[发明专利]一种高强度、高耐热聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度、高耐热聚丙烯复合材料及其制备方法，是一种工艺简单、成本低、综合性能较好的聚丙烯复合材料，主要应用于汽车内外饰件。

背景技术

聚丙烯具有加工性能优良、耐汽油和化学药品性好的优点，同时质轻、价格低廉，这些特点使其得到广泛应用，是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。但是，聚丙烯也存在强度低、耐热性差，同时冲击性能差，特别是低温冲击性能差等缺点，这些不足限制了聚丙烯在汽车内外饰件中的应用。

通常通过加入玻璃纤维的方法来大幅度提高聚丙烯材料的刚性、强度和耐热性，但存在成型加工性能差、制品表面质量差的缺点。

晶须是一种单晶形式生长形成的纤维，直径极小，具有高度有序的原子排列，没有大的晶体缺陷，具有了极高的强度和模量，可赋予复合材料极高的强度；晶须具有不会引起高温滑移的完整性，温度升高时，晶须不分解、不软化，可以使复合材料具有优异的耐高温性；用晶须增强的复合材料有良好的重复使用性，材料经多次加工，力学性能变化也不大。与玻璃纤维相比，晶须更容易与树脂复合，材料各向同性，外观质量优良，非常适合制造形状复杂、尺寸精度高、表面光洁度高的产品。

欧洲专利EP-A496625公开了一种高结晶聚丙烯的复合材料，其单单只是通过添加滑石粉来达到高强度、高刚性的目的，但是这导致复合材料冲击强度的降低，从而限制了材料的应用。中国专利CN 101020775A介绍了一种高强高韧聚丙烯改性材料制备，其主要是通过矿物增强和β成核剂以及弹性体来达到增韧的效果，这种方法的成本偏高，而且强度和韧性提高较为有限；复合材料的成本比较高，力学性能还可以进一步提高；中国专利CN 1468897A介绍了一种钛酸钾晶须和玻璃纤维的聚丙烯复合材料的制备方法，所制备的产品强度和韧性均比较高，然而玻纤的使用会影响制件的外观，并容易产生翘曲等，这就限制了这种材料的使用范围；此外，中国专利CN1536102、以及CN 101498041公开了一些镁盐晶须的制备方法，对其在高聚物，特别是在聚丙烯中的应用均没有涉及。

发明内容

本发明的目的是开发一种高强度、高耐热的聚丙烯复合材料，为了克服上述不足，提供一种在实际生产中能够简单有效地实现易加工，高强度，高耐热的聚丙烯复合材料。

本发明高强度、高耐热的聚丙烯复合材料通过以下技术方案实现其目的：

一种高强度、高耐热的聚丙烯复合材料，按重量百分比计，其组分和含量为：

聚丙烯       30～95；

粉状聚乙烯   2～15；

滑石粉       0～35；

镁盐晶须     5～20；

抗氧剂       0.1～2；

光稳定剂     0～1；

色粉或色母粒 0～3。

其中：

所述聚丙烯在230℃、2.16kg负荷条件下熔融指数为5～60g/10min。

所述聚丙烯为均聚丙烯或嵌段共聚丙烯。

所述均聚丙烯的结晶度为70～100％，等规度为99～100％。

所述嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，乙烯单体重复单元摩尔含量为4～10％。

所述粉状聚乙烯的粒径为45微米～850微米，在190℃、2.16kg负荷条件下熔融指数为1～40g/10min。

所述滑石粉的平均粒径为0.5～10微米。

所述的镁盐晶须为相对密度2.2～2.4g/cm³，直径0.8～1.2微米，平均长度20～200微米的单晶纤维状粉末，其化学式为MgSO₄5Mg(OH)₂·3H₂O。

所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，所述主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂中的一种或几种混合；辅抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂中的一种或几种混合。

所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。

上述高强度、高耐热的聚丙烯复合材料的制备方法，步骤如下：

(1)先用助剂对滑石粉和镁盐晶须进行表面处理；

(2)按重量配比称取各组分；

(3)将聚丙烯、粉状聚乙烯、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂(或加入其他添加剂)在高速混合器中干混3～5分钟；