專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，是一種工藝簡(jiǎn)單、成本低、復(fù)合材料性能好的制取改性聚丙烯復(fù)合材料方法。
背景技術(shù)：
：聚丙烯具有加工性能優(yōu)良、韌性高、耐汽油和化學(xué)藥品性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)質(zhì)輕、價(jià)廉，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)內(nèi)外飾件、電子和家用電器產(chǎn)品的外殼等。是目前增長(zhǎng)速度最快的通用型熱塑性塑料。但是聚丙烯也有耐熱性差、剛性低的顯著缺點(diǎn)。通常通過(guò)加入玻璃纖維的方法來(lái)大幅度提高聚丙烯材料的剛性、強(qiáng)度和耐熱性，但存在成型加工性能差、制品表面質(zhì)量差的缺點(diǎn)。而采用加入滑石粉的方法來(lái)提高聚丙烯的剛性則是最常用的方法。但是隨著滑石粉的大量加入(一般超過(guò)30%以上)就很容易造成混料的不均勻，滑石粉出現(xiàn)"搭橋"現(xiàn)象，造成進(jìn)料困難，從而使得滑石粉的加量不足或者不能在聚丙烯復(fù)合材料中的有效分散，最終造成聚丙烯復(fù)合材料力學(xué)性能降低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，而提供的一種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料。本發(fā)明的另一個(gè)目的是為了提供一種在實(shí)際生產(chǎn)中能夠簡(jiǎn)單有效地改善上述復(fù)合材料在無(wú)機(jī)填料較多的情況下進(jìn)料困難的方法。上述目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)這種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料，按以下重量百分比的原料配制而成聚丙烯4090粉狀聚乙烯220滑石粉545抗氧齊U0.12其他助劑05本發(fā)明所適用的聚丙烯復(fù)合材料體系中，所述的聚丙烯為熔體流動(dòng)速率(測(cè)試條件23(TCX2.16kg)在0.560g/10min之間的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚單體常見(jiàn)為乙烯，其含量在4lOmol%的范圍內(nèi)，均聚丙烯的結(jié)晶度在70%以上，等規(guī)度大于99%;所述的無(wú)機(jī)填料為滑石粉、其粒徑范圍均為0.510微米；所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑可以選用受阻酚或硫酯類(lèi)抗氧劑如3114、1010、DSTP的其中一種或幾種；輔抗氧劑可以選用亞磷酸鹽或酯類(lèi)抗氧劑如618U68等。本發(fā)明所述的聚乙烯是由合成塔直接合成出來(lái)的未經(jīng)加工處理的粉狀聚乙烯，其粉體粒徑在45微米850微米之間，熔體流動(dòng)速率(190°CX2.16kg)在0.140g/10min之間，其添加量效果較好的是2.020%(重量％)，但效果更好的是8.015%(重量％)。本發(fā)明所述的其他添加劑包括各種顏色添加劑、各種光照助劑、各種酯類(lèi)潤(rùn)滑劑或脂肪酸類(lèi)潤(rùn)滑劑等。這種改善制備高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料的進(jìn)料困難的方法如下所述(1)按重量配比稱(chēng)取原料；(2)將聚丙烯、粉狀聚乙烯、滑石粉、抗氧劑、其他助劑在高速混合器中干混35分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190200。C，二區(qū)200210。C，三區(qū)210220°C，四區(qū)205215°C;整個(gè)擠出過(guò)程的停留時(shí)間為12分鐘，壓力為1218MPa。本發(fā)明在聚丙烯復(fù)合材料的基礎(chǔ)配方中添加一種能夠有效地改善制備聚丙烯復(fù)合材料體系中進(jìn)料困難的粉狀聚乙烯，從而制備出高剛性、高耐熱的聚丙烯復(fù)合材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明使用適量粉狀聚乙烯能夠明顯改善滑石粉在復(fù)合材料體系中的分散能力，使得所制得的聚丙烯復(fù)合材料保持高剛性、高耐熱的特性。2、本發(fā)明所制得的聚丙烯復(fù)合材料在保證進(jìn)料順利的同時(shí)，材料的各項(xiàng)物理力學(xué)性能基本不受影響。3、本發(fā)明提出的改善聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)料困難的方法制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明在實(shí)施例及對(duì)比例復(fù)合材料配方中，聚丙烯為不同流動(dòng)性的高結(jié)晶均聚丙烯和嵌段共聚丙烯，用量為4075%(重量％)，其中嵌段共聚丙烯的共聚單體常見(jiàn)為乙烯，其含量在41Omol^的范圍內(nèi)。聚丙烯的熔體流動(dòng)速率(230°CX2.16kg)為560g/10min。高結(jié)晶聚丙烯的結(jié)晶度在70%以上，等規(guī)度大于99%。所述的無(wú)機(jī)填料滑石粉粒徑范圍均為110微米。所述的粉狀聚乙烯是由合成塔直接合成出來(lái)的未經(jīng)加工處理的粉狀聚乙烯，熔體流動(dòng)速率(190°CX2.16kg)在0.140g/10min之間，粉體粒徑在45微米850微米之間。所述的主抗氧劑為英國(guó)ICE公司產(chǎn)的DSTP，商品牌號(hào)為NegonoxDSTP，化學(xué)名稱(chēng)為硫代二丙酸十八酯，以及Ciba公司產(chǎn)的3114，商品牌號(hào)為Irganox3114，化學(xué)名稱(chēng)為3，5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯。輔抗氧劑為Ciba公司產(chǎn)的168，商品牌號(hào)為Irgafos168，化學(xué)名稱(chēng)為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。此外還包括顏色添加劑等其他助劑。樹(shù)脂和各種添加劑在高速混合器中干混35分鐘，再在雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190200°C，二區(qū)200210°C，三區(qū)210220°C，四區(qū)205215°C;整個(gè)擠出過(guò)程的停留時(shí)間為12分鐘，壓力為1218Mpa。