一种晶须改性聚丙烯共混材料制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及高分子化合物技术领域，具体为一种晶须改性聚丙烯共混材料制备方法及其应用。

背景技术

晶须是由高纯度单晶生长而成的微纳米级的短纤维，具有高强度、高模量和高伸长率的优点，聚丙烯是丙烯通过加聚反应制成的一种聚合物，聚丙烯(PP)的价格低廉，且易于加工，另外它的密度较低，耐化学腐蚀较高且物理力学性能优越，出于环保的需要汽车的轻量化发展已经是目前的主流，现有的汽车内外饰材技术主要集中在PP+POE+TD20的配方中，但是目前汽车内外饰材成本偏高，这是由于现有汽车内外饰材大都采用高性能滑石粉或者橡胶进行共混生产，且填充物的填充比较较高，导致其密度质量较高，另外，还有一些汽车内外饰材具有优良的模量但不具有抗冲击性能，使得聚丙烯材料其刚韧平衡改良方面并未体现，也有一些内外饰材料的模量和冲击性能均优越，但是采用了较高密度的材料，并未体现材料的轻量化，因此，现有的汽车内外饰材料不能满足低密度条件下材料对高刚性的保持，或者是不能满足模量额抗冲击性能优越条件下具有刚韧平衡性，因此，我们提出一种成本低，且复合材料的刚性和韧性高的晶须改性聚丙烯共混材料制备方法及其应用。

发明内容

为实现上述成本低，且复合材料的刚性和韧性高目的，本发明提供如下技术方案：一种晶须改性聚丙烯共混材料应用，包括以下原料配比：聚丙烯65％-69％(均聚聚丙烯15％-17％，共聚聚丙烯50％-52％)，滑石粉(3000目)4.5％-5.5％，硫酸镁晶须9％-11％，橡胶16％-18％，抗紫外线稳定剂(cas.52829-07-9)0.15％-0.25％，抗氧剂(cas.6683-19-8)0.05％-0.15％，抗氧剂(cas.31570-04-4)0.025％-0.075％，硬脂酸钙润滑剂(cas.1523-23-0)0.15％-0.25％，纯炭黑0.1％-0.2％。

基于上述的一种晶须改性聚丙烯共混材料应用对此提出一种晶须改性聚丙烯共混材料应用的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：按比例称取各种原料，各成一份，然后将硫酸镁晶须9％-11％和20％硬脂酸钙润滑剂0.15％-0.25％于一号高速混合机中混合6-10分钟；

步骤(2)：将步骤(1)中硫酸镁晶须9％-11％和硬脂酸钙润滑剂0.15％-0.25％的85％混合物与3000目的滑石粉4.5％-5.5％投入二号高速混合机中混合6-10分钟，然后添加30％硬脂酸钙润滑剂0.15％-0.25％和抗氧剂(cas.31570-04-4)0.025％-0.075％，继续混合20-25分钟；

步骤(3)：将均聚聚丙烯15％-17％、50％橡胶16％-18％和10％硬脂酸钙润滑剂0.15％-0.25％加步骤(2)中入二号高速混合机中混合9-15分钟后；

步骤(4)：将抗氧剂(cas.6683-19-8)0.05％-0.15％加入步骤(3)中二号高速混合机其中混合4-10分钟，再将共聚聚丙烯50％-52％、橡胶16％-18％和10％硬脂酸钙润滑剂0.15％-0.25％加入其中混合20-30分钟；

步骤(5)：将步骤(4)中混合物、抗紫外线稳定剂(cas.52829-07-9)0.15％-0.25％和步骤(1)中剩余15％混合物一并加入一号高速混合机中混合9-15分钟，然后加入10％硬脂酸钙润滑剂0.15％-0.25％继续混合20-30分钟；

步骤(6)：将得到的所有混合物与纯炭黑0.1％-0.2％加入一号高速混合机中混合4-10分钟，然后加入剩余20％硬脂酸钙润滑剂0.15％-0.25％继续混合20-30分钟；

