[发明专利]一种滑石粉填充聚丙烯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及高分子技术领域，具体公开了一种滑石粉填充聚丙烯材料及其制备方法和应用。本发明的滑石粉填充聚丙烯材料，包括以下重量份数的组分：聚丙烯树脂50～79.1份、滑石粉20～45份、单侧端基带环氧基团的硅烷偶联剂0.5～1.0份、含胺基的受阻酚0.2～1.0份和抗氧剂0.2～1.0份。本发明通过特定的配方改善了滑石粉填充聚丙烯材料的热氧老化界面处薄弱环节，最终显著地提升了滑石粉填充聚丙烯材料的热氧老化性能(150℃热氧老化时间≥1000小时)和氧化诱导期OIT，适合汽车零部件的工业化生产和应用，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，尤其是涉及一种滑石粉填充聚丙烯材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯由于其无毒、环保、可回收等优势，且具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，使得聚丙烯问世以来，迅速在汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等领域中得到应用。随着我国汽车行业的迅猛发展，聚丙烯由于其高性价比优势，逐步取代尼龙、PBT、PC/ABS等工程塑料，在汽车零部件中得到了广泛的应用。

滑石粉填充聚丙烯材料具有尺寸稳定性好以及高性价比的优势，已经逐渐取代尼龙等工程塑料在汽车发动机周边零部件中得到了广泛的应用。汽车发动机工作时周边环境温度可以达到120℃，因此汽车发动机周边零部件对所选用材料的热老化性能要求非常高，但是滑石粉填充聚丙烯材料由于滑石粉和聚丙烯之间的界面处是热老化的薄弱环节，因此滑石粉的加入严重影响聚丙烯材料的热老化性能。为改善滑石粉填充聚丙烯材料的热老化性能，业内普遍做法是提高聚丙烯材料抗氧化助剂的添加量，但这又带来材料力学性能的下降以及成本的增加，因此，滑石粉填充聚丙烯材料的配方具有改进的空间。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种滑石粉填充聚丙烯材料及其制备方法和应用。本发明通过特定的配方改善了滑石粉和聚丙烯界面处热老化薄弱环节，提高了滑石粉填充聚丙烯材料的热氧老化性能和氧化诱导期OIT，为汽车发动机周边零部件提供合适的材料。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供了一种滑石粉填充聚丙烯材料，包括以下重量份数的组分：

聚丙烯树脂50～79.1份、滑石粉20～45份、单侧端基带环氧基团的硅烷偶联剂0.5～1.0份、含胺基的受阻酚0.2～1.0份和抗氧剂0.2～1.0份。

本发明通过使用单侧端基带环氧基团的硅烷偶联剂和含胺基的受阻酚同时处理滑石粉的表面，从而使受阻酚基团嫁接到滑石粉表面，使滑石粉填充聚丙烯材料的热氧老化界面处薄弱环节得到了加强，最终显著地提升了滑石粉填充聚丙烯材料的热氧老化性能(150℃热氧老化时间≥1000小时)和氧化诱导期OIT。

当硅烷偶联剂端基带胺基、乙烯基，其硅烷偶联剂均无法与含胺基的受阻酚发生反应，进而无法使得受阻酚对滑石粉和聚丙烯界面的热老化起到加强作用；当使用双侧端基均为环氧基团的液体环氧树脂替代硅烷偶联剂时，其不能增强材料的热氧老化性能和氧化诱导期OIT，说明单纯的环氧基团虽然可以和带胺基的受阻酚反应，但环氧基团无法耦合到滑石粉表面，因此无法改善滑石粉和聚丙烯之间界面的热氧老化性能。

作为本发明所述滑石粉填充聚丙烯材料的优选实施方式，滑石粉填充聚丙烯材料包括以下重量份数的组分：

聚丙烯树脂57～73.1份、滑石粉25～40份、单侧端基带环氧基团的硅烷偶联剂0.6～0.9份、含胺基的受阻酚0.4～0.8份和抗氧剂0.3～0.8份。

当滑石粉填充聚丙烯材料采用上述重量份数的组分时，其材料的热氧老化性能和氧化诱导期OIT均得到了显著的提升。

作为本发明所述滑石粉填充聚丙烯材料的优选实施方式，所述单侧端基带环氧基团的硅烷偶联剂为2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷(A-186)或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A-187)。