一种聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明专利技术所述聚丙烯复合材料以特定种类的聚苯胺和聚醚胺相搭配作为抗吸灰改性剂，无需采用特殊加工工艺即可实现长效的表面抗吸灰性能，同时所述聚丙烯复合材料具备良好的刚性性能，可满足使用要求。本发明专利技术还公开了所述产品的制备方法及其在制备汽车保险杠上的应用。在制备汽车保险杠上的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯具有密度小、成本经济、易加工等优点，已被广泛应用于汽车行业，但传统聚丙烯复合材料生产的部件，在空气中尤其干燥空气时，容易吸附空气中的灰尘，在制件表面形成一层灰土层，对汽车零件的存储和使用造成了困扰，尤其是汽车用保险杠材料，其表面沾灰后清除难度高，为此需要对这些聚丙烯材料进行改性以提高其抗吸灰的能力。
[0003]目前常用的改性方法主要是在聚丙烯材料组分中添加抗静电剂，主要是由于聚丙烯属于非极性聚合物，在干燥环境下容易在表面产生静电，静电吸附灰尘，因此添加抗静电剂可以避免静电的作用。例如，CN109867861A通过在聚丙烯材料中添加笼型聚倍半硅氧烷和防静电助剂共同作用达到防尘效果；CN108384117A通过在产品组分中添加超支化聚乙烯亚胺作为抗静电剂达到抗静电效果。然而，这些改性产品基本只能起到短暂的抑制吸灰效果，不能保持长效，主要是因为聚丙烯材料注塑成零件后，除了静电吸灰外，体系内的小分子会逐渐析出到制件表面(为了满足力学要求，产品组分中需要加入各类小分子添加剂)，这些小分子也会吸附空气中的灰尘，针对这种情况CN 110885501 A所述技术方案通过控制PP、VLDPE和POE的粘度比，进而在制件的表层形成弹性体层，改善了产品的吸灰性，但是这种产品需要做成多种母粒形式，所需的生产工艺复杂，也不能一次成型，商业性不足，工艺结合的改进无法实现常规商业化性价比的规模量产。
[0004]此外，较多工艺或组分上的改性也会使得产品的力学性能发生改变，使得改性后的聚丙烯材料虽然具备了抗吸灰功能，但本身的力学性能，尤其是刚性无法达到使用标准，尤其是对于汽车用保险杠材料这种对刚性强度要求较高的应用领域中失去了实用性。

技术实现思路

[0005]基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种聚丙烯复合材料，该产品以特定种类的聚苯胺和聚醚胺相搭配作为抗吸灰改性剂，无需采用特殊加工工艺即可实现长效的表面抗吸灰性能，同时所述聚丙烯复合材料具备良好的刚性性能，可满足使用要求。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种聚丙烯复合材料，包括以下重量份的组分：
[0008]聚丙烯树脂45～55份、改性聚苯胺10～20份、聚醚胺0.1～0.3份、增韧剂5～15份、填充料15～25份以及加工助剂0.1～3份；
[0009]所述聚醚胺的胺活泼氢量≥450g/eq；所述改性聚苯胺的电导率≥3.5s/cm。
[0010]本专利技术所述聚丙烯复合材料中，专利技术人以高导电率的改性聚苯胺搭配聚醚胺共同作为抗吸灰组分，由于聚苯胺虽然具备一定的导电能力，但电导率不高(多不高于3.5s/cm，主要为1.5～2.5s/cm)，对于抗吸灰功效非常有限，而本专利技术中通过引入改性后导电能力显
著提升的改性聚苯胺，该组分可以将产品表面的静电导入到基体内部形成电流通路，通过一定的电导率吸走表面的静电电荷，使得产品表面的电压值下降，对静电吸灰现象有明显改性，而同时聚醚胺是一种分子端设有单元胺基团的链状化合物，由于该基团的作用，不仅可以协同改性聚苯胺共同降低产品表面的电压值，在表面形成一层通电的导电膜，同时还能起到组分润滑，降低产品表面张力的作用，使得产品中小分子物质的物理吸灰现象也得到改善，同时不会引起明显的产品力学性能衰减现象，使得产品在抗吸灰的同时兼具有效使用的力学性能。
[0011]当改性聚苯胺的电导率不足时，引导表面静电进入基体内部的能力不足，产品的表面电压值将显著上升，抗吸灰性能变差。此外专利技术人经过实验还发现，改性聚苯胺的使用量并非任意，若添加过多，可能导致产品的刚性变差，无法达到使用要求。
[0012]优选地，本专利技术所述聚丙烯复合材料中改性聚苯胺的电导率的测试方法为：根据JB/T6855
‑
1993标准进行测试，测试时的温度为23℃。
[0013]优选地，所述聚醚胺的胺活泼氢量为500～1000g/eq。
[0014]所述聚醚胺的胺活泼氢量的测试方法通过酸碱滴定法直接测试。
