[发明专利]一种低成型收缩率、不翘曲变形的改性聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低成型收缩率、不翘曲变形的改性聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯材料是一种结构规整，结晶度高的高分子材料，本身具有密度小，机械性能，耐热性能良好，同时具有稳定的化学性能和良好的加工成型性能，因此在汽车、家电、建筑及日常生活领域得到广泛应用。但由于聚丙烯是结晶性材料，本身成型收缩率较大（1.5%~2.5%）。在一些精密制件要求材料收缩率低，且成型外观无缺陷场合其应用就受到限制。通过玻璃纤维及矿物填充改性聚丙烯材料，可以降低聚丙烯收缩率。但通常由于玻璃纤维及矿物材料在流动水平方向和流动垂直方向的各向异性，使通过上述方法改性的聚丙烯材料在流动水平方向的成型收缩率（δ1值）及垂直方向的成型收缩率（δ2值）两者相差较大（>0.5），从而使得制成的改性聚丙烯材料的制件因δ1，δ2值差距大，不能同时进行相同的收缩而产生翘曲和变形，限制其进一步的应用。

专利申请号201010605369给出一种低收缩矿物填强聚丙烯复合材料及其制备方法，只涉及用一种水合硅酸镁填充改性，其成型收缩率仍然较大，亦未涉及对流动水平方向和流动垂直方向收缩率的表征和分析。

专利申请号200810207579给出了一种高流动，高韧性，低收缩率填充改性聚丙烯材料，涉及了无机填料和钙盐晶须填充改性聚丙烯来降低材料收缩率，同样未涉及对材料流动水平方向和流动垂直方向收缩率的表征和分析，亦未给出制件外观缺陷有关说明。

目前，未有一种可以保证水平方向和垂直方向收缩率同时较小且两者数值相差很小（0.1%以下）的改性聚丙烯材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成型收缩率、不翘曲变形的改性聚丙烯材料。本发明所述的改性聚丙烯材料通过采用添加复合矿物填充和玻璃纤维及收缩率调节剂改性聚丙烯方法来降低聚丙烯的成型收缩率，同时使其流动水平方向收缩率（δ1）和垂直方向收缩率（δ2）下降趋于一致（<0.1），在δ1，δ2接近HIPS材料水平（0.6%~0.7%）同时，其机械强度和冲击韧性具有良好的平衡，加工性优良，制成的制件表面无浮纤，不翘曲、变形，可实现替代HIPS材料应用于家电（如空调制件），办公器件，通讯产品等领域。

本发明的另一目的在于提供所述低成型收缩率、不翘曲变形的改性聚丙烯材料的制备方法。

本发明上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种改性聚丙烯材料，该改性聚丙烯材料包括聚丙烯、填充剂、玻璃纤维、收缩率调节剂、弹性体、偶联剂、分散剂、抗氧剂，各组分的含量按质量百分比计算分别为聚丙烯50~55%，填充剂 25~30%，玻璃纤维：5~10%，收缩率调节剂：3~8%，弹性体：3~8%，偶联剂：0.5~1%，分散剂：0.4~1%，抗氧剂：0.2~0.5%；

所述填充剂为水合硅酸镁和轻质碳酸钙的组合物，所述水合硅酸镁，相对密度2.7~2.8 g/㎝³，粒径为3000~8000目；所述轻质碳酸钙，相对密度为2.7~2.9 g/㎝³，粒径为10000~30000目；

所述填充剂中，水合硅酸镁的占填充剂重量的85~95%，轻质碳酸钙的含量占填充剂重量15~5%。

所述玻璃纤维为短切玻璃纤维，其相对密度为2.4~2.7g/㎝³，单丝直径为9~13um，长度为3.5mm；

所述收缩率调节剂为马来酸酐接枝物。

作为一种优选方案，所述的聚丙烯的相对密度为0.9~0.93g/cm³，熔体流动速度为15~25 g/10min(190℃，2.16kg)，水平收缩率为1.3%~1.7%，垂直收缩率为1.4%~1.8%。

作为一种优选方案，所述收缩率调节剂优选为马来酸酐接枝茂金属合成聚乙烯。

作为一种优选方案，所述马来酸酐接枝茂金属合成聚乙烯的接枝率为1.0%，熔体流动速度为40g/10min(190℃，2.16kg)。

作为一种优选方案，所述弹性体为乙烯-辛烯共聚物（POE），相对密度为0.86~0.88g/㎝³，熔体流动速度为0.4~1.0g/min(190℃，2.16kg)。

所用的偶联剂可以是本领域常用的偶联剂。作为一种优选方案，所述偶联剂为r-氨丙基三乙氧基硅烷。

所用的分散剂可以是本领域常用的分散剂。作为一种优选方案，所述分散剂为亚乙基硬酯酰胺。