CN102329455A - 一种低翘曲增强聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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徐永
张博
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Abstract

本发明公开了一种低翘曲增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料按重量份数，由以下组分组成：PP 100份；相容剂10～20份；增强剂20～60份；发泡剂2～4份；抗氧剂0.6～1份；润滑剂1～2份。该复合材料的制备方法如下：按上述所述的重量份数称取各个组分；将称取的各个组分在混料筒中混合均匀；将混合好后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒。本发明的低翘曲增强聚丙烯复合材料，在现有的普通矿物填充增强聚丙烯中加入发泡剂，可使材料在注塑时尺寸保持稳定，消除了缩水，翘曲等现象；同时也减轻了材料重量，降低了材料成本。

Description

一种低翘曲增强聚丙烯复合材料及其制备方法
[技术领域]
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种低翘曲增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
[背景技术]
PP(Polypropylene，聚丙烯)材料是一种通用型热塑性塑料，具有优异的机械性能、热性能，且比重低，易加工成型，广泛应用于汽车行业、家用电器、电子仪表、纺织工业等。
PP属于结晶类材料，成型时收缩率较大，为了使注塑件得到较好的尺寸和外观，人们通过改性的方法对其收缩进行控制，从而避免了缩水、翘曲等缺陷。
现有技术一般采用加玻纤或矿物填料来改善材料尺寸稳定性，虽有一定效果，但是注塑大尺寸时由于收缩引起的表面缺陷难以克服。
[发明内容]
本发明提供了一种低翘曲增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该聚丙烯复合材料注塑时尺寸稳定、无缩水、无翘曲。
本发明的技术方案是：
一种低翘曲增强聚丙烯复合材料，按重量份数，由以下组分组成：
Figure BDA0000064748730000011
一种低翘曲增强聚丙烯复合材料，包括以下步骤：
步骤一、按上述所述的重量份数称取各个组分；
步骤二、将称取的各个组分在混料筒中混合均匀；
步骤三、将混合好后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒；双螺杆挤出机各区温度分别控制在160-200℃。
本发明的低翘曲增强聚丙烯复合材料，在现有的普通矿物填充增强聚丙烯中加入发泡剂，可使材料在注塑时尺寸保持稳定，消除了缩水，翘曲等现象；同时也减轻了材料重量，降低了材料成本。
[具体实施方式]
下面结合具体的实施例对本发明做一详细的阐述。
下述各个实施例中，PP采用共聚聚丙烯，比如中国茂名石化产的EPC 30R-H和J641，新加坡聚烯烃私营公司的AW564；相容剂采用PP接枝马来酸酐或乙烯-辛烯弹性体或乙烯-丙烯弹性体，PP接枝马来酸酐采用深圳市科聚新材料有限公司的PP接枝马来酸酐8010-MAH，乙烯-辛烯弹性体或乙烯-丙烯弹性体采用埃克森美孚的乙烯-辛烯弹性体或乙烯-丙烯弹性体，最好选用埃克森美孚产的丙烯-乙烯弹性体VM3020，按质量分数乙烯含量为9～16％，选用该种类的相容剂对材料底色影响较小，合金易后期处理；增强剂采用矿物填料，可以是滑石粉，碳酸钙，硅灰石等，比如工业级滑石粉；发泡剂采用非偶氮类发泡剂，比如禹州市中凯塑料助剂厂产的聚丙烯发泡剂；抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按重量配比比例为1∶2-2.8，比如台湾双键化工集团1010和168；润滑剂采用内外润滑复配型，由乙撑双硬脂酰胺和PE蜡按重量1∶2的比例复配而成，比如广州市源雅化工有限公司产的TAS-2A和PE蜡。
实施例1：
该实施例的低翘曲增强聚丙烯复合材料，按重量份数，由以下组分组成：聚丙烯100份，相容剂10份，增强剂20份，发泡剂4份，润滑剂1份，抗氧剂0.6份。
制备方法如下：
按重量份数称取聚丙烯100份，相容剂10份，增强剂20份，发泡剂4份，润滑剂1份，抗氧剂0.6份；将称取的各个组分放入混料筒中混合均匀；将混合好后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料；双螺杆挤出机各区温度控制：一区温度160℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度180℃，机头温度200℃。
实施例2：
该实施例的低翘曲增强聚丙烯复合材料，按重量份数，由以下组分组成：
聚丙烯100份，相容剂14份，增强剂30份，发泡剂3.6份，润滑剂1.2份，抗氧剂0.8份。
制备方法如下：
按重量份数称取聚丙烯100份，相容剂14份，增强剂30份，发泡剂3.6份，润滑剂1.2份，抗氧剂0.8份；将称取的各个组分放入混料筒中混合均匀；将混合好后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料；双螺杆挤出机各区温度控制：一区温度160℃，二区温度190℃，三区温度190℃，四区温度190℃，机头温度200℃。
实施例3：
该实施例的低翘曲增强聚丙烯复合材料，按重量份数，由以下组分组成：
聚丙烯100份，相容剂18份，增强剂40份，发泡剂3.2份，润滑剂1.4份，抗氧剂0.8份。
制备方法如下：
按重量份数称取聚丙烯100份，相容剂18份，增强剂40份，发泡剂3.2份，润滑剂1.4份，抗氧剂0.8份；将称取的各个组分放入混料筒中混合均匀；将混合好后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料；双螺杆挤出机各区温度控制：一区温度160℃，二区温度190℃，三区温度190℃，四区温度180℃，机头温度200℃。
