滑石粉:粒径1-5μm,生产厂家为辽宁艾海。
云母粉:粒径5-15μm,生产厂家为江门市精达云母材料有限公司。
碳酸钙:粒径1-15μm,石家庄金利矿业有限公司。
抗氧剂1010:生产厂家为南京华立明化工有限公司。
抗氧剂168:生产厂家为南京华立明化工有限公司。
硬脂酸钙:生产厂家为中山市华明泰化工材料有限公司。
按照表1中各组分用量制备具体实施例1-6的聚丙烯材料,其制备方法可采用本领域常规的技术方案,具体为:按表1中用量称取各组分,然后将各组分在高速混合机中混合5min后,经双螺杆挤出机挤出造粒,相应工艺参数为:一区190℃、二区205℃、三区220℃、四区210℃、机头210℃,双螺杆挤出机转速为500转/分。
将得到的产品进行相关的实验测试,拉伸强度测试:gb/t1040测试标准;缺口冲击强度测试:gb/t1843测试标准;耐蠕变性能测试:gb6095-85测试标准,其中试样尺寸为120×10×4mm,测试温度为23℃,应力23mpa,记录48h后样条最外层的应变(%)。
由上述具体实施例和对比例测试结果可看出,通过本发明制备的聚丙烯复合材料的刚性和韧性都有所提高,且大大提高了聚丙烯材料的抗蠕变性能,大大扩展了聚丙烯材料的应用领域,在工程件和结构件中应用将具有更大的经济效益。
本发明不限于这里的实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。