CN111073146A - 汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料 - Google Patents

汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了汽车用聚丙烯‑三元乙丙橡胶改性复合材料。包括以下重量份数的原料：聚丙烯70‑80份、三元乙丙橡胶70‑80份、改性玻璃纤维10‑15份、云母粉10‑15份、聚乙二醇10‑15份、硬脂酸锌1‑2份和助剂1‑2份。本发明的改性复合材料以聚丙烯和三元乙丙橡胶为主要原料，辅助添加了改性玻璃纤维，提高了复合材料整体的抗冲击能力，同时，添加了云母粉，提高了复合材料整体的强度和耐热性。

Description

汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料
技术领域
本发明涉及一种汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，属于复合材料技术领域。
背景技术
热塑性弹性体材料(TPE)是近年来发展的材料，其结构特点是由橡胶和塑料组成。采用三元乙丙橡胶与聚丙烯制备橡塑复合材料不仅可解决聚丙烯成型后韧性不足，缺口冲击强度低，热变形温度较低，抗蠕变性能差等缺点，还可解决三元乙丙橡胶抗撕裂强度低的缺点。三元乙丙橡胶/聚丙烯橡塑复合材料可作为性能优良的复合材料，在汽车、建筑等领域有着广阔的应用前景。
现有发明专利中，公开号为CN 1546561 A的中国专利提出了一种采用动态硫化技术制备无卤阻燃型三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的方法。公开号为CN1687218 A的中国专利提出一种采用双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物等组成的硫化体系制备三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的方法。以上各种热塑性弹性体制备配方和工艺不同，但性能各具特色。但是，这些热塑性弹性体配方及工艺较为繁琐，易对环境造成污染且力学性能普遍有待进一步提高，如拉伸强度均未超过15MPa。
因此，需要高强度的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯70-80份、三元乙丙橡胶70-80份、改性玻璃纤维10-15份、云母粉10-15份、聚乙二醇10-15份、硬脂酸锌1-2份和助剂1-2份。
所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，所述改性玻璃纤维是通过以下步骤获得的：将玻璃纤维和水置于剪切机中进行剪切，得到浆料，向浆料中加入酸性溶液，再加入淀粉，充分搅拌后，在超声条件下加入纳米二氧化钛，得到混合浆料，将浆料进行烧结后拉丝，得到改性玻璃纤维。
所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，以玻璃纤维的重量份数为10份计，其余各原料的重量份数分别为：水50-60份、酸性溶液1-3份、淀粉3-5份和纳米二氧化钛1-3份。
所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，所述酸性溶液为质量分数为5-10%的醋酸溶液。
所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，所述助剂包括重量份数为0-2份的硅烷偶联剂和0-2份的相容剂。
所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯、三元乙丙橡胶、改性玻璃纤维、云母粉、聚乙二醇、硬脂酸锌和助剂充分混合后得到混料；
（2）将混料置于双螺杆挤出机中挤出造粒得到产品，其中，一区温度为200-210℃，二区温度为 210-220℃，三区温度为 220-230℃，四区温度为230-240℃，喷嘴温度为 260℃，模温为 70℃。
所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，步骤（1）中得到混料之后，将混料在70-80℃进行预热后，再进入双螺杆挤出机中挤出造粒。
本发明所达到的有益效果：
本发明的改性复合材料以聚丙烯和三元乙丙橡胶为主要原料，辅助添加了改性玻璃纤维，提高了复合材料整体的抗冲击能力，同时，添加了云母粉，提高了复合材料整体的强度和耐热性；各原料配合使用，赋予了复合材料优异的机械性能。
本发明的改性玻璃纤维通过玻璃纤维在酸性环境下与二氧化钛复合，采用淀粉作为粘结剂，得到的玻璃纤维具有更高的强度，并具有良好的耐热性，同时，能够充分与其他原料配合使用。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯80份、三元乙丙橡胶80份、改性玻璃纤维15份、云母粉15份、聚乙二醇15份、硬脂酸锌2份、硅烷偶联剂1份和马来酸酐接枝聚丙烯1份。
所述改性玻璃纤维是通过以下步骤获得的：将玻璃纤维和水置于剪切机中进行剪切，得到浆料，向浆料中加入酸性溶液，再加入淀粉，充分搅拌后，在超声条件下加入纳米二氧化钛，得到混合浆料，将浆料进行烧结后拉丝，得到改性玻璃纤维。其中，以玻璃纤维的重量份数为10份计，其余各原料的重量份数分别为：水60份、酸性溶液3份、淀粉5份和纳米二氧化钛3份。所述酸性溶液为质量分数为10%的醋酸溶液。
所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯、三元乙丙橡胶、改性玻璃纤维、云母粉、聚乙二醇、硬脂酸锌和助剂充分混合后得到混料；
（2）将混料在70-80℃进行预热后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒得到产品，其中，一区温度为200-210℃，二区温度为 210-220℃，三区温度为 220-230℃，四区温度为230-240℃，喷嘴温度为 260℃，模温为 70℃。
实施例2
汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯70份、三元乙丙橡胶70份、改性玻璃纤维10份、云母粉10份、聚乙二醇10份、硬脂酸锌1份、硅烷偶联剂0.5份和马来酸酐接枝聚丙烯0.5份。
