本發(fā)明涉及高分子
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是低密度高剛性聚丙烯復合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代汽車制造材料的構(gòu)成，發(fā)生了較大的變化，高密度材料的比例下降，低密度材料有較大幅度的增加，可以說，從90年代開始，汽車材料向輕量化、節(jié)省資源、高性能和高功能方向發(fā)展?，F(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的礦物填充聚丙烯改性材料，廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾中。近年來，汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，世界能源的不斷枯竭，對汽車材料輕量化提出了越來越高的要求，傳統(tǒng)如儀表板、門板、立柱等使用的是PP+EPDM-T20的材料，密度在1.04-1.07g/cm3，已經(jīng)越來越無法滿足汽車行業(yè)中對材料輕量化的要求。而傳統(tǒng)的降低礦物填充比例，雖然可以降低材料的密度，但是剛性、強度等無法滿足零件的實際設(shè)計要求。因此急需一種密度較傳統(tǒng)PP+EPDM-T20材料低，其它性能如剛性、韌性、流動性等性能可以和PP+EPDM-T20材料達到同級別的新材料。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種低密度高剛性聚丙烯復合材料及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：低密度高剛性聚丙烯復合材料，是由下述各組分按重量份制備而成：優(yōu)選的，所述的聚丙烯為熔融指數(shù)在230℃/2.16kg下為20-100g/10min的均聚聚丙烯。優(yōu)選的，所述的玻璃微珠為中空玻璃微珠。優(yōu)選的，所述的增韌劑為乙烯-丁烯聚合物、乙烯-辛烯聚合物、乙烯-丙烯聚合物中的一種或者兩種以上的混合物。優(yōu)選的，所述的剛性復合改良劑為改性碳纖維短切材料，密度是1.78g/cm3。優(yōu)選的，所述的其它助劑為抗氧劑、光穩(wěn)定劑、耐刮擦劑抗靜電劑或著色劑等。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種低密度高剛性聚丙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)按配比稱取原料，將聚丙烯、增韌劑加入到混合機中，于800-1500r/min下混合3-15min，然后加入其他助劑，于800-1500r/min下繼續(xù)混合3-15min；(2)在氮氣保護下，將混合物料加入雙螺桿擠出機中熔融，再從擠出機的側(cè)喂料口加入剛性復合改良劑和玻璃微珠，經(jīng)擠出、造粒成型，制得低密度高剛性聚丙烯復合材料。優(yōu)選的，所述的雙螺桿擠出機有兩個抽真空處，其中一個抽真空處位于輸送料段的末端、熔融段的開始端；另一個抽真空處位于計量段。優(yōu)選的，所述的雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40-50:1、螺桿轉(zhuǎn)速為200-500r/min，雙螺桿擠出機的溫度為190-230℃。采用上述技術(shù)方案制備的低密度高剛性聚丙烯復合材料具備以下優(yōu)點：1、本發(fā)明在制備改性聚丙烯材料過程中通過添加玻璃微珠、增韌劑和剛性復合改良劑，玻璃微珠優(yōu)先被增韌劑插層及包裹，形成“核-殼”結(jié)構(gòu)，分散在聚丙烯相中，剛性復合改良劑的引入，提高了材料的剛性。中空玻璃玻璃微珠由于其特殊的中空結(jié)構(gòu)，其密度低于聚丙烯原料，而剛性復合改良劑的密度也低于傳統(tǒng)的滑石粉類礦物。