步骤(7)：将混合物从主喂料口加入双螺杆挤出机中，经过挤出造粒得到晶须改性聚丙烯共混材料。

作为优化，硫酸镁晶须规格：分子式为MgSO4·5Mg(OH)2·3H2O，平均长度4-90μm，直径1.5μm，长径比33，纯度97％，堆积密度0.22g/cm

作为优化，双螺杆挤出机的加热段温度为200℃、205℃、210℃、215℃、220℃和225℃，机头的温度为200℃，另外，双螺杆挤出机的转速为225r/min。

作为优化，生产过程中，晶须不采用侧喂料装置，均从主喂料口加入。

作为优化，一号高速混合机的转速为250r/min，二号高速混合机的转速为200r/min，且温度分别为60℃和70℃。

本发明的有益效果是：该晶须改性聚丙烯共混材料制备方法及其应用，得到的共混材料低密度、低收缩率，表面光泽度良好，有利于汽车内外饰材重量的降低，优化晶须与滑石粉的复配比例，较低的添加总比例的前提下，保持材料的良好物性。

该晶须改性聚丙烯共混材料制备方法及其应用，不仅模量及冲击都达到了可观的指标，且选用了目数为3000的滑石粉，使得制造成本的大大降低，同时调整了填充物的填充比例，得到了密度较低的轻量化材料。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种晶须改性聚丙烯共混材料应用，包括以下原料配比：聚丙烯65％(均聚聚丙烯15％，共聚聚丙烯50％)，滑石粉(3000目)4.5％，硫酸镁晶须9％，橡胶16％，抗紫外线稳定剂(cas.52829-07-9)0.15％，抗氧剂(cas.6683-19-8)0.05％，抗氧剂(cas.31570-04-4)0.025％，硬脂酸钙润滑剂(cas.1523-23-0)0.15％，纯炭黑0.1％。

基于上述的一种晶须改性聚丙烯共混材料应用对此提出一种晶须改性聚丙烯共混材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：按比例称取各种原料，各成一份，然后将硫酸镁晶须9％和20％硬脂酸钙润滑剂0.15％于一号高速混合机中混合6分钟；

步骤(2)：将步骤(1)中硫酸镁晶须9％和硬脂酸钙润滑剂0.15％的85％混合物与3000目的滑石粉4.5％投入二号高速混合机中混合6分钟，然后添加30％硬脂酸钙润滑剂0.15％和抗氧剂(cas.31570-04-4)0.025％，继续混合20分钟；

步骤(3)：将均聚聚丙烯15％、50％橡胶16％和10％硬脂酸钙润滑剂0.15％加步骤(2)中入二号高速混合机中混合9分钟后；

步骤(4)：将抗氧剂(cas.6683-19-8)0.05％加入步骤(3)中二号高速混合机其中混合4分钟，再将共聚聚丙烯50％、橡胶16％和10％硬脂酸钙润滑剂0.15％加入其中混合20分钟；

步骤(5)：将步骤(4)中混合物、抗紫外线稳定剂(cas.52829-07-9)0.15％和步骤(1)中剩余15％混合物一并加入一号高速混合机中混合9分钟，然后加入10％硬脂酸钙润滑剂0.15％继续混合20分钟；

步骤(6)：将得到的所有混合物与纯炭黑0.1％加入一号高速混合机中混合4分钟，然后加入剩余20％硬脂酸钙润滑剂0.15％继续混合20分钟；

步骤(7)：将混合物从主喂料口加入双螺杆挤出机中，经过挤出造粒得到晶须改性聚丙烯共混材料。

实施例二：

一种晶须改性聚丙烯共混材料应用，包括以下原料配比：聚丙烯67％(均聚聚丙烯16％，共聚聚丙烯51％)，滑石粉(3000目)5％，硫酸镁晶须10％，橡胶17％，抗紫外线稳定剂(cas.52829-07-9)0.2％，抗氧剂(cas.6683-19-8)0.1％，抗氧剂(cas.31570-04-4)0.05％，硬脂酸钙润滑剂(cas.1523-23-0)0.2％，纯炭黑0.15％。

基于上述的一种晶须改性聚丙烯共混材料应用对此提出一种晶须改性聚丙烯共混材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：按比例称取各种原料，各成一份，然后将硫酸镁晶须10％和20％硬脂酸钙润滑剂0.2％于一号高速混合机中混合8分钟；