所述改性玻璃纤维是通过以下步骤获得的：将玻璃纤维和水置于剪切机中进行剪切，得到浆料，向浆料中加入酸性溶液，再加入淀粉，充分搅拌后，在超声条件下加入纳米二氧化钛，得到混合浆料，将浆料进行烧结后拉丝，得到改性玻璃纤维。其中，以玻璃纤维的重量份数为10份计，其余各原料的重量份数分别为：水50份、酸性溶液1份、淀粉3份和纳米二氧化钛1份。所述酸性溶液为质量分数为5%的醋酸溶液。
所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯、三元乙丙橡胶、改性玻璃纤维、云母粉、聚乙二醇、硬脂酸锌和助剂充分混合后得到混料；
（2）将混料在70-80℃进行预热后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒得到产品，其中，一区温度为200-210℃，二区温度为 210-220℃，三区温度为 220-230℃，四区温度为230-240℃，喷嘴温度为 260℃，模温为 70℃。
实施例3
汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯75份、三元乙丙橡胶75份、改性玻璃纤维12份、云母粉13份、聚乙二醇14份、硬脂酸锌2份、硅烷偶联剂0.5份和马来酸酐接枝聚丙烯1份。
所述改性玻璃纤维是通过以下步骤获得的：将玻璃纤维和水置于剪切机中进行剪切，得到浆料，向浆料中加入酸性溶液，再加入淀粉，充分搅拌后，在超声条件下加入纳米二氧化钛，得到混合浆料，将浆料进行烧结后拉丝，得到改性玻璃纤维。其中，以玻璃纤维的重量份数为10份计，其余各原料的重量份数分别为：水56份、酸性溶液2份、淀粉4份和纳米二氧化钛2份。所述酸性溶液为质量分数为6%的醋酸溶液。
所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯、三元乙丙橡胶、改性玻璃纤维、云母粉、聚乙二醇、硬脂酸锌和助剂充分混合后得到混料；
（2）将混料在70-80℃进行预热后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒得到产品，其中，一区温度为200-210℃，二区温度为 210-220℃，三区温度为 220-230℃，四区温度为230-240℃，喷嘴温度为 260℃，模温为 70℃。
对比例1
汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯75份、三元乙丙橡胶75份、云母粉13份、聚乙二醇14份、硬脂酸锌2份、硅烷偶联剂0.5份和马来酸酐接枝聚丙烯1份。其余均与实施例3相同。
对比例2
汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯75份、三元乙丙橡胶75份、改性玻璃纤维12份、聚乙二醇14份、硬脂酸锌2份、硅烷偶联剂0.5份和马来酸酐接枝聚丙烯1份。其余均与实施例3相同。
各实施例和对比例的复合材料进行力学性能的测试，结果见下表。
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
拉伸强度MPa 40 42 42 38 40
弯曲强度MPa 52 54 52 48 50
悬臂梁冲击强度KJ/m<sup>2</sup> 25 26 25 19 22
断裂伸长率% 3.1 3.1 3.1 2.8 2.9
热变形温度℃ 145 148 148 143 138
从以上实施例和对比例可以看出，与对比例1相比，本发明添加了改性玻璃纤维，制备得到的复合材料（实施例1-3）具有更高的机械性能，尤其是具备优异的抗冲击性能。与对比例2相比，本发明添加了云母粉，制备得到的复合材料（实施例1-3）具有更高的机械性能，尤其是具备优异的耐热性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，其特征是，包括以下重量份数的原料：聚丙烯70-80份、三元乙丙橡胶70-80份、改性玻璃纤维10-15份、云母粉10-15份、聚乙二醇10-15份、硬脂酸锌1-2份和助剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，其特征是，所述改性玻璃纤维是通过以下步骤获得的：将玻璃纤维和水置于剪切机中进行剪切，得到浆料，向浆料中加入酸性溶液，再加入淀粉，充分搅拌后，在超声条件下加入纳米二氧化钛，得到混合浆料，将浆料进行烧结后拉丝，得到改性玻璃纤维。
3.根据权利要求2所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，其特征是，以玻璃纤维的重量份数为10份计，其余各原料的重量份数分别为：水50-60份、酸性溶液1-3份、淀粉3-5份和纳米二氧化钛1-3份。
4.根据权利要求3所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，其特征是，所述酸性溶液为质量分数为5-10%的醋酸溶液。
5.根据权利要求1所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，其特征是，所述助剂包括重量份数为0-2份的硅烷偶联剂和0-2份的相容剂。
6.根据权利要求5所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，其特征是，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，其特征是，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯、三元乙丙橡胶、改性玻璃纤维、云母粉、聚乙二醇、硬脂酸锌和助剂充分混合后得到混料；
（2）将混料置于双螺杆挤出机中挤出造粒得到产品，其中，一区温度为200-210℃，二区温度为 210-220℃，三区温度为 220-230℃，四区温度为230-240℃，喷嘴温度为 260℃，模温为 70℃。
8.根据权利要求7所述的汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，其特征是，步骤（1）中得到混料之后，将混料在70-80℃进行预热后，再进入双螺杆挤出机中挤出造粒。
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