本發(fā)明涉及一種聚丙烯復(fù)合材料，具體涉及一種微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料。

背景技術(shù)：

基于汽車工業(yè)發(fā)展需求及發(fā)展?fàn)顩r，人們開發(fā)出了聚丙烯微發(fā)泡注塑成型技術(shù)。這種技術(shù)是指以聚丙烯材料為基體，通過注塑工藝，在氣體內(nèi)壓的作用下，使制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔而兩側(cè)有著致密的表皮結(jié)構(gòu)；從而達(dá)到節(jié)約材料和減重的目的。

微發(fā)泡PP材料發(fā)泡成型后雖然較未發(fā)泡實心材料明顯減輕重量，但同等厚度材料的剛性、韌性卻有相應(yīng)下降。同時，由于材料在未發(fā)泡前的注塑充模厚度較常規(guī)實心注塑材料要低很多，因此，對PP基礎(chǔ)材料的成型流動性要求也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出常規(guī)實心注塑材料。此外，雖然國外企業(yè)(如巴塞爾，北歐化工等)的材料起步早，但價格昂貴，因此，除了要提高聚丙烯復(fù)合材料的流動性、力學(xué)性能外，為了保證產(chǎn)品的競爭，還需控制成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料，該聚丙烯材料具有高流動性、高強(qiáng)度的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)減重、高效、低成本的生產(chǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料，按重量份數(shù)計，由包括以下組分的原料制備而成：聚丙烯100份，有機(jī)過氧化物0.001-0.01份，K樹脂10-15份，有機(jī)高分子包覆的無機(jī)發(fā)泡劑1-5份，滑石粉5-15份，助劑1-5份，所述助劑包括表面活性劑、發(fā)泡穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)劑，所述滑石粉的粒徑大小為100-5000目。

優(yōu)選的，發(fā)泡穩(wěn)定劑為丙二醇脂肪酸酯類的泡孔穩(wěn)定劑，熱穩(wěn)劑為硬脂酸鈣或硬脂酸鋇。

優(yōu)選的，所述聚丙烯為均聚聚丙烯，所述聚丙烯的等規(guī)度大于97％，所述聚丙烯根據(jù)ASTMD1238-99，條件230℃/2.16kg，測定的溶體流動速率是1-10g/10min。

優(yōu)選的，所述無機(jī)發(fā)泡劑為NaHCO₃，有機(jī)高分子包覆的無機(jī)發(fā)泡劑中有機(jī)高分子為聚氨酯改性有機(jī)硅樹酯、聚烷基丙烯酸酯或聚羥基丙烯酸酯中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述有機(jī)高分子包覆的無機(jī)發(fā)泡劑由以下方法制備：將有機(jī)高分子溶于有機(jī)溶劑中后，加入NaHCO₃超聲分散均勻，然后50-150r/min速度下攪拌24h以上，用旋涂方法甩干，真空干燥0.2-1小時，去除有機(jī)溶劑，得有機(jī)高分子包覆的無機(jī)發(fā)泡劑。

優(yōu)選的，所述有機(jī)過氧化物選自過氧月桂酸叔丁酯、過氧苯甲酸叔丁酯、叔丁基過氧異丙基單碳酸酯、過氧化二異丙苯、2，5-二甲基-2，5-二(苯甲?；^氧)己烷和1，3-雙(叔丁基過氧化異丙基)苯中的一種或多種的混合物。

優(yōu)選的，所述表面活性劑為非離子表面活性劑，所述非離子表面活性劑選自乙二醇或甘油季戊四醇，所述非離子表面活性劑的用量是0.01-0.1份。

優(yōu)選的，所述微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料具有下列性質(zhì)：

根據(jù)ASTMD1238-99，條件230℃/2.16kg，測定的溶體流動速率≥40g/10min，泡孔直徑10-100μm，根據(jù)DIN EN ISO 3146測試標(biāo)準(zhǔn)測得的熔點(diǎn)≥152℃，根據(jù)ISO 180-A測得的缺口沖擊強(qiáng)度≥35kJ/m²。

作為優(yōu)選的，本發(fā)明的配方在制備前，需先將聚丙烯熔融后，再加入有機(jī)過氧化物攪拌，隨后再加入其余組分制備。制備方法可選用本領(lǐng)域熟知的注塑工藝。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

