[发明专利]汽车用聚丙烯纳米复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无机化工技术领域的复合物及其制备方法，具体是一种汽车用聚丙烯纳米复合物及其制备方法。

背景技术

汽车塑料的用量是衡量汽车生产技术的标志之一。目前，我国每辆汽车平均塑料用量为70kg，平均占汽车总重量的6％左右，达到国外20世纪80年代中期的水平。我国车用塑料主要有聚丙烯、PVC和PU，其中聚丙烯的用量排首位，2005年，我国汽车工业约消费塑料22.4万吨，其中聚丙烯约5.82万吨。2007年，我国汽车工业约消费聚丙烯约8.8万吨。国内汽车部件用聚丙烯基础材料的熔体流动性与国外有较大差别，国外现在使用的专用树脂大部分采用高流动性MFR大于30g/10min的共聚材料，适合薄壁注塑，具有冲击强度高、表面性能好的特点，一般由共聚反应获得，也可通过共混改性制得。目前，大型石化企业如果直接采用新型催化剂，在反应器中合成高流动性的聚丙烯(30-50g/10min)，比较困难，此法产生的过渡料多，生产工艺难度大，不易控制。所以，目前国产汽车专用料采用的聚丙烯基础树脂大部分是中、低流动性的，MFR小于18g/10min的聚丙烯。另一方面，聚丙烯本身存在成型收缩率大、脆性高，缺口冲击强度低的问题，这就大大限制了聚丙烯的进一步应用。因此，制备高流动性的聚丙烯，并对其进行增韧、增强改性是非常必要的。

经过对现有技术的检索发现，现有技术的共同特点是描述纳米无机粉体和弹性体，或者加上其他的塑料如PBT，PET，PA，PC中的一种或几种，在分散剂和相容剂以及其他助剂的作用下，改性制得了一种高拉伸性能、高刚性的聚丙烯复合物。具体如下：中国专利申请号200780012162.5记载了一种核化聚丙烯纳米复合物；中国专利申请号200610155134.6记载了一种无规共聚烯烃/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法；中国专利申请号03126909.5记载了反应性单体改性纳米碳酸钙/聚丙烯母料及其制备方法；中国专利申请号CN200510018124.3记载了一种高流动性聚丙烯制造方法；但上述现有技术中均未针对提高汽车用聚丙烯的流动性、和抗冲击性做出改进。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种汽车用聚丙烯纳米复合物及其制备方法，具有良好的流动性，MFR达到25-35g/10min，具有高的抗冲性能及刚度，23℃，冲击不断，-20℃，≥20KJ/m^2，弯曲模量23℃，≥1500N/mm^2。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及汽车用聚丙烯纳米复合物，其制备组分及其质量百分比含量为：50-80％可控降解聚丙烯、0-20％共聚丙烯、0-5％改性塑料弹性体或塑料弹性体、15-25％无机粉体、0.15％-0.75％偶联剂以及0-1.25％液体石蜡。

所述的可控降解聚丙烯的组分及其质量百分比为：0.2-0.3％可控降解剂和99.97-99.98％聚丙烯。

所述的可控降解剂为2，5-二甲基-2，5-双-(叔丁基过氧)己烷(DTBHP)或过氧化二异丙苯(DCP)。

所述的无机粉体为滑石细粉或碳酸钙粉。

本发明涉及上述汽车用聚丙烯纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：

第一步，采用反应型双螺杆机组，将普通聚丙烯原料在挤出机主加料口加入，将可控降解剂用精密注射机于反应型双螺杆挤出机侧加料口，通过反应挤出工艺进行可控降解处理，得到可控降解聚丙烯。

所述的可控降解剂为2，5-二甲基-2，5-双-(叔丁基过氧)己烷(DTBHP)或过氧化二异丙苯(DCP)。

所述的反应挤出可控降解工艺是指：设定温度区间范围在170-210℃，模头温度设定170-190℃，螺杆转速设定120-180rpm，喂料频率设定为6-8Hz。

所述的可控降解聚丙烯的MFR为15-30g/10min，拉伸强度≥26MPa；弯曲强度≥25MPa，弯曲模量≥1100MPa。

第二步，将滑石粉或碳酸钙加入球磨机中，进行球磨处理后制成无机粉体，然后将无机粉体进行中温干燥处理。

所述的球磨处理是指：将300颗Φ6的玛瑙球置于400ml玛瑙罐中，加入10~30g的无机粉体，碳酸钙或蒙脱土或滑石粉或空心微球等，加入占无机粉体含量1~3％(wt％)的硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，加入10~30g的纯净水，10~20g乙醇，采用顺时针转30min，逆时针旋转30min的循环方式，球磨4~8h。

所得到的无机粉体的细度为0.2-1.5μm；

所述的中温干燥处理是指：采用真空烘箱，在0.08MPa真空度、60℃的环境下将无机粉体干燥4h。