低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料及其制备方法

摘要

本发明公开了低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料及其制备方法，这种聚丙烯材料按重量份计，其组份和含量如下：均聚聚丙烯30～85份，玻璃纤维5～40份，硅灰石5～15份，相容剂2～10份，成核剂0.1～1份，其他助剂0.1～5份。通过本发明技术方案制备得到的聚丙烯材料，本发明在玻纤增强聚丙烯体系中加入了适量的硅灰石，所得改性材料不仅具有良好的力学性能，并且抗翘曲性能优。制件外表美观，光泽度高，基本满足装配的要求，可用于注塑车用手套箱等产品。

说明书

技术领域

本发明涉及一种低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料及其制备方 法，可应用于汽车和电子/电器等领域，属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚丙烯材料具有较高的刚性和低相对密度、高拉伸强度、良好的 耐应力开裂性及耐化学药品性，因此在汽车、家电、医疗等领域得到 了广泛的应用。而且，聚丙烯材料在被填充或增强后，其各项物理机 械性能，如强度、刚性、材料尺寸稳定性及耐热性能得以进一步提高， 在许多应用领域足以同成本更高的工程塑料竞争。但是玻璃纤维增强 聚丙烯中的玻璃纤维长径比在40-100之间，因此在制品成型收缩时 会发生翘曲，并且表面光泽很暗，这对于材料的更广泛的应用带来限 制。

对于玻璃纤维增强聚丙烯如何消除或减少翘曲，有不少的研究者 进行了研究，如中国专利00115313.7加入苯乙烯类树脂和云母或是 滑石粉来降低收缩率和翘曲，但制品的强度偏低。其他的研究主要是 在玻璃纤维增强聚丙烯材料中添加其他矿粉，如高岭土、硫酸钡等， 但这些研究主要是在降低翘曲上，对于制品的光泽基本没有涉及。

发明内容

本发明的目的是为了提供低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料，以 解决现有技术的上述问题。

本发明的另一个目的是为了提供这种聚丙烯材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料，按重量份计，其组份和含量 如下：

均聚聚丙烯    30～85份

玻璃纤维      5～40份

硅灰石        5～15份

相容剂        2～10份

成核剂        0.1～1份

其他助剂      0.1～5份。

所述的均聚聚丙烯相对密度为0.89～0.92；在230℃，2.16Kg 负荷下的熔体流动速率为20～40g/10min。

所述的玻璃纤维为无碱、中碱、高强度玻纤，玻纤直径为5～20 μm 。

所述的相容剂采用聚丙烯和不饱和酸、酸酐接枝聚合物。

所述的硅灰石为直径为3～15μm，长径比为3∶1～20∶1的针 状或粉状硅灰石。

所述的成核剂为芳香基磷酸酯盐类，山梨醇类，羧酸金属盐类透 明成核剂中的一种。

所述的其他助剂包括抗氧剂、润滑剂等。

这种低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料的制备方法，其具体步骤 如下：

(1)按重量份配比称取原料；

(2)将均聚聚丙烯、硅灰石、相容剂、成核剂、其他助剂均匀混 和后进入双螺杆挤出机，在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维。加工工 艺如下：一区温度160～180℃，二区温度200～220℃，三区温度 200～220℃，四区温度200～220℃，五区温度200～210℃，主机转 速380～440转/分钟；

(3)挤出后冷却、干燥、切粒即得低翘曲高光泽填充增强聚丙烯 材料。

通过本发明技术方案制备得到的聚丙烯材料，本发明在玻纤增强 聚丙烯体系中加入了适量的硅灰石，所得改性材料不仅具有良好的力 学性能，并且抗翘曲性能优。制件外表美观，光泽度高，基本满足装 配的要求，可用于注塑车用手套箱等产品。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

在实施例配方中：

均聚聚丙烯牌号为上海石化的Y2600。

玻璃纤维为巨石集团生产，牌号为ER13-2000-988A。

硅灰石为江西华杰泰矿纤集团有限公司生产，牌号为HJ2000， 直径为7.5μm，长径比为12∶1。

接枝聚丙烯为以色列POLYRAM公司的GPP-1001，马来酸酐 接枝率为0.5％。

成核剂为NA21，化学名称为亚甲基双(2，4-二叔丁基苯基)磷酸 铝，由Adeka Palmerole公司生产。

其他助剂主要是抗氧剂，它包括硫代二丙酸二(十八)酯，二亚磷 酸季戊四醇二硬脂酸酯，1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4羟基)-三嗪-2， 4，6(1H，3H，5H)-三酮，商品名分别为Negonox DSTP、Weston 618、 Irganox 3114，分别为I.C.I公司、Weston公司、Ciba公司生产，比 例为1∶2∶5。