利用兩者制備的聚丙烯復合材料具有具有低密度、高剛性、低收縮、低光澤等特點，滿足零部件尺寸裝配要求，可廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾材料中；2、本發(fā)明制備的低密度高剛性聚丙烯復合材料，根據(jù)本行業(yè)的檢測標準，缺口沖擊強度大于20KJ/m2、彎曲模量大于1600MPa，顯示出良好的剛性和韌性，同時密度小于0.95g/cm3，滿足了輕量化的發(fā)展趨勢；3、本發(fā)明制得的低密度高剛性聚丙烯復合材料，其制備過程中的聚丙烯、玻璃微珠、剛性復合改良劑、助劑等原料易得，材料可循環(huán)使用，可直接用于工業(yè)化生產(chǎn)。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例1-5中玻璃微珠為3M公司生產(chǎn)的抗剪切破碎的IM16K中空玻璃微珠；剛性復合改良劑采購至國內(nèi)貿(mào)易商，原供為日本東麗公司；增韌劑選自乙烯-丁烯聚合物、乙烯-辛烯聚合物、乙烯-丙烯聚合物中的一種或者兩種以上的混合物；其它助劑包括抗氧劑、光穩(wěn)定劑、耐刮擦劑、抗靜電劑或著色劑。本發(fā)明實施例中選用雙螺桿擠出機有兩個抽真空處，其中一個抽真空處位于輸送料段的末端、熔融段的開始端；另一個抽真空處位于計量段。雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40-50:1、螺桿轉(zhuǎn)速為200-500r/min，雙螺桿擠出機的溫度為190-230℃。雙螺桿擠出機的其螺桿組合有如下特點：喂料段為導程為56/56mm、螺槽深度為10-12mm的正向螺紋輸送段元件；熔融混合段為30°和60°角的嚙合快組成；計量段增加一組齒輪盤，提高玻璃微珠的在螺桿中的分散。實施例中的低密度高剛性聚丙烯復合材料是由表1中所示原料按重量份組成，具體制備方法包括以下步驟：(1)按配比稱取原料，將聚丙烯、增韌劑加入到混合機中，于800-1500r/min下混合3-15min，然后加入其他助劑，于800-1500r/min下繼續(xù)混合3-15min；(2)在氮氣保護下，將混合物料加入雙螺桿擠出機中熔融，再從擠出機的側(cè)喂料口加入剛性復合改良劑和玻璃微珠，經(jīng)擠出、造粒成型，制得低密度高剛性聚丙烯復合材料。另外，按實施例1的制備方法和原料制備對比例，其區(qū)別僅在于不加剛性復合改良劑，對比例加入滑石粉。如在本發(fā)明的制備組份中添加耐刮擦劑、抗靜電劑、著色劑等功能助劑，使復合材料具有相應(yīng)特性亦受本發(fā)明保護。表1具體實施例中制備原料的組成原料組分實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5對比例1對比例2聚丙烯85807570657070玻璃微珠5105101510-滑石粉-----1020增韌劑55108101010剛性復合改良劑5510107--其它助劑0.111.52222根據(jù)相關(guān)檢測標準，對具體實施例1-5及對比例1-2制得的低密度高剛性聚丙烯復合材料進行測試，主要測試物性指標如下：熔指、密度、拉伸強度、彎曲模量、懸臂梁缺口沖擊強度、光澤度，其檢測標準與檢測結(jié)果如表2所示：表2低密度高剛性聚丙烯復合材料性能指標由表2可知，通過按比例添加各種原材料，經(jīng)過雙螺桿擠出機得到的塑料顆粒，本發(fā)明制備的低密度高剛性聚丙烯復合材料的光澤度比對比例低，密度比對比例低，拉伸強度、彎曲模量、懸臂梁缺口沖擊強度等機械性能高于對比例，顯示出良好的剛性和韌性，這是因為在聚丙烯中添加玻璃微珠和剛性復合改良劑。中空玻璃玻璃微珠由于其特殊的中空結(jié)構(gòu)，其密度低于聚丙烯原料，而剛性復合改良劑的密度也低于傳統(tǒng)的滑石粉類礦物。利用兩者制備的聚丙烯復合材料具有具有低密度、高剛性、低收縮、低光澤等特點，滿足零部件尺寸裝配要求，可廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾材料中。上述的對實施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對實施案例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施案例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3