一种高韧性低翘曲的改性PP复合材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料加工，特别涉及一种高韧性低翘曲的改性pp复合材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚丙烯(pp)作为五大通用塑料之一，具有价廉、密度低、易加工和良好的机械性能等优点，随着应用范围的不断扩大，已被应用到五金工具、家电、汽车等领域。然而，聚丙烯树脂材料也有一些缺陷，例如高的收缩率、已翘曲、韧性低以及易老化、对光和热比较敏感和在低温下较低的抗冲击强度，这些都限制了它的进一步应用。

2、现有的发明专利中对应高韧性pp复合改性有较多的方案，但在提高pp材料韧性的同时由于其内部结构组分的改变，往往会加剧材料的翘曲现象。在实际应用中例如冰箱内饰板、木工台锯等往往需要较高的冲击韧性和更低的翘曲表现的同时具备。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种高韧性低翘曲的改性pp复合材料，以pp树脂为基材，复配一定比例的海泡石粉，用甲基丙烯酸丁酯接枝聚烯烃弹性体(以下称poe-g-bma)做增韧改性，所得改性pp复合材料具有优异的冲击性能和低翘曲特性。

2、本发明的另一目的在于提供一种高韧性低翘曲的改性pp复合材料的制备方法。

3、本发明的再一目的在于提供一种高韧性低翘曲的改性pp复合材料的应用。

4、本发明的目的通过以下技术方案实现：

5、本发明提供一种高韧性低翘曲的改性pp复合材料，按重量份计，包含pp树脂45-80份，海泡石粉10-30份，相容剂3-8份，增韧剂3-20份，抗氧剂0.1-0.5份，润滑剂0.1-0.5份；其中，所述增韧剂为甲基丙烯酸丁酯接枝改性后的聚烯烃弹性体(poe-g-bma)，甲基丙烯酸丁酯(bma)的接枝率在0.8-1.2％之间。

6、在一些实施例中，poe-g-bma采用以下方法制备：采用熔融接枝法在双螺杆挤出机上将bma与poe进行配比挤出，制备得到poe-g-bma。

7、在一些实施例中，所述相容剂为经过甲基丙烯酸丁酯接枝改性后的聚丙烯(pp-g-bma)，甲基丙烯酸丁酯(bma)的接枝率在0.6-1.2％之间。

8、在一些实施例中，pp-g-bma采用以下方法制备：采用熔融接枝法在双螺杆挤出机上将bma与pp进行配比挤出，制备得到pp-g-bma。

9、在一些实施例中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫化酯类辅助抗氧剂、受阻胺类抗氧剂的组合，三者质量比为0.5-1.5：1.5-2.5：0.5-1.5。

10、在一些实施例中，所述润滑剂为芥酸酰胺。

11、在一些实施例中，所述pp树脂为等规度≥98％，结晶度≥70％，在温度230℃、试验负荷2.16kg下熔融指数为1-30g/10min的pp树脂。

12、在一些实施例中，所述海泡石粉在改性pp复合材料中的质量分数为15-25％。

13、在一些实施例中，所述增韧剂在改性pp复合材料中的质量分数为10-15％。

14、本发明还提供了所述的高韧性低翘曲的改性pp复合材料的制备方法，包括以下步骤：

15、(1)按重量份数称取pp树脂、海泡石粉、相容剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂剂，备用；

16、(2)将pp树脂加入到搅拌机中，然后加入相容剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂，常温下搅拌均匀；

17、(3)将经步骤(2)混和好的物料置于同向双螺杆挤出机中，经熔融塑化、挤出、冷却、切粒，得到高韧性低翘曲的改性pp复合材料。

18、在一些实施例中，所述熔融塑化的温度设定为第一段170℃-190℃，第二段180℃-200℃，第三段185℃-210℃，第四段185℃-210℃，第五段170℃-200℃，第六段170℃-200℃，第七段170℃-200℃，第八段170℃-200℃，第九段180℃-200℃，第十段180℃-200℃，熔体温度180℃-220℃，机头温度200℃-220℃。

