一種耐蠕變聚丙烯復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種聚丙烯復合材料，具體為一種耐蠕變聚丙烯復合材料，以及這種 復合材料的制備方法，屬于聚合物改性和加工領域。
【背景技術】
[0002] 聚丙烯具有良好的加工性能和物理、化學性能，極低的密度，以及相對低廉的價 格，而被廣泛應用與家電與汽車材料，是目前增長速度最快的通用熱塑性塑料。但聚丙烯由 于分子鏈柔性大，耐蠕變性能差。聚丙烯制造的汽車零件由于和金屬一起裝配，由于和金屬 的線膨脹系數差別較大，在溫度變化時會出現尺寸偏差導致的塑料件承受一定的壓力。而 耐蠕變性能較差的聚丙烯會產生蠕變使得在壓力下產生永久變形，從而出現裝配縫隙變 大，甚至部分功能件會出現裝配松動而引發安全問題。
[0003] 過氧化物是常用的聚丙烯斷鏈和聚乙烯交聯引發劑，通常制備成母粒(降溫母粒） 來使用。由于受氧化時聚丙烯的分子鏈的叔碳氫易發生鏈轉移而斷鏈，而乙烯分子鏈則易 發生交聯。
[0004] 在汽車用聚丙烯材料中，通常由于韌性要求較高而添加較多的聚乙烯、乙烯-辛烯 共聚物等增韌劑，從而使添加降溫母粒造成材料的分子鏈輕微交聯，從而顯著提高聚丙烯 材料的耐懦變性能成為可能。
[0005] 中國發明專利CN201110 28443 2.6申請公開了耐蠕變的聚丙烯組合物及其制法，該 專利配合使用成核劑和高長徑比填料，使材料具有優良的耐蠕變性能。
[0006] 中國發明專利CN201110422525.0公開了 一種低翹曲、耐蠕變的聚丙烯組合物及其 制備方法，使用相容劑及成核劑，提高了聚丙烯的耐蠕變性能并改善了翹曲性能。
[0007] 中國發明專利CN201310738308.1公開了一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物 及其制備方法，使用金屬氧化物和β成核劑，改善了聚丙烯材料的蠕變和熱氧老化性能。
[0008] 中國發明專利CN201410805899.4公開了抗蠕變、耐低溫沖擊的聚丙烯組合物及其 制備方法，通過β成核劑改善聚丙稀材料的耐懦變性能。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的在于開發耐蠕變的改性聚丙烯復合材料，以拓寬聚丙烯耐蠕變的改 性方法。
[0010] 本發明的另一個目的是為了提供這種聚丙烯復合材料的制備方法。
[0011] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0012] -種耐蠕變聚丙烯復合材料，由下列重量百分比的原料組成： 均聚丙稀 0-65%, 共聚丙烯 30-95%， 增韌劑 0-201，
[0013] 無機填料 0-40%， 降溫母粒 0. 3-2%， 穩定劑 Q,:2-2:%， 其它添加劑 0-5%:。
[0014] 其中，
[0015] 所述的均聚丙烯為熔體流動速率(230°CX2.16kg)在0.5-60g/10min之間的均聚 丙烯，優選熔體流動速率(23〇1\2.161^)3-4(^/1〇1^11的均聚丙烯。
[0016] 所述的共聚丙烯為熔體流動速率(230°C X 2.16kg)在0.5-60g/10min之間的共聚 丙烯，優選熔體流動速率(23〇1\2.161^)3-4(^/1〇1^11的共聚丙烯。
[0017]所述的增韌劑為任何合適的乙烯-辛烯共聚物（Ρ0Ε)，熔體流動速率（190°CX 2.16kg)S〇.5-50g/10min。
[0018] 所述無機填料為滑石粉、云母、硅灰石等中的一種或以上的組合物，其平均粒徑為 1 -20μηι;優選平均粒徑為1 -1 Ομπι的滑石粉。
[0019] 所述的降溫母粒為聚丙稀載體的過氧化物母粒。優選二叔丁基過氧化物含量1 % 的聚丙烯載體降溫母粒。
[0020] 所述穩定劑包括主抗氧劑和輔助抗氧劑，其中主抗氧劑為受阻酚或硫酯類抗氧 劑，包括但不限于3114(化學名稱為1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)-1，3，5-三嗪-2， 4,6[1!1，3!1，5!1]三酮）、1〇1〇(化學名稱為四[0-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇 酯）和DSTP(化學名稱為硫代二丙酸硬脂醇酯）中的一種或以上的組合物;輔助抗氧劑為亞 磷酸鹽或酯類抗氧劑，包括但不限于618(化學名稱為雙十八烷基季戊四醇雙亞磷酸酯）和 168(化學名稱為亞磷酸三(2,4_二叔丁基苯)酯）中的一種或兩種組合。
