[发明专利]一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用，所述复合材料包括以下重量份的原料：聚丙烯55‑95份、聚乙烯3‑25份、TPE(热塑性弹性体)5‑25份、TPV(热塑性硫化橡胶)0‑15份；所述聚丙烯为均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的混合物。该复合材料由混合均匀的组分混合物熔融挤出造粒制备得到。本发明制备的复合材料具有优异的低温冲击韧性，良好的透明度、耐应力发白性能和光泽度可以更好的满足聚丙烯材料在汽车、家电、医疗器械及建筑等高端领域的应用，且制备工艺简单，成本低，利于大规模商业化生产。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用，具体涉及一种抗应力发白、耐低温冲击、高光泽、透明的聚丙烯材料及其制备方法与应用。

背景技术

聚丙烯(Polypropylene)简称PP，是最被广泛应用的一种热塑性通用塑料树脂，按分子结构分为：均聚聚丙烯(PPH)和共聚聚丙烯(PPC)，其中共聚聚丙烯又按分子结构中是否含乙烯(或其它烯烃)链段，又分为：无规共聚丙烯(PPR)和嵌段共聚聚丙烯(PPB)。均聚聚丙烯主要特性是：半透明、高熔点、高刚性、冲击强度低；无规共聚聚丙烯主要特性是：透明、常温冲击强度高；嵌段共聚聚丙烯也称高抗冲聚丙烯，主要特性是：不透明、低温冲击强度高。

嵌段共聚聚丙烯由于其良好力学性能、较高的冲击强度被广泛应用到汽车、家电及建筑等领域，但嵌段共聚聚丙烯有不透明和容易应力发白的缺点，所谓应力发白就是材料在应力作用下而产生大量的微裂纹聚集区，根据应力发白程度大小和发生区域，可能包括一定数量的银纹、裂纹和微孔，由于此区域折光指数降低而使制品呈白色的一种现象。聚丙烯塑料制品在注塑加工过程中受到顶针的集中应力作用，以及在使用过程中受到拉伸、弯曲、冲击等外力作用时制品都可能会出现发白现象。有些聚丙烯制品在装配过程中需要用到螺钉等进行固定，也容易导致应力集中从而出现制品应力发白的情况。虽然应力发白不会大幅降低聚丙烯塑料制品的性能，但是会影响聚丙烯塑料制品的美观，从而影响其应用。

现有技术中，为提高聚丙烯制品的冲击性能尤其是低温冲击韧性，通常利用嵌段共聚聚丙烯做基体树脂，再加入增韧剂来解决嵌段共聚聚丙烯的应力发白问题，但嵌段共聚聚丙烯本身就是乳白色的，虽然加入增韧剂可以降低应力发白情况，但应力发白还是很严重。中国专利CN103881235B公开了一种耐应力发白增强增韧聚丙烯复合物及其制备方法，采用过氧化物做交联剂，将高聚物链段构架成网络结构，从而束缚无机填料的移动，从而提高聚丙烯复合材料的耐应力发白情况，但过氧化物残留导致气味较大，不能用于汽车内饰等应用领域，且工艺控制较复杂、产品不稳定、成本较高、不易大规模生产。中国专利CN105037955B公开了一种低VOC、耐刮擦、抗应力发白的聚丙烯组合物及其制备方法，通过添加低分子量聚有机硅氧烷以及高分子量聚有机硅氧烷从而改善有机硅与聚丙烯树脂基体之间的相容性，在提升聚丙烯组合物耐刮擦性能的同时，解决了应力发白的问题，但无论是低分子量聚有机硅氧烷还是高分子量聚有机硅氧烷的价格均较为昂贵，难以实际应用到普通聚丙烯改性塑料中，且此方法中加入了大量的嵌段共聚聚丙烯，致使材料的耐应力发白效果不理想。

对于深色的制件当内部出现应力集中时，不易从外观上观察到发白的现象，这是由于深色的色粉掩盖了发白的现象，而浅色的制件如果内部应力集中则很容易观察到肉眼可见的发白，所以现有技术中大多通过加入各种色粉来加深制品的颜色以掩盖应力发白的现象，但色粉的引入对产品的配色带有很大影响，大大限制了产品的使用范围。

聚丙烯复合材料中添加无机矿粉会对聚丙烯起到增强的作用，且无机矿粉加入后会减小因银纹而形成的大量微小的裂纹，防止裂纹的进一步发展，再加上填料的加入降低了聚丙烯的透明性，故在一定程度上提高了耐应力发白情况。但大量的填料会大幅度提高复合材料的密度，降低树脂本身的透明度和光泽性，从而影响特定领域的应用。目前市面上暂没有一款可以同时兼顾抗应力发白、耐低温冲击、高光泽和透明等性能的聚丙烯复合材料。

发明内容