一种聚丙烯复合材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料改性，具体涉及一种高温高模量的聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚丙烯由于其良好的综合性能，在汽车领域内外饰件制品中具有广泛的应用。但目前这些聚丙烯制件由于良好的力学性能、加工性能等特性被广泛应用于各个领域，随着汽车功能化的多样性，很多主机厂在原有性能要求基础上增加了高温机械性能的要求，多见于80℃、100℃的高温拉伸和弯曲性能，传统改性聚丙烯通常很难满足高温机械性能的要求，或者需用高结晶共聚料和增韧效果较好的poe来设计配方，成本较高，并且各个性能达到了极限。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明有必要提供一种聚丙烯复合材料，发明人惊喜的发现在传统聚丙烯体系中加入少量负热膨胀材料y2w3o12能够增加聚丙烯复合材料的高温机械性能，特别是80℃、100℃时的弯曲强度和弯曲模量性能。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种聚丙烯复合材料，其由聚丙烯57.5-81.5份、增韧剂0-10份、滑石粉15-25份、y2w3o12 0.2-0.6份、抗氧剂0.2-0.6份、光稳剂0.2-0.6份和分散剂0.1-0.3份按照重量份制备而成。

4、y2w3o12是一种负热线性膨胀系数材料，其具有50-700℃区间内负线性膨胀系数的特点，发明人惊喜的发现在传统聚丙烯体系中加入少量y2w3o12能够显著改善聚丙烯复合材料的高温刚性，特别是80℃、100℃的弯曲强度和弯曲模量。具体的说，将少量y2w3o12分布在聚丙烯体系内部，当环境温度升高到80℃时，y2w3o12的晶胞体积变小，在y2w3o12与聚丙烯基体结合的部位会出现银纹区，在材料受力时，银纹区会吸收分散所受应力，从而可提高聚丙烯复合材料的高温机械性能。

5、进一步方案，本发明中所采用的聚丙烯作为基体树脂，其种类没有特别的限定，在本发明的一个或多个实施例中，所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种，且所述聚丙烯在230℃、2.16kg条件下熔融指数为3-120g/10min。

6、进一步方案，本发明中所述的增韧剂选自poe，且所述poe在190℃、2.16kg条件下熔融指数在0.1-10g/10min，可以理解的是，其他类似能够产生增韧效果的增韧剂也可用于本申请中。

7、进一步方案，所述滑石粉的粒径为1200-8000目。

8、进一步方案，所述y2w3o12为粒径在10-50μm的粉末状材料。

9、进一步方案，本发明中采用的抗氧剂可以是本领域中的常规选择，具体可提及的实例包括但不限于受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐类抗氧剂中的至少一种。

10、进一步方案，本发明中采用的光稳剂可以是本领域中的常规选择，具体可提及的实施例包括但不限于受阻胺类光稳剂、苯并三唑类光稳剂或二苯甲酮类光稳剂。

11、进一步方案，所述分散剂选自硅酮类分散剂。

12、本发明进一步提供了一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

13、将聚丙烯57.5-81.5份、增韧剂0-10份、滑石粉15-25份、y2w3o12 0.2-0.6份、抗氧剂0.2-0.6份、光稳剂0.2-0.6份和分散剂0.1-0.3份按照重量份充分混合均匀，获得混合物，可以理解的是，混合加工可以采用本领域中的常规手段，只要能够实现混合均匀的目的即可，故不再具体的阐述；

14、将所述混合物熔融、挤出后造粒，制得聚丙烯复合材料。

15、进一步方案，所述混合物采用本领域中常规采用的双螺杆挤出机加工，其具体的温度和转速可根据基体树脂以及助剂选择的不同进行调整，在本发明的一个或多个实施例中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为190-230℃，螺杆转速为250-400r/min。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明中的聚丙烯复合材料具有优异的机械性能，特别是高温(80℃、100℃)具有优异的弯曲强度和弯曲模量，本文中聚丙烯复合材料相较于未添加y2w3o12的聚丙烯复合材料，在80℃时弯曲强度提高42.5％-145％、弯曲模量提高37.1％-53.9％；在100℃时弯曲强度提高43.1％-58.8％、弯曲模量提高30.3％-96.9％。本文中的聚丙烯复合材料具有优异的高温刚性。

技术特征：

1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，其由聚丙烯57.5-81.5份、增韧剂0-10份、滑石粉15-25份、y2w3o12 0.2-0.6份、抗氧剂0.2-0.6份、光稳剂0.2-0.6份和分散剂0.1-0.3份按照重量份制备而成。

2.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种，且所述聚丙烯在230℃、2.16kg条件下熔融指数为3-120g/10min。

3.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增韧剂选自poe，且所述poe在190℃、2.16kg条件下熔融指数在0.1-10g/10min。

4.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述滑石粉的粒径为1200-8000目。

5.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述y2w3o12为粒径在10-50μm的粉末状材料。

6.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐类抗氧剂中的至少一种。

7.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述光稳剂选自受阻胺类光稳剂、苯并三唑类光稳剂或二苯甲酮类光稳剂。

8.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述分散剂选自硅酮类分散剂。

9.一种聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述混合物采用双螺杆挤出机加工，所述双螺杆挤出机的挤出温度为190-230℃，螺杆转速为250-400r/min。

技术总结
本发明公开了一种聚丙烯复合材料及其制备方法，其由聚丙烯57.5‑81.5份、增韧剂0‑10份、滑石粉15‑25份、Y2W3O12 0.2‑0.6份、抗氧剂0.2‑0.6份、光稳剂0.2‑0.6份和分散剂0.1‑0.3份按照重量份制备而成。在聚丙烯体系中加入负线性膨胀系数材料Y2W3O12，使得聚丙烯复合材料的高温刚性，特别是80℃、100℃的弯曲强度和弯曲模量得到显著提高，拓展了聚丙烯复合材料在高温环境中的应用。

技术研发人员：杨桂生,计娉婷,李枭,姚晨光,朱敏,廖雄兵,赵鑫
受保护的技术使用者：合肥杰事杰新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13