[0021] 所述其它添加劑包括本領域技術人員認為所需的著色劑、加工助劑和潤滑劑中的 一種或以上的組合物。
[0022]上述耐懦變聚丙稀復合材料的制備方法，其步驟如下：
[0023] 1)按重量配比稱取原料；
[0024] 2)將均聚丙烯、共聚丙烯、增韌劑、無機填料、降溫母粒、穩定劑和其它添加劑在高 速混合器中干混3-15分鐘，將混合后的原料加入雙螺桿擠出機中，經熔融擠出后冷卻造粒；
[0025] 其中螺筒內溫度為：一區 180-220°C，二區 180-220°C，三區 180-220°C，四區 180-220°C，機頭180-220°C，雙螺桿擠出機轉速為100_1000轉/分。
[0026]本發明的優點是：
[0027] 1、使用降溫母粒使改性聚丙烯材料輕度交聯，提高了材料的耐蠕變性能，同時提 高了材料的流動性；
[0028] 2、采用全部從主喂料口進料方式，加強了剪切，提高了增韌劑、降溫母粒、無機填 料等的分散效果，同時延長了過氧化物的反應時間，進一步提高了復合材料的性能。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。本發明的范圍在權利要求書中提 出，不受這些實施例的限制。
[0030] 在實施例及對比例的復合材料配方中，所用均聚丙烯為熔體流動速率（230°CX 2.16kg)3_40g/10min 的均聚丙稀。
[0031] 所用共聚丙烯為熔體流動速率(23〇1\2.161^)3-4(^/1〇1^11的共聚丙烯。
[0032]所用的增韌劑為乙烯-辛烯共聚物(Ρ0Ε)，陶氏的Ρ0Ε 8150。
[0033]所用無機填料為平均粒徑1-10M1的片狀結構的滑石粉。
[0034]所用降溫母粒為二叔丁基過氧物含量為1%的降溫母粒。
[0035]所用穩定劑為英國ICE公司的Negonox DSTP(化學名稱為硫代二丙酸硬脂醇酯）、 Ciba公司的Irganox 1010(化學名稱為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇 酯）、以及(^讓3公司的]^瓜;1；'〇8168(化學名稱為亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯）。
[0036]所用其它添加劑為本領域技術人員認為所需的著色劑、加工助劑、潤滑劑中的一 種或以上的組合物。
[0037] 實施例1
[0038] 按重量百分比稱取共聚丙烯94.2%、Ρ0Ε 8150為5%、降溫母粒為0.3%、Irganox 1010為0· 1%、Igrafos 168為0· 1%、Negonox DSTP為0.3%，在高速混合器中干混5分鐘，再 加入雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，其中螺筒內溫度為：一區180°C，二區205°C，三區220 °C，四區210°C，機頭210°C，雙螺桿擠出機轉速為500轉/分。粒子經干燥后在注射成型機上 注射成型制樣。
[0039] 實施例2
[0040] 按重量百分比稱取共聚丙烯93.5%、Ρ0Ε 8150為5%、降溫母粒為1%、 IrganoxlOlO為0· 1%、Igrafos 168為0· 1%、Negonox DSTP為0.3%，在高速混合器中干混5 分鐘，再加入雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，其中螺筒內溫度為:一區180°C，二區205°C，三 區220°C，四區210°C，機頭210°C，雙螺桿擠出機轉速為500轉/分。粒子經干燥后在注射成型 機上注射成型制樣。
[0041 ] 實施例3
[0042] 按重量百分比稱取共聚丙烯92.5%、Ρ0Ε 8150為5%、降溫母粒為2%、 IrganoxlOlO為0· 1%、Igrafos 168為0· 1%、Negonox DSTP為0.3%，在高速混合器中干混5 分鐘，再加入雙螺桿擠出機