19、在一些实施例中，所述同向双螺杆挤出机的螺杆直径40-65mm，螺杆的长径比为40：1。

20、本发明还提供了所述的高韧性低翘曲的改性pp复合材料的应用，用于制备汽车风扇和汽车内饰件。

21、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

22、(1)本发明的改性pp材料，选用海泡石粉填充改性pp树脂改性pp材料，采用poe-g-bma作相容剂，经bma接枝后的poe可以很好的和海泡石相容，降低了pp的结晶率但细化了pp晶粒，同时其本身的高弹性也大大提高了材料的韧性，而海泡石粉的层链状结构的特性在复合体系中能起到很好支撑作用，使复合材料具有更为优异的抗翘曲性能，同时其内部存在巨大的纳米孔洞，在复合材料受到冲击时可起到良好的缓冲作用，解决了现有技术中提高pp材料韧性的同时往往会加剧材料的翘曲的难题。

23、(2)本发明的改性pp材料，采用pp-g-bma作相容剂，其bma段具有较强的极限，可以很好的和海泡石粉结合，大大的提出pp材料和海泡石粉的相容性，同时因bma基团相比马来酸酐(mah)基团具有更好的稳定性，在挤出和注塑过程中流出的单体更少，因此可以有效避免气味的产生，可以做到更低的气味等级。

24、(3)本发明的改性pp材料具有高韧性的同时平整度佳，气味低，在实际应用中有极好的尺寸稳定性和抗冲击性能，在工具行业、汽车内饰件、以及汽车风扇等制件中应用具有很大的适应性。

技术特征：

1.一种高韧性低翘曲的改性pp复合材料，其特征在于，按重量份计，包含pp树脂45-80份，海泡石粉10-30份，相容剂3-8份，增韧剂3-20份，抗氧剂0.1-0.5份，润滑剂0.1-0.5份；其中，所述增韧剂为甲基丙烯酸丁酯接枝改性后的聚烯烃弹性体，甲基丙烯酸丁酯的接枝率在0.8-1.2％之间。

2.根据权利要求1所述的高韧性低翘曲的改性pp复合材料，其特征在于，所述相容剂为经过甲基丙烯酸丁酯接枝改性后的聚丙烯，甲基丙烯酸丁酯的接枝率在0.6-1.2％之间。

3.根据权利要求1所述的高韧性低翘曲的改性pp复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫化酯类辅助抗氧剂、受阻胺类抗氧剂的组合，三者质量比为0.5-1.5：1.5-2.5：0.5-1.5。

4.根据权利要求1所述的高韧性低翘曲的改性pp复合材料，其特征在于，所述润滑剂为芥酸酰胺。

5.根据权利要求1所述的高韧性低翘曲的改性pp复合材料，其特征在于，所述pp树脂为等规度≥98％，结晶度≥70％，在温度230℃、试验负荷2.16kg下熔融指数为1-30g/10min的pp树脂。

6.根据权利要求1所述的高韧性低翘曲的改性pp复合材料，其特征在于，所述海泡石粉在改性pp复合材料中的质量分数为15-25％。

7.根据权利要求1所述的高韧性低翘曲的改性pp复合材料，其特征在于，所述增韧剂在改性pp复合材料中的质量分数为10-15％。

8.权利要求1～7任一项所述的高韧性低翘曲的改性pp复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述熔融塑化的温度设定为第一段170℃-190℃，第二段180℃-200℃，第三段185℃-210℃，第四段185℃-210℃，第五段170℃-200℃，第六段170℃-200℃，第七段170℃-200℃，第八段170℃-200℃，第九段180℃-200℃，第十段180℃-200℃，熔体温度180℃-220℃，机头温度200℃-220℃。

10.权利要求1～7任一项所述的高韧性低翘曲的改性pp复合材料的应用，其特征在于，用于制备汽车风扇和汽车内饰件。

技术总结本发明公开了一种高韧性低翘曲的改性PP复合材料及其制备方法和应用。所述改性PP复合材料，按重量份计包含PP树脂45‑80份，海泡石粉10‑30份，相容剂3‑8份，增韧剂3‑20份，抗氧剂0.1‑0.5份，润滑剂0.1‑0.5份；其中，所述增韧剂为甲基丙烯酸丁酯接枝改性后的POE。本发明所得改性PP复合材料具有优异的冲击性能和低翘曲特性，解决了现有技术中提高PP材料韧性的同时往往会加剧材料的翘曲的难题，同时，通过采用PP‑g‑BMA作相容剂可以做到低气味等级。技术研发人员：陆龙威,张旭东,颜菲,宋向前,王晓东受保护的技术使用者：横店集团得邦工程塑料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10