步骤(2)：将步骤(1)中硫酸镁晶须10％和硬脂酸钙润滑剂0.2％的85％混合物与3000目的滑石粉5％投入二号高速混合机中混合8分钟，然后添加30％硬脂酸钙润滑剂0.2％和抗氧剂(cas.31570-04-4)0.05％，继续混合23分钟；

步骤(3)：将均聚聚丙烯16％、50％橡胶17％和10％硬脂酸钙润滑剂0.2％加步骤(2)中入二号高速混合机中混合12分钟后；

步骤(4)：将抗氧剂(cas.6683-19-8)0.1％加入步骤(3)中二号高速混合机其中混合7分钟，再将共聚聚丙烯51％、橡胶17％和10％硬脂酸钙润滑剂0.2％加入其中混合25分钟；

步骤(5)：将步骤(4)中混合物、抗紫外线稳定剂(cas.52829-07-9)0.2％和步骤(1)中剩余15％混合物一并加入一号高速混合机中混合12分钟，然后加入10％硬脂酸钙润滑剂0.2％继续混合25分钟；

步骤(6)：将得到的所有混合物与纯炭黑0.15％加入一号高速混合机中混合7分钟，然后加入剩余20％硬脂酸钙润滑剂0.2％继续混合25分钟；

步骤(7)：将混合物从主喂料口加入双螺杆挤出机中，经过挤出造粒得到晶须改性聚丙烯共混材料。

实施例三；

一种晶须改性聚丙烯共混材料应用，包括以下原料配比：聚丙烯69％(均聚聚丙烯17％，共聚聚丙烯52％)，滑石粉(3000目)5.5％，硫酸镁晶须11％，橡胶18％，抗紫外线稳定剂(cas.52829-07-9)0.25％，抗氧剂(cas.6683-19-8)0.15％，抗氧剂(cas.31570-04-4)0.075％，硬脂酸钙润滑剂(cas.1523-23-0)0.25％，纯炭黑0.2％。

基于上述的一种晶须改性聚丙烯共混材料应用对此提出一种晶须改性聚丙烯共混材料应用的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：按比例称取各种原料，各成一份，然后将硫酸镁晶须11％和20％硬脂酸钙润滑剂0.25％于一号高速混合机中混合10分钟；

步骤(2)：将步骤(1)中硫酸镁晶须11％和硬脂酸钙润滑剂0.25％的85％混合物与3000目的滑石粉5.5％投入二号高速混合机中混合10分钟，然后添加30％硬脂酸钙润滑剂0.25％和抗氧剂(cas.31570-04-4)0.075％，继续混合25分钟；

步骤(3)：将均聚聚丙烯17％、50％橡胶18％和10％硬脂酸钙润滑剂0.25％加步骤(2)中入二号高速混合机中混合15分钟后；

步骤(4)：将抗氧剂(cas.6683-19-8)0.15％加入步骤(3)中二号高速混合机其中混合10分钟，再将共聚聚丙烯52％、橡胶18％和10％硬脂酸钙润滑剂0.25％加入其中混合30分钟；

步骤(5)：将步骤(4)中混合物、抗紫外线稳定剂(cas.52829-07-9)0.25％和步骤(1)中剩余15％混合物一并加入一号高速混合机中混合15分钟，然后加入10％硬脂酸钙润滑剂0.25％继续混合30分钟；

步骤(6)：将得到的所有混合物与纯炭黑0.2％加入一号高速混合机中混合10分钟，然后加入剩余20％硬脂酸钙润滑剂0.25％继续混合30分钟；

步骤(7)：将混合物从主喂料口加入双螺杆挤出机中，经过挤出造粒得到晶须改性聚丙烯共混材料。

综上所述，该晶须改性聚丙烯共混材料制备方法及其应用，得到的共混材料低密度、低收缩率，表面光泽度良好，有利于汽车内外饰材重量的降低，优化晶须与滑石粉的复配比例，较低的添加总比例的前提下，保持材料的良好物性；不仅模量及冲击都达到了可观的指标，且选用了目数为3000的滑石粉，使得制造成本的大大降低，同时调整了填充物的填充比例，得到了密度较低的轻量化材料。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。