实施例4：
该实施例的低翘曲增强聚丙烯复合材料，按重量份数，由以下组分组成：
聚丙烯100份，相容剂20份，增强剂50份，发泡剂2.8份，润滑剂1.6份，抗氧剂1份。
该实施例的制备方法与实施例1相同。
实施例5：
该实施例的低翘曲增强聚丙烯复合材料，按重量份数，由以下组分组成：
聚丙烯100份，相容剂24份，增强剂60份，发泡剂2份，润滑剂2份，抗氧剂1.2份。
该实施例的制备方法与实施例2相同。
性能测试：
拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：(176±2)(长)×(12.6±0.2)(端部宽度)×(3.05±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度和弯曲模量按ASTM D-790标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(128±2)×(12.67±0.2)×(3.11±0.2)，弯曲速度为20mm/min；悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(63±2)×(12.45±0.2)×(3.1±0.2)，缺口类型为A类，缺口剩余厚度为1.9mm；其他测试：密度按照ASTM D792测试。实施例1-5配方及材料性能见表1，材料性能的测量数据在一般常温下测量：
  组成   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  PP   100   100   100   100   100
  相容剂   10   14   18   20   24
  增强剂   20   30   40   50   60
  发泡剂   4   3.6   3.2   2.8   2
  抗氧剂   0.6   0.8   0.8   1   1
  润滑剂   1   1.2   1.4   1.6   1.8
  密度(g/cm3)   0.98   1.04   1.06   1.12   1.14
  缺口冲击(J/m)   80   85   82   81   76
  拉伸强度(MPa)   24   26   27   26   25
  断裂伸长率(％)   40   37   35   30   34
  弯曲强度(MPa)   32   33   35   32   34
  弯曲模量(MPa)   1000   1040   1100   1020   1100
表1
在上述各个实施例中均加有微量的发泡剂，当矿物增强剂增加时，发泡剂的分量可以适当降低，二者的协同作用可使材料保持较好的尺寸稳定性，以减少收缩引起的缩水，翘曲等缺陷，实践证明该方法在大制件注塑时非常有用，可减少塑胶件加强筋并保持良好的表面平整度。由表1可以看出，通过调整配方体系，同时使用矿物增强剂和发泡剂可使材料保持较好的力学性能，而且材料整体比重降低，减少制造成本。本发明实施例3是实践中较常用的配方体系，具有良好的应用性。
仅以实施例3与现有技术进行比较，现有技术相当于在实施例3中去掉使用发泡剂。以同样测试方法可得材料比重约为1.12g/cm3，可以看出本发明比现有技术节约资源约5.3％，降低了成本。而且本发明配方体系中加入了少量发泡剂，可使材料内部形成均匀微细的泡沫结构使聚丙烯成型制品具有良好的尺寸稳定性，有效缓解产品缩水及翘曲。由此可见本发明有两个显著的效益，即降低塑胶制品翘曲度和减轻产品重量。
以上对本发明一种低翘曲增强聚丙烯复合材料及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具有代表性的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种低翘曲增强聚丙烯复合材料，其特征在于：按重量份数，由以下组分组成：
Figure FDA0000064748720000011
2.根据权利要求1所述的低翘曲增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述PP为共聚聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的低翘曲增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述增强剂为矿物填料。
4.根据权利要求1所述的低翘曲增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按重量配比比例为1∶2-2.8。
5.根据权利要求1所述的低翘曲增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂为PP接枝马来酸酐或乙烯-辛烯弹性体或乙烯-丙烯弹性体。
6.根据权利要求1所述的低翘曲增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述发泡剂为非偶氮类发泡剂。
7.根据权利要求1所述的低翘曲增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述润滑剂由乙撑双硬脂酰胺和PE蜡按重量1∶2的比例混合而成。
8.一种低翘曲增强聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按权利要求1所述的重量份数称取各个组分；
步骤二、将称取的各个组分在混料筒中混合均匀；
步骤三、将混合好后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒，双螺杆挤出机各区温度分别控制在160-200℃。
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