CN108610561A - 一种可替代abs的增强聚丙烯复合材料及其制备方法与用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料及其制备方法与用途，该材料由以下重量配比的原料制成：聚丙烯60~81份，玻璃纤维5~10份，PP‑g‑MAH 2~5份，硅酮粉2~5份，所述的滑石粉是由滑石粉A和滑石粉B按质量比为1：2‑2：1混合而成的混合物，所述滑石粉A的D50为1‑2微米，滑石粉B的D50为10‑15微米。本发明通过在聚丙烯中添加玻璃纤维粉末和不同粒径的滑石粉，使得最终材料的强度和韧性接近ABS材料；并且通过添加特殊硅酮粉助剂，使得注塑成型后的产品表面没有浮纤，可以代替ABS材料。

Description

一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料及其制备方法与用途
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料及其制备方法与用途。
背景技术
ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物，是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。因为其强度高、耐腐蚀、耐高温，所以常被用于制造仪器的塑料外壳。然而ABS价格相对较高，并且由于丁二烯组分中双键的存在，导致易发黄变色，其制件暴露在室外的话更是容易发黄，甚至粉化。
近期随着材料价格上涨，迫于成本压力，很多人都想用密度小、易加工、且价格低价廉的聚丙烯(PP)替代ABS。然而PP具有成型收缩率大、强度低的缺点，这也限制了它在某些特定场合的应用。如果能同时解决PP材料收缩率和强度及表面光滑度问题无疑将使得其成为最佳的ABS替代材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料及其制备方法与用途，使制得的复合材料的强度和韧性接近ABS材料。
为此，本发明采用以下技术方案来实现：
一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料，其由下述原材料按重量份制备而成：
所述的滑石粉是由滑石粉A和滑石粉B按质量比为1：2-2：1混合而成的混合物，所述滑石粉A的D50为1-2微米，滑石粉B的D50为10-15微米。
进一步方案，所述的聚丙烯为熔融指数是在230℃/2.16kg测试条件下为10-40g/10min的共聚聚丙烯，测试条件为230℃，2.16kg。
进一步方案，所述的玻璃纤维粉末是将长度为6-13毫米、单丝直径10-15微米的无碱玻璃纤维进行磨碎处理得到长度为50-200微米的碎纤维。
进一步方案，所述滑石粉A和滑石粉B的硅含量均在57％以上。
进一步方案，所述的PP-g-MAH为马来酸接枝的共聚聚丙烯。
进一步方案，所述的硅酮粉为浙江冠旗纳米科技有限公司产的CN103L、CN103M、CN103H中的一种。
本发明的另一个发明目的是提供上述一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料的制备方法，将聚丙烯60～81份、滑石粉10～20份、PP-g-MAH 3-8份、硅酮粉2～5份用高混机混合8-15分钟后，加入双螺杆挤出机；同时，将玻璃纤维粉末5～10份通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的料筒温度在180～220℃范围内，经混合挤出并切粒。
本发明的第三个发明目的是提供上述一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料的用途，其特征在于：所述增强聚丙烯复合材料用于分纤箱壳体或汽车门板嵌饰板。
本发明通过在聚丙烯中添加玻璃纤维粉末和不同粒径的滑石粉，使得最终复合材料的强度和韧性接近ABS材料；并且通过添加特殊硅酮粉助剂，使得注塑成型后的产品表面没有浮纤。所以本发明制备的增强聚丙烯复合材料可以代替ABS材料使用分纤箱壳体或汽车门板嵌饰板，降低了材料成本。
综上所述，本发明的有益效果有：
1、本发明选用磨碎的玻璃纤维来增强，可以在提高复合材料强度的同时减少注塑件表面浮纤的产生，并降低PP材料收缩率；
2、滑石粉的主要成分为水合硅酸镁，其具有片层结构，在配方中的使用进一步提高了材料的强度，也能大幅度降低材料成本；并且本发明采用两种不同粒径的滑石粉按照一定配比使用，小粒径粉体可以嵌入到大粒径粉体之间，使得粉体排列更为紧密，从而更为有效地阻止了树脂基体的热胀冷缩，相对使用单一粒径的滑石粉，也能更为准确方便的调整材料收缩率。
3、纳米级硅酮粉可以起到润滑分散的作用，促进配方中不同组分在共混过程中更好的混合，在本产品中使用的另一个目的是防止制件表面浮纤的产生。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术特点，下面通过实例对本发明作进一步的说明。
表1为实施例1～4各组分及其占重量的百分比，其中滑石粉A的D50为1-2微米，滑石粉B的D50为10-15微米。
其制备方法为：将聚丙烯、滑石粉、PP-g-MAH、硅酮粉用高混机混合8-15分钟后，加入双螺杆挤出机；同时，将玻璃纤维粉末通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的料筒温度在180～220℃范围内，经混合挤出并切粒。
表1：
将对比例1-3和实施例1-4制得的聚丙烯复合材料在200-230℃条件下注塑成样件，然后在氙灯老化箱中用0.55w/m2、340nm的灯管连续照射1000小时，黑板温度65℃，干态条件。
耐候性能通过色差值⊿E和力学性能保持率进行判断。关键机械性能通过拉伸强度、弯曲模量及冲击强度来衡量，依照ISO标准中各项相应的要求进行。
将对比例1-3和实施例1-4制备的复合材料的各项性能测试结果如表2所示。
表2：
从上表2可看出，本发明实施例1～4制备的聚丙烯复合材料的力学性能相比于对比例2、3均有显著的提高，并且与对比例1中的ABS材料力学性能十分接近，所以本发明制备的聚丙烯复合材料可进行替代ABS材料，用于分纤箱壳体或汽车门板嵌饰板。同时也说明本发明中各组分之间都得到了完美统一、体现出各主辅料合理选用的重要性及不同助剂协同作用的有益效果。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。

Claims (8)

1.一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料，其特征在于：其由下述原材料按重量份制备而成：
聚丙烯 60~81份
玻璃纤维粉末 5~10份
滑石粉 10~20份
PP-g-MAH 2-5份
硅酮粉 2-5份
所述的滑石粉是由滑石粉A和滑石粉B按质量比为1：2-2：1混合而成的混合物，所述滑石粉A的D50为1-2微米，滑石粉B的D50为10-15微米。
2.根据权利要求1所述的一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为熔融指数是在230℃/2.16kg测试条件下为10-40g/10min的共聚聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维粉末是将长度为6-13毫米、单丝直径10-15微米的无碱玻璃纤维进行磨碎处理得到长度为50-200微米的碎纤维。
4.根据权利要求1所述的一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述滑石粉A和滑石粉B的硅含量均在57%以上。
5.根据权利要求1所述的一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的PP-g-MAH为马来酸接枝的共聚聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的硅酮粉为浙江冠旗纳米科技有限公司产的CN103L、 CN103M、CN103H中的一种。
7.如权利要求1所述的一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：将聚丙烯60～81份、滑石粉10～20份、PP-g-MAH 3-8份、硅酮粉2～5份用高混机混合8-15分钟后，加入双螺杆挤出机；同时，将玻璃纤维粉末5~10份通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的料筒温度在180~220℃范围内，经混合挤出并切粒。
8.如权利要求1所述的一种可替代ABS的增强聚丙烯复合材料的用途，其特征在于：所述增强聚丙烯复合材料用于分纤箱壳体或汽车门板嵌饰板。
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