本發(fā)明的配方所用原料易得，成本低，特別是發(fā)泡劑NaHCO₃，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，配合其他組分能夠制得注塑級的閉孔、泡孔分布均勻、發(fā)泡率高、物理力學(xué)性能優(yōu)異的汽車用微孔發(fā)泡聚丙烯材料；

有機(jī)過氧化物不僅改善了聚丙烯的熔融張力，與其他組分的配合還降低了橡膠相的黏度，提高材料流動前鋒的穩(wěn)定性。K樹脂即丁苯透明抗沖樹脂，在組分中能夠平衡材料的韌性和剛性，使材料獲得綜合性能提高的聚丙烯復(fù)合材料。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實施例1

按重量份數(shù)稱?。壕郾?00份，過氧月桂酸叔丁酯0.001份，K樹脂10份，聚氨酯改性有機(jī)硅樹酯包覆的NaHCO₃發(fā)泡劑2份，滑石粉5份，非離子表面活性劑、丙二醇脂肪酸酯類的泡孔穩(wěn)定劑和硬脂酸鈣共1份，滑石粉的粒徑大小為1000目。

先將聚丙烯熔融后加入有機(jī)過氧化物，隨后再加入除發(fā)泡劑以外的其于組分熔融共混，得聚丙烯基質(zhì)，然后將該聚丙烯基質(zhì)和發(fā)泡劑用注塑工藝制得微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料，制得的發(fā)泡材料進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果見表1。

實施例2

按重量份數(shù)稱?。壕郾?00份，2，5-二甲基-2，5-二(苯甲酰基過氧)己烷0.006份，K樹脂12份，聚烷基丙烯酸酯包覆的NaHCO₃發(fā)泡劑3份，滑石粉10份，乙二醇、丙二醇脂肪酸酯類的泡孔穩(wěn)定劑和硬脂酸鋇共3份，滑石粉的粒徑大小為500目。

先將聚丙烯熔融后加入有機(jī)過氧化物，隨后再加入除發(fā)泡劑以外的其于組分熔融共混，得聚丙烯基質(zhì)，然后將該聚丙烯基質(zhì)和發(fā)泡劑用注塑工藝制得微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料，制得的發(fā)泡材料進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果見表1。

實施例3

按重量份數(shù)稱?。壕郾?00份，叔丁基過氧異丙基單碳酸酯0.003份，K樹脂10份，聚氨酯改性有機(jī)硅樹酯包覆的NaHCO₃發(fā)泡劑5份，滑石粉15份，甘油季戊四醇、丙二醇脂肪酸酯類的泡孔穩(wěn)定劑和硬脂酸鈣共3份，滑石粉的粒徑大小為3000目。

先將聚丙烯熔融后加入有機(jī)過氧化物，隨后再加入除發(fā)泡劑以外的其于組分熔融共混，得聚丙烯基質(zhì)，然后將該聚丙烯基質(zhì)和發(fā)泡劑用注塑工藝制得微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料，制得的發(fā)泡材料進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果見表1。

實施例4

按重量份數(shù)稱取：聚丙烯100份，過氧月桂酸叔丁酯0.001份，K樹脂10份，聚氨酯改性有機(jī)硅樹酯包覆的NaHCO₃發(fā)泡劑2份，滑石粉8份，甘油季戊四醇、丙二醇脂肪酸酯類的泡孔穩(wěn)定劑和硬脂酸鈣共3份，滑石粉的粒徑大小為5000目。

先將聚丙烯熔融后加入有機(jī)過氧化物，隨后再加入除發(fā)泡劑以外的其于組分熔融共混，得聚丙烯基質(zhì)，然后將該聚丙烯基質(zhì)和發(fā)泡劑用注塑工藝制得微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料，制得的發(fā)泡材料進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果見表1。

對比例1

按重量份數(shù)稱?。壕郾?00份，過氧月桂酸叔丁酯0.001份，K樹脂10份，聚氨酯改性有機(jī)硅樹酯包覆的NaHCO₃發(fā)泡劑2份，檸檬酸5份，滑石粉8份，甘油季戊四醇、丙二醇脂肪酸酯類的泡孔穩(wěn)定劑和硬脂酸鈣共3份，滑石粉的粒徑大小為5000目。

先將聚丙烯熔融后加入有機(jī)過氧化物，隨后再加入除發(fā)泡劑以外的其于組分熔融共混，得聚丙烯基質(zhì)，然后將該聚丙烯基質(zhì)和發(fā)泡劑用注塑工藝制得微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料，制得的發(fā)泡材料進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果見表1。

