CN107141599A - 一种改性pp发泡增强材料及其制备方法 - Google Patents

一种改性pp发泡增强材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种改性PP发泡增强材料及其制备方法。该改性PP发泡增强材料由改性PP颗粒和发泡母粒组成；其中，改性PP颗粒由PP、无机矿物填充剂、增韧剂、短玻纤、抗氧剂1010、表面活性剂组成；发泡母粒由EVA、滑石粉、发泡剂、助发泡剂、交联剂、助交联剂、抗氧剂1010组成。本发明先对PP进行增强改性，再进行化学发泡，使得制备出来的PP发泡材料既具有低密度，又具备良好的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度，可以用于替代目前汽车上不发泡PP制备的门板和仪表台等部件，起到减重、隔热、降噪等目的。

Description

一种改性PP发泡增强材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种改性PP发泡增强材料及其制备方法。
背景技术
泡沫塑料具有质轻、隔热、隔音、缓冲、比强度高等优点。因此在包装、工业、农业、交通运输、军事工业、航天工业及日用品等领域得到广泛应用。我国自20世纪90年代以来泡沫塑料的发展也十分迅速，主要品种有聚氨西言聚氨酯(PU)软、硬质泡沫塑料，聚苯乙烯(PS)和聚烯烃发泡材料。然而PU在发泡过程中会产生对人体有害的异氰酸酯残留物，同时无法回收利用；而发泡PS制品废弃物不腐烂、难回收，造成”白色污染”,1991年欧洲共同体制定了强制性的“包装规则”，将发泡PS列入“避免使用”范围。***环保组织已决定到2005年全世界范围内停止生产和使用发泡PS。此时人们釆用性能优异、使于回收利用的发泡聚丙烯(PP)在很多领域来取代其他泡沫材料。
聚丙烯是一种结晶聚合物，其发泡只能在结晶熔点附近进行，超过熔点熔体粘度迅速下降。通用聚丙烯树脂的熔体强度很低，发泡成型非常因难。聚丙烯发泡技术的研究、开发和推广应用,已成为各国关注的焦点。
目前汽车门板模块、仪表台模块多是以改性聚丙烯塑料为原料，材料常见的注塑成型工艺制备而成。这种普通的原料以PP和填充物为主，注塑成型后使得制品质地紧密、密度高、重量大，增加了产品的用料与成本，不利于当前汽车轻量化设计理念，而且制品表面容易出现蠕变、缩痕等缺陷，严重影响了制品的外观与品质。同时由于这种质地紧密的制品不能很好的隔热与隔音，使得在制品上需要另附一层隔热隔音材料，增加成本，工艺复杂。因而发泡PP材料则可以很好的解决这些问题。目前市场上现有的PP发泡材料虽然具有低密度，但是并没有良好的物理力学性能。本发明公开了一种改性PP发泡增强材料及其制备方法，其具有低密度、高强度、耐候、耐老化等特性，可用于包装、汽车、缓冲衬垫、吸声降噪等领域。尤其可以用于替代目前汽车上不发泡PP制备的门板和仪表台等部件，起到减重、隔热、降噪等目的。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于对PP进行增强改性，再进行化学发泡，制备低密度增强PP发泡材料；使得制备出来的PP发泡材料既具有低密度，又具备良好的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度，可以用于替代目前汽车上不发泡PP制备的门板和仪表台等部件，起到减重、隔热、降噪等目的。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种改性PP发泡增强材料，所述的改性PP发泡增强材料由改性PP颗粒和发泡母粒组成，两者的质量比为100:(4～9)。
具体地，上述的改性PP颗粒各组分按质量份数计为：
PP：50～60份
无机矿物填充剂：30份
增韧剂：5～16份
短玻纤：3～5份
抗氧剂1010：0.2份
表面活性剂：0.2份。
具体地，上述的PP的熔融指数1～3g/10min。
具体地，上述的无机矿物填充剂为滑石粉、蒙脱土和高岭土按质量比例为2:0.5:0.5组成。
具体地，上述的增韧剂为EVA和EPDM按质量比例为1:1组成。
具体地，上述的表面活性剂为硬脂酸。
具体地，上述的发泡母粒各组分按质量份数计为：
EVA：45～60份
滑石粉：20～30份
发泡剂：10～20份
助发泡剂：2～5份
交联剂：0.5份
助交联剂：0.2份
抗氧剂1010；0.3份。
具体地，上述的EVA为VA含量28％，MI为40的E。
具体地，上述的发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述助发泡剂为氧化锌；所述交联剂为过氧化苯甲酰；所述助交联剂为二乙烯基苯。
一种改性PP发泡增强材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)制备改性PP颗粒，按照配比称取原料，利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出机各区温度：一区150℃，二区160℃，三区175℃，四区180℃，五区180℃，六区180℃，七区180℃，八区180℃，九区190℃，机头180℃；
(2)制备发泡母粒，按照配比称取原料，利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出机各区温度：一区不加温，二区60℃，三区70℃，四区85℃，五区85℃，六区90℃，七区85℃，八区80℃，九区80℃，机头80℃；
(3)按一定质量比例称取步骤(1)制备的改性PP颗粒和步骤(2)制备的发泡母粒，利用注塑机进行注塑成型，注塑机各段温度为175℃～190℃。
本发明具有的有益效果：
