[发明专利]一种液晶高分子增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯复合材料，具体是一种液晶高分子增强聚丙烯复合材料，以及这种复合材料的制备方法，属于聚合物改性和加工领域。

背景技术

汽车保险杠是吸收和缓冲外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，可以很自然的与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。

聚丙烯是目前用量最大的通用塑料之一，因为具有密度小、价格低、无毒性、耐腐蚀、电绝缘性能优良、透明性和加工性好等优点。近来，越来越多的汽车保险杠采用填充增强聚丙烯复合材料。采用此方法制成的产品价格低廉，有高韧性和高强度的优点，

中国专利CN101993563A采用POE增韧聚丙烯和无机填料滑石粉调整材料的稳定性及收缩率，但是材料的冲击性能还是较低，而且增加较多的增韧剂会降低材料的流动性。中国专利CN101633762通过无碱玻璃纤维增强聚丙烯强度，但是材料的重量会明显增加，而且不好回收使用。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种液晶高分子增强聚丙烯复合材料，是在硫酸钙晶须增强填充聚丙烯的基础上，加入液晶高分子制成复合材料，采用该材料制备汽车保险杠等产品具有加工简单、能耗低、可回收，且具有高韧性、高强度、重量小的优点。其中液晶高分子的添加，能大幅提高制品的强度和模量。

本发明的另一个目的是提供上述聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

一种液晶高分子增强聚丙烯复合材料，它包含以下按重量百分数计的原料：

其中，

所述的聚丙烯在230℃×2.16kg的测试条件下，熔体的流动速率为5～70g/10min的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯。所述的嵌段共聚丙烯的共聚单体常见为乙烯，其含量在3～12mol％的范围内；均聚的结晶度在75％以上。聚丙烯作为复合材料的基体，选自M1200HS；在实际生产中，可根据要生产的产品要求选择合适型号的聚丙烯或者不同型号的聚丙烯的混合物作为基体，以满足产品实际需要的硬度和流变性。

所述的马来酸酐接枝POE为POE和马来酸酐的接枝共聚物；马来酸酐接枝聚丙烯为聚丙烯和马来酸酐的接枝共聚物。

所述的硫酸钙晶须平均直径1～4μm，平均长度50～20μm，平均长径比10～200，硫酸钙含量≥98％，白度≥98％。所述的硫酸钙晶须是以石膏为原材料，通过人为控制，以单晶形式生长，具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构的纤维状(须状)单晶体，平均长径比10～200。

硫酸钙晶须集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一体，可用于树脂、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦和密封材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可直接作为过滤材料、保温材料、耐火隔热材料、红外线反射材料和包覆电线的高绝缘材料。硫酸钙晶须由于其性能优良，价格低廉而具有极好的性价比，是一种应用领域较广、市场前景极为广阔的新型材料，也是目前国际上备受关注、极有发展前途的无机盐晶须材料。

用硫酸钙晶须改性的热塑性树脂复合材料，可达到下述效果：提高拉伸、弯曲、模量等力学性能，改变蠕变性能；提高热变形温度；降低吸水率和线性膨胀系数；抑制应力开裂；改善热导率；阻迟燃烧性。

所述的液晶高分子是由分子结构高度规整排列的棒状分子组成。总的来说，用较少量的液晶高分子改性热塑性复合材料，就可以和硫酸钙晶须协同作用，明显提升复合材料的力学及热性能。液晶聚合物具有优良的热稳定性及耐化学药品性，对大多数塑料存在的蠕变缺点，液晶材料可忽略不计，而且耐磨、减磨性优异；可用以代替玻璃纤维增强塑料，可提高机械强度及化学稳定性等。

所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选自受阻酚和硫脂类抗氧剂中的一种或几种组合；辅抗氧剂选自亚磷酸盐和脂类抗氧剂中的一种或几种组合。更优选的是：所述的主抗氧剂为3114，1010和DSTP中的一种或几种；辅抗氧剂为618和168中的一种。

所述的其它助剂为各种颜色添加剂、光稳定剂和脂类/脂肪酸类润滑剂中的一种或几种。

上述液晶高分子增强聚丙烯复合材料的制备方法如下：

1)按重量配比称取原料：

2)将聚丙烯、液晶高分子、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝POE、抗氧剂和其他助剂添加到混料机中，混合5～10分钟。