件能評(píng)價(jià)方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn):將按上述方法完成造粒的粒子材料事先在90IO(TC的鼓風(fēng)烘箱中干燥23小時(shí)，然后再將干燥好的粒子材料在注射成型機(jī)上進(jìn)行注射成型制樣。拉伸性能測(cè)試按ISO527-2進(jìn)行，試樣尺寸為150X10X4mm，拉伸速度為50mm/min;彎曲性能測(cè)試按ISO178進(jìn)行，試樣尺寸為80X10X4mm，彎曲速度為2mm/min，跨距為464mm;簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度按ISO179進(jìn)行，試樣尺寸為80X6X4mm，缺口深度為試樣厚度的三分之一；熱變形溫度按ISO75進(jìn)行，試樣尺寸為120X10X3.Omm，載荷為1.8MPa。材料的綜合力學(xué)性能通過(guò)測(cè)試所得的沖擊強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度以及彎曲模量的數(shù)值進(jìn)行評(píng)判。實(shí)施例配方及各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下各表表1實(shí)施例1-6及對(duì)比例1、2材料配方表(重量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>各配方的測(cè)試結(jié)果參見(jiàn)表2:表2實(shí)施例1-6及對(duì)比例1、2測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從實(shí)施例1、2、3與對(duì)比例1的對(duì)比以及實(shí)施例4、5、6與對(duì)比例2的對(duì)比可以看出，無(wú)論是加入30%滑石粉填充的聚丙烯復(fù)合材料體系的還是加入45%滑石粉填充的聚丙烯復(fù)合材料體系，粉狀聚乙烯的加入對(duì)改善材料的進(jìn)料情況都有很大的幫助。其中10%的粉狀聚乙烯的添加可以顯著改善復(fù)合材料的進(jìn)料情況，同時(shí)復(fù)合材料的各方面性能并沒(méi)有下降。另外從實(shí)施例l-6及對(duì)比例1、2的材料力學(xué)性能對(duì)比中也可以看出粉狀聚乙烯的添加量控制在10%(重量％)左右最為適宜，不僅可以明顯改善材料的進(jìn)料情況，還能提高材料的剛性。這可能是由于粉狀聚乙烯可以有效改善滑石粉在聚丙烯復(fù)合材料中的分散，從而不僅使滑石粉填充聚丙烯復(fù)合材料的制備方法及工藝變得簡(jiǎn)單易行，而且還能使材料保持較好的力學(xué)性能。權(quán)利要求一種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料，按以下重量百分比的原料配制而成聚丙烯40～90粉狀聚乙烯2～20滑石粉5～45抗氧劑0.1～2其他助劑0～5。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的聚丙烯為熔體流動(dòng)速率為0.560g/10min的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的嵌段共聚丙烯的共聚單體為乙烯，其含量為410mol%。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的均聚丙烯的結(jié)晶度在70%以上，等規(guī)度大于99%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的粉狀聚乙烯是由合成塔直接合成出來(lái)的未經(jīng)加工處理的粉狀聚乙烯，其粉體粒徑在45微米850微米之間，熔體流動(dòng)速率在0.140g/10min之間，其添加量為8.015重量百分比。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的無(wú)機(jī)填料為滑石粉，其粒徑范圍均為0.510微米。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚或硫酯類(lèi)抗氧劑；輔抗氧劑為亞磷酸鹽或酯類(lèi)抗氧劑，8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的主抗氧劑為3114、1010和DSTP的其中一種或幾種，輔抗氧劑為618和168。9.一種制備權(quán)利要求1所述的高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料的方法，其具體步驟為(1)按重量配比稱(chēng)取原料；(2)將聚丙烯、粉狀聚乙烯、滑石粉、抗氧劑、其他助劑在高速混合器中干混35分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)19020(TC，二區(qū)200210。C，三區(qū)210220°C，四區(qū)205215°C;整個(gè)擠出過(guò)程的停留時(shí)間為12分鐘，壓力為1218MPa。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了這種高剛性、高耐熱聚丙烯復(fù)合材料，按以下重量百分比的原料配制而成聚丙烯40～90；粉狀聚乙烯2～20；滑石粉5～45；抗氧劑0.1～2；其他助劑0～5本發(fā)明在聚丙烯復(fù)合材料的基礎(chǔ)配方中添加一種能夠有效地改善制備聚丙烯復(fù)合材料體系中進(jìn)料困難的粉狀聚乙烯，從而制備出高剛性、高耐熱的聚丙烯復(fù)合材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、使用適量粉狀聚乙烯能夠明顯改善滑石粉在復(fù)合材料體系中的分散能力，使得所制得的聚丙烯復(fù)合材料保持高剛性、高耐熱的特性。2、所制得的聚丙烯復(fù)合材料在保證進(jìn)料順利的同時(shí)，材料的各項(xiàng)物理力學(xué)性能基本不受影響。3、提出的改善聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)料困難的方法制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低。文檔編號(hào)C08L23/10GK101759912SQ200810203128公開(kāi)日2010年6月30日申請(qǐng)日期2008年11月21日優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日發(fā)明者周文,張祥福,張鷹,蔡青申請(qǐng)人:上海普利特復(fù)合材料股份有限公司