将均聚聚丙烯、硅灰石、相容剂、成核剂、抗氧剂均匀混和后进 入双螺杆挤出机，在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维。加工工艺如下： 一区温度160℃，二区温度200℃，三区温度220℃，四区温度220 ℃，五区温度210℃，主机转速400转/分钟。

产品性能测试方法：

拉伸性能，按ISO527方法，拉伸速度为50mm/min，样条尺寸为 150＊10＊4mm。

弯曲性能，按ISO178方法，试验速度为2mm/min，样条尺寸为 80＊10＊4mm，跨距64mm。

缺口Charpy冲击强度，按ISO179方法，样条尺寸为80＊10＊4mm， 缺口深度为试样厚度的五分之一。

翘曲采用压住150＊100＊3mm板的一端，另一端离开平整桌面的 高度来确定。

光泽度采用光泽度仪(60)测量，样条尺寸为150＊100＊3mm。 下面介绍本发明的实施例：

实施例1

将均聚聚丙烯Y2600 64份，硅灰石6份，接枝聚丙烯5份， 成核剂NA21 0.2份，抗氧剂DSTP 0.1份，抗氧剂618 0.2份，抗 氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机，在专用玻璃纤维口 处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 25份。造粒制成复合材料。

实施例2

将均聚聚丙烯Y2600 60份，硅灰石10份，接枝聚丙烯5份， 成核剂NA21 0.2份，抗氧剂DSTP 0.1份，抗氧剂618 0.2份，抗 氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机，在专用玻璃纤维口 处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 25份。造粒制成复合材料。

实施例3

将均聚聚丙烯Y2600 55份，硅灰石15份，接枝聚丙烯5份， 成核剂NA21 0.2份，抗氧剂DSTP 0.1份，抗氧剂618 0.2份，抗 氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机，在专用玻璃纤维口 处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 25份。造粒制成复合材料。

实施例4

将均聚聚丙烯Y2600 70份，硅灰石10份，接枝聚丙烯5份， 成核剂NA21 0.2份，抗氧剂DSTP 0.1份，抗氧剂618 0.2份，抗 氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机，在专用玻璃纤维口 处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 15份。造粒制成复合材料。

实施例5

将均聚聚丙烯Y2600 55份，硅灰石10份，接枝聚丙烯5份， 成核剂NA21 0.2份，抗氧剂DSTP 0.1份，抗氧剂618 0.2份，抗 氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机，在专用玻璃纤维口 处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 30份。造粒制成复合材料。

表1实施例1-5性能表

对比例1

将均聚聚丙烯Y2600 80份，接枝聚丙烯5份，成核剂NA21 0.2 份，抗氧剂DSTP 0.1份，抗氧剂618 0.2份，抗氧剂3114 0.5份均 匀混和后进入双螺杆挤出机，在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维 ER13-2000-988A 15份。加工工艺如下：一区温度160℃，二区温度 200℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度210℃，主机转 速400转/分钟。

对比例2

将均聚聚丙烯Y2600 70份，接枝聚丙烯5份，成核剂NA21 0.2 份，抗氧剂DSTP 0.1份，抗氧剂618 0.2份，抗氧剂3114 0.5份均 匀混和后进入双螺杆挤出机，在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维 ER13-2000-988A 25份。加工工艺如下：一区温度160℃，二区温度 200℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度210℃，主机转 速400转/分钟。

对比例3

将均聚聚丙烯Y2600 65份，接枝聚丙烯5份，成核剂NA21 0.2 份，抗氧剂DSTP 0.1份，抗氧剂618 0.2份，抗氧剂3114 0.5份均 匀混和后进入双螺杆挤出机，在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维 ER13-2000-988A 30份。加工工艺如下：一区温度160℃，二区温度 200℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度210℃，主机转 速400转/分钟。

表2对比例1-3性能表

由实施例1～5和对比例1～3的测试结果可以看出，添加了硅 灰石的玻璃纤维增强聚丙烯能明显降低翘曲和增加光泽。