一种低收缩聚丙烯复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及复合材料，具体涉及一种低收缩聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、pp聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90～0.91g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一。实际应用中，大家所熟悉的食品打包盒、奶嘴、保鲜袋、吸管等均为pp材料聚丙烯，可见聚丙烯安全性极强的聚合物。

2、随着现代社会的飞速发展，食品安全越来越受到人们的重视，更多的人趋向于家庭烹饪，随之而来的小家电层出不穷，为确保小家电烹饪过程的无毒性，会优先考虑聚丙烯作为材料来制造小家电，尤其烹饪小家电。然而，当前聚丙烯除了密度低外，还存在收缩率大，耐候性差的问题，若烹饪小家电壳体采用聚丙烯酸来制备，则小家电容易老化和变形，其不能满足烹饪小家电的实际使用需求。

3、对此，现有技术公开了利用纳米材料填充聚丙烯，从而缓解聚丙烯的收缩性。然而，纳米材料在聚丙烯中的分散性并不好，传统解决方式是使纳米材料与分散性良好的非纳米组分载体混合后，通过非纳米组分将纳米材料与聚丙烯充分混合，这无疑引入了另外的组分，导致影响聚丙烯的性能。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种低收缩聚丙烯复合材料，该低收缩聚丙烯复合材料的纳米材料在不引入辅助载体的情况下能够充分地分散在聚丙烯中，使得聚丙烯具有收缩率低、强度高和抗冲击的优异性能。

2、本发明的目的之二在于提供一种低收缩聚丙烯复合材料的制备方法。

3、为实现上述目的之一，本发明提供以下技术方案：

4、提供一种低收缩聚丙烯复合材料，包括以下重量份的组分：

5、pp树脂(聚丙烯树脂)70～90份

6、填充粉体1～15份

7、有机磷酸盐类成核剂1～2份

8、其中，所述pp树脂为拉伸强度大于20mpa和/或冲击强度大于30kj/m2的pp树脂；

9、所述填充粉体至少包含纳米硫酸钡和纳米碳酸钙。

10、在一些实施方式中，所述pp树脂包含pp-k8003、pp-mm20s、pp-z30s中的一种或至少任意两种以上的组合。

11、在一些实施方式中，所述填充粉体还包含滑石粉。

12、在一些实施方式中，所述纳米硫酸钡与纳米碳酸钙的重量之比为2～4:1。

13、在一些实施方式中，还包括抗氧化剂和/或润滑剂。

14、在一些实施方式中，所述抗氧化剂至少包含抗氧化剂1010和抗氧化剂168；

15、在一些实施方式中，所述抗氧化剂还包含抗氧化剂1076和/或抗氧化剂dstdp(抗氧化剂dstdp为3,3'-硫代双丙酸二(十八烷基)酯)。

16、在一些实施方式中，所述润滑剂包含硬脂酸镁和/或乙撑双硬脂酰胺。

17、在一些实施方式中，所述有机磷酸盐类成核剂为日本艾迪科na-18。

18、本发明一种低收缩聚丙烯复合材料的有益效果：

19、(1)本发明的低收缩聚丙烯复合材料至少包含纳米硫酸钡和纳米碳酸钙两种纳米材料，其中，纳米硫酸钡用于提高固化后的聚丙烯的表面光泽度，因此能提高固化后的聚丙烯的致密性，这样一方面提高聚丙烯热变形温度，另一方面能降低聚丙烯的收缩率，使得聚丙烯材料能更好地适用于烹饪等需要耐高温的小家电中；此外，纳米碳酸钙用于增加材料模量，提高了固化后的聚丙烯的稳定性，同样起到降低聚丙烯收缩率的问题；并且，同时使用的纳米硫酸钡具有较好的分散性，纳米硫酸钡除了能较好地分散在聚丙烯中外，还能带动纳米碳酸钙较好地分散，无需引入不必要的辅助载体来提高纳米材料的分散性，有效地保证了聚丙烯固有的性能，避免影响聚丙烯的性能。