對比例2

按重量份數(shù)稱?。壕郾?00份，過氧月桂酸叔丁酯0.001份，聚氨酯改性有機(jī)硅樹酯包覆的NaHCO₃發(fā)泡劑2份，滑石粉8份，甘油季戊四醇、丙二醇脂肪酸酯類的泡孔穩(wěn)定劑和硬脂酸鈣共3份，滑石粉的粒徑大小為5000目。

先將聚丙烯熔融后加入有機(jī)過氧化物，隨后再加入除發(fā)泡劑以外的其于組分熔融共混，得聚丙烯基質(zhì)，然后將該聚丙烯基質(zhì)和發(fā)泡劑用注塑工藝制得微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料，制得的發(fā)泡材料進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果見表1。

對比例3

按重量份數(shù)稱取：聚丙烯100份，過氧月桂酸叔丁酯0.001份，K樹脂10份，聚氨酯改性有機(jī)硅樹酯包覆的NaHCO₃發(fā)泡劑2份，聚氨酯改性有機(jī)硅樹酯包覆的滑石粉8份，甘油季戊四醇、丙二醇脂肪酸酯類的泡孔穩(wěn)定劑和硬脂酸鈣共3份，滑石粉的粒徑大小為5000目。

先將聚丙烯熔融后加入有機(jī)過氧化物，隨后再加入除發(fā)泡劑以外的其于組分熔融共混，得聚丙烯基質(zhì)，然后將該聚丙烯基質(zhì)和發(fā)泡劑用注塑工藝制得微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料，制得的發(fā)泡材料進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果見表1。

說明：實施例1-4及對比例1-3中所用聚丙烯均為均聚聚丙烯，且聚丙烯的等規(guī)度大于97％，所述聚丙烯根據(jù)ASTMD1238-99，條件230℃/2.16kg，測定的溶體流動速率是1-10g/10min。

對比例4

按重量份數(shù)稱?。壕郾?00份，過氧月桂酸叔丁酯0.001份，K樹脂10份，聚氨酯改性有機(jī)硅樹酯包覆的NaHCO₃發(fā)泡劑2份，滑石粉8份，甘油季戊四醇、丙二醇脂肪酸酯類的泡孔穩(wěn)定劑和硬脂酸鈣共3份，滑石粉的粒徑大小為5000目。

先將聚丙烯熔融后加入有機(jī)過氧化物，隨后再加入除發(fā)泡劑以外的其于組分熔融共混，得聚丙烯基質(zhì)，然后將該聚丙烯基質(zhì)和發(fā)泡劑用注塑工藝制得微發(fā)泡高強(qiáng)度聚丙烯復(fù)合材料，制得的發(fā)泡材料進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果見表1。

本對比例中聚丙烯為共聚聚丙烯，且聚丙烯根據(jù)ASTMD1238-99，條件230℃/2.16kg，測定的溶體流動速率是20g/10min。

性能測試：

表1.實施例和對比例性能測試結(jié)果

實施例1-4的聚丙烯復(fù)合材料的泡孔直徑為10-100μm，且均為注塑級的閉孔、泡孔分布均勻，再者，實施例1-4中未出現(xiàn)無機(jī)粉體的團(tuán)聚現(xiàn)象，無機(jī)粉體在樹脂基體中分散良好。由表1可看出，本發(fā)明采用了經(jīng)濟(jì)環(huán)保、易得的原料制得的聚丙烯復(fù)合材料獲得了優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的外觀，本配方中并未因為添加過氧化物而導(dǎo)致產(chǎn)品外觀發(fā)黃、異味等問題，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

由對比例1和實施例4可看出，未添加檸檬酸助劑，僅使用NaHCO₃作為發(fā)泡劑的情況下仍獲得較高的發(fā)泡倍數(shù)和優(yōu)異的力學(xué)性能，由對比例3和實施例4可看出，在本配方中，使用未用有機(jī)高分子包覆的無機(jī)粉體(滑石粉)和對比例3中使用了有機(jī)高分子包覆的無機(jī)粉體(滑石粉)均獲得良好效果，均未出現(xiàn)團(tuán)聚，外觀性能良好。有對比例4和實施例4可看出，配方中聚丙烯原料的選擇對產(chǎn)品綜合性能影響較大。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。