(1)本发明通过添加不同类型的改性剂以及不同配比的改性剂，在获得低密度PP发泡材料的同时保证了材料的物理力学性能。增加短玻纤能很好的增强材料，但是短玻纤的加入不利于材料的发泡，为了解决此技术难题本发明使用了增韧剂(EVA/EPDM)来改性材料。通过多种配比研究发现，增韧剂的加入能解决短玻纤不利于发泡的难题。
(2)本发明所述的发泡母粒采用EVA作为基材，不仅有利于低温造粒，还能很好的促进粉料的分散，有利于材料获得更大倍率的发泡。
(3)本发明配方原料易得，成本低廉；制备方法操作简单，工艺条件易控制，运行成本低，生产效率高，制备的产品性能好，可以用于替代目前汽车上不发泡PP制备的门板和仪表台等部件，起到减重、隔热、降噪等目的。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种改性PP发泡增强材料由改性PP颗粒和发泡母粒组成，两者的质量比为100:4。
其中，所述的改性PP颗粒各组分按质量份数计为：
PP：50份
无机矿物填充剂：30份
增韧剂：16份
短玻纤：5份
抗氧剂1010：0.2份
硬脂酸：0.2份。
其中，所述的发泡母粒各组分按质量份数计为：
EVA：45份
滑石粉：30份
偶氮二甲酰胺(AC)：20份
氧化锌：5份
过氧化苯甲酰(BPO)：0.5份
二乙烯基苯：0.2份
抗氧剂1010；0.3份。
所述的PP的熔融指数1g/10min。
所述的无机矿物填充剂为滑石粉、蒙脱土和高岭土按质量比例为2:0.5:0.5组成。
所述的增韧剂为EVA和EPDM按质量比例为1:1组成。
所述的EVA为VA含量28％，MI为40的聚醋酸乙烯酯。
进一步，上述所述的一种改性PP发泡增强材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)制备改性PP颗粒，按照配比称取原料，利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出机各区温度：一区150℃，二区160℃，三区175℃，四区180℃，五区180℃，六区180℃，七区180℃，八区180℃，九区190℃，机头180℃；
(2)制备发泡母粒，按照配比称取原料，利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出机各区温度：一区不加温，二区60℃，三区70℃，四区85℃，五区85℃，六区90℃，七区85℃，八区80℃，九区80℃，机头80℃；
(3)按一定质量比例称取步骤(1)制备的改性PP颗粒和步骤(2)制备的发泡母粒，利用注塑机进行注塑成型，注塑机各段温度为175℃～190℃。
实施例2-4、对比例1-7与实施例1基本相同，不同之处在于表1。
表1
使用螺杆挤出机根据以上实施例分别对改性PP和发泡母粒进行造粒。
改性PP颗粒和发泡母粒配比：
按照以上实施例，称取改性PP颗粒与发泡母粒，混合均匀，使用注塑机注射成型，测试性能如表2。
表2
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种改性PP发泡增强材料，其特征在于：所述的改性PP发泡增强材料由改性PP颗粒和发泡母粒组成，两者的质量比为100:（4~9）。
2.如权利要求1所述的一种改性PP发泡增强材料，其特征在于：所述的改性PP颗粒各组分按质量份数计为：
PP：50~60份
无机矿物填充剂：30份
增韧剂：5~16份
短玻纤：3~5份
抗氧剂1010：0.2份
表面活性剂：0.2份。
3.如权利要求2所述的一种改性PP发泡增强材料，其特征在于：所述的PP的熔融指数1~3g/10min。
4.如权利要求2所述的一种改性PP发泡增强材料，其特征在于：所述的无机矿物填充剂为滑石粉、蒙脱土和高岭土按质量比例为2:0.5:0.5组成。
5.如权利要求2所述的一种改性PP发泡增强材料，其特征在于：所述的增韧剂为EVA和EPDM按质量比例为1:1组成。
6.如权利要求2所述的一种改性PP发泡增强材料，其特征在于：所述的表面活性剂为硬脂酸。
7.如权利要求1所述的一种改性PP发泡增强材料，其特征在于：所述的发泡母粒各组分按质量份数计为：
EVA：45~60份
滑石粉：20~30份
发泡剂：10~20份
助发泡剂：2~5份
交联剂：0.5份
助交联剂：0.2份
抗氧剂1010；0.3份。
8.如权利要求7所述的一种改性PP发泡增强材料，其特征在于：所述的EVA为VA含量28%，MI为40的E。
9.如权利要求7所述的一种改性PP发泡增强材料，其特征在于：所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述助发泡剂为氧化锌；所述交联剂为过氧化苯甲酰；所述助交联剂为二乙烯基苯。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的改性PP发泡增强材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
（1）制备改性PP颗粒，按照配比称取原料，利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出机各区温度：一区150℃，二区160℃，三区175℃，四区180℃，五区180℃，六区180℃，七区180℃，八区180℃，九区190℃，机头180℃；
（2）制备发泡母粒，按照配比称取原料，利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出机各区温度：一区不加温，二区60℃，三区70℃，四区85℃，五区85℃，六区90℃，七区85℃，八区80℃，九区80℃，机头80℃；
（3）按一定质量比例称取步骤（1）制备的改性PP颗粒和步骤（2）制备的发泡母粒，利用注塑机进行注塑成型，注塑机各段温度为175℃~190℃。
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