20、(2)本发明的低收缩聚丙烯复合材料选用拉伸强度大于20mpa和/或冲击强度大于30kj/m2的pp树脂组合，有效地保证了pp树脂固有的拉伸强度和冲击强度。

21、(3)本发明的低收缩聚丙烯复合材料，易加工成型,成型后尺寸稳定，同步可有效提高产品光泽度，有效提高了聚丙烯的应用范围。

22、为实现上述目的之二，本发明提供以下技术方案：

23、提供一种低收缩聚丙烯复合材料，将各组分混合均匀，然后经过双螺杆挤出机熔融加工并造粒，所述双螺杆挤出机包括若干个升温熔融区间；

24、其中，所述双螺杆挤出机熔融加工区间的条件为：一区温度170℃～190℃，二区温度为180℃～200℃，三区温度为190℃～210℃，四区温度为200℃～220℃，五区温度为200℃～220℃，六区温度为200℃～220℃，七区温度为200℃～220℃，八区温度为200℃～220℃，九区温度为200℃～220℃，模头温度为200℃～220℃。

25、在一些实施方式中，所述双螺杆挤出机的主机转速为300～480r。

26、本发明一种低收缩聚丙烯复合材料的制备方法有益效果：

27、本发明的一种低收缩聚丙烯复合材料的制备方法，由于聚丙烯复合熔融挤出需匹配合适的温度，温度过低会导致材料熔融性不足，材料性能差，挤出困难，温度过高则会导致材料分解、碳化，本制备的熔融温度初始时温度较低，使得减少熔融产生气泡，接着保持熔融温度在200～220℃，该温度比聚丙烯熔融温度稍高，同时也能使各组分充分熔融在一起，该加工温度尤为重要，在此温度范围内此材料可充分的熔融结合。

技术特征：

1.一种低收缩聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的低收缩聚丙烯复合材料，其特征在于，所述pp树脂包含pp-k8003、pp-mm20s、pp-z30s中的一种或至少任意两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的低收缩聚丙烯复合材料，其特征在于，所述填充粉体还包含滑石粉。

4.根据权利要求1所述的低收缩聚丙烯复合材料，其特征在于，所述纳米硫酸钡与纳米碳酸钙的重量之比为2～4:1。

5.根据权利要求1所述的低收缩聚丙烯复合材料，其特征在于，还包括抗氧化剂和/或润滑剂。

6.根据权利要求5所述的低收缩聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧化剂包含抗氧化剂1010和抗氧化剂168。

7.根据权利要求6所述的低收缩聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧化剂还包含抗氧化剂1076和/或抗氧化剂dstdp。

8.根据权利要求5所述的低收缩聚丙烯复合材料，其特征在于，所述润滑剂包含硬脂酸镁和/或乙撑双硬脂酰胺。

9.根据权利要求1所述的低收缩聚丙烯复合材料，其特征在于，所述有机磷酸盐类成核剂为na-18。

10.根据权利要求1所述的低收缩聚丙烯复合材料，其特征在于，将各组分混合均匀，然后经过双螺杆挤出机熔融加工并造粒；所述双螺杆挤出机包括若干个升温熔融区间：

技术总结
本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种低收缩聚丙烯复合材料及其制备方法。所述低收缩聚丙烯复合材料包括以下重量份的组分：PP树脂70～90份、填充粉体1～15份、有机磷酸盐类成核剂1～2份、其中，所述PP树脂为拉伸强度大于20Mpa和/或冲击强度大于30KJ/m2的pp树脂；所述填充粉体至少包含纳米硫酸钡和纳米碳酸钙，该低收缩聚丙烯复合材料的纳米材料在不引入辅助载体的情况下能够充分地分散在聚丙烯中，使得聚丙烯具有收缩率低、强度高和抗冲击的优异性能。

技术研发人员：田永仓,杨伟业,王琳,张从武,雷杨,蒋盼盼
受保护的技术使用者：珠海格力新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12