[0015]当聚醚胺的胺活泼氢量较高时，其含有的极性基团数量也越多，而专利技术人经过实验发现，当本专利技术所述聚丙烯复合材料中的聚醚胺的胺活泼氢量在500～1000g/eq时，其与改性聚苯胺的协同复配效果更好，可以进一步提升产品的抗吸灰效果。
[0016]优选地，所述改性聚苯胺的电导率为4～4.5s/cm。
[0017]经专利技术人确认，当改性聚苯胺的电导率进一步提升时，对于产品的抗吸灰性能的改善效果将不再明显，反而还会让产品的刚性发生部分削弱，因此，以电导率为4～4.5s/cm时效果更佳。
[0018]更优选地，所述改性聚苯胺的制备方法，包括以下步骤：
[0019]将盐酸和苯胺充分混合均匀后，引入催化剂发生聚合反应至完全，即得所述改性聚苯胺；所述盐酸中的氯化氢与苯胺的添加摩尔比为(0.8～1.5)：1。
[0020]在苯胺的催化聚合过程中，通过控制盐酸的引入含量多少，可以有效调节反应体系中的极性大小，从而可进一步控制最终制备的改性聚苯胺的电导率在3.5～4.5s/cm，而根据实际改性聚苯胺的使用性能，以上述摩尔比进行改性聚苯胺的制备效果最佳。
[0021]更优选地，所述催化剂为过硫酸铵，所述聚合反应的温度为0～5℃。
[0022]优选地，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
[0023]更优选地，所述均聚聚丙烯根据ISO 1133
‑
2011在230℃，2.16kg负荷下的熔体质量流动速率为5～60g/10min，所述共聚聚丙烯根据ISO 1133
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2011，在230℃，2.16kg负荷下的熔体质量流动速率为2～70g/10min。
[0024]优选地，所述增韧剂为POE弹性体，根据ISO 1133
‑
2011，在190℃，2.16kg负荷下的熔体质量流动速率为0.5～15g/10min，密度为0.857～0.897g/cm3。
[0025]优选地，所述填充料为滑石粉，粒径为8～10μm。
[0026]优选地，所述加工助剂为相容剂、抗氧剂中的至少一种。
[0027]更优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，密度为0.900～0.905g/cm3，接枝率为0.8～1.2％，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物，两者的质量比为(0.8～1.2)：(0.8～1.2)。
[0028]本专利技术的另一目的在于提供所述聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0029]将除聚醚胺外的各组分混合均匀后，从主喂料口置入双螺杆挤出机中，同时在侧喂料口加入聚醚胺共同混合，熔融混炼挤出造粒，即得所述聚丙烯复合材料。
[0030]本专利技术所述产品的制备方法操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂45～55份、改性聚苯胺10～20份、聚醚胺0.1～0.3份、增韧剂5～15份、填充料15～25份以及加工助剂0.1～3份；所述聚醚胺的胺活泼氢量≥450g/eq；所述改性聚苯胺的电导率≥3.5s/cm。2.如权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚醚胺的胺活泼氢量为500～1000g/eq。3.如权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述改性聚苯胺的电导率为4～4.5s/cm。4.如权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述改性聚苯胺的制备方法，包括以下步骤：将盐酸和苯胺充分混合均匀后，引入催化剂发生聚合反应至完全，即得所述改性聚苯胺；所述盐酸中的氯化氢与苯胺的添加摩尔比为(0.8～1.5)：1。5.如权利要求4所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述催化剂为过硫酸铵，所述聚合反应的温度为0～5℃。6.如权利要求1所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭亚辉，陈平绪，叶南飚，陈桂吉，刘乐文，
申请(专利权)人：上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：