【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚丙烯(pp)具有密度低、性能优良、耐化学腐蚀性好及加工成型性好等优点，在汽车材料中得到广泛的应用。同时，pp还存在强度低，成型收缩率大，线性膨胀系数较大，在高温下热处理后二次收缩明显，尺寸稳定性差等缺点，因此在汽车领域大部件应用时备受尺寸困扰。目前汽车领域的大塑料部件用的滑石粉和增韧剂共混改性pp，为了提高尺寸稳定性，需要使用较多的增韧剂和滑石粉，但是成本较高，零件重量也越来越重，不利于轻量化效果。
2、cn202211210388a提到使用多孔中空碳酸钙微球孔道中插入莫来石晶须作为复合矿物填料来降低聚丙烯材料线性膨胀系数和收缩率。该方法使用的复合填料制备方法相对较为复杂，且无机晶须材料的密度普遍较大，不利于轻量化效果。
3、cn113817266a提到采用交联聚合物改性的改性玻璃纤维与lldpe相搭配,两者发生协同增效效应,使得到的聚丙烯组合物可实现低收缩率、良好的抗冲击强度及无噪音异响的技术效果。该方法使用玻璃纤维，容易出现浮纤的表面外观缺陷，且为了达到更低收缩率，需要提升玻纤的含量，但是零件重量增加，不利于轻量化效果。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨的高性能聚丙烯复合材料及其制备方法。该专利技术中使用片层填料母粒和低密度的纤维填料母粒进行复配。预先将不同形态的填料制
2、本专利技术目的通过以下技术方案实现：
3、本专利技术的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，由以下重量份原料组成：
4、片层填料母粒：2～20wt％
5、纤维填料母粒：2～20wt％
6、弹性体：1～20wt％
7、其他助剂：0.1～2wt％；
8、聚丙烯：余下组份。
9、优选的，聚丙烯为均聚pp或者共聚pp其中一种或几种组合物，230℃@2.16kg测试条件下熔体流动速率≥15g/10min，且10℃升温速率下dsc测试中熔融焓≥75j/g。
10、优选的，弹性体为乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丁烯共聚物中的一种或者几种组合物，190℃@2.16kg测试条件下熔体流动速率≥5g/10min；
11、优选的，片层填料母粒由以下重量份原料组成：片层填料：70～80wt％；硬脂酸盐：0.1～1wt％，余下为弹性体。
12、优选的，片层填料为滑石粉、高岭土、云母等其中一种，粒径(d50)≤20μm，径厚比为10～30。
13、优选的，片层填料所使用的弹性体为乙烯-丁烯共聚物或者乙烯-辛烯共聚物其中一种或几种组合物，190℃@2.16kg测试条件下弹性体熔体流动速率≥5g/10min；
14、优选的，片层母粒包括如下生产步骤：
15、将片层填料、弹性体、硬脂酸盐按照重量配比称取后置于密炼机中100～120℃预混10～20min至弹性体充分塑化将片层填料包裹后进入单螺杆挤出机中，100～120℃，主机转速200～400rpm，水下切粒即可获得片层填料母粒。
16、优选的，纤维状填料母粒由以下重量份原料组成：纤维状填料：40～50wt％；硬脂酸盐：0.1～1wt％，余下为马来酸酐接枝sebs。
17、优选的，纤维填料为有机高分子纤维如液晶高分子纤维等其中一种或几种组合物，熔融温度≥280℃，单丝直径≤20μm，密度≤1.6g/cm3,长径比≥50。
18、优选的，马来酸酐接枝弹性体为马来酸酐接枝sebs，190℃@2.16kg测试条件下溶体流动速率≥5g/10min，马来酸酐接枝率为0.8～1.5wt％，且接枝物的重均分子量范围为50000～200000。
19、优选的，纤维填充母粒的浸渍模腔结构图如1-1和1-2所示，连续纤维填充母粒的浸渍模腔包含上下模腔，浸渍杆以及出纱板；其中在下模腔设置熔体入口，再通过每根浸渍杆中的熔体溢料流道进入模腔，完成对纤维的浸渍；所述的浸渍杆为半圆结构，在下模腔的浸渍杆顶部设置熔体溢料流道，并与下模腔熔体流道相通，纤维进入模腔后在上下浸渍杆表面行进展开，调节浸渍杆直径以及浸渍杆间距，可以获得最佳张力使纤维充分展开；熔体从下模腔熔体入口经熔体流道从溢料流道流出，在浸渍杆表面完成对纤维的浸渍复合，最后纤维从出纱板孔引出，经过水冷切粒最终形成纤维填充母粒；通过调节熔体入口的树脂给料量以及出纱板孔径，可以很方便调节树脂含量。
20、优选的，纤维填料母粒包括如下生产步骤：
21、(1)按照重量配比称取马来酸酐接枝弹性体，硬脂酸盐，在高速搅拌机中混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出加工温度140～200℃，主机转速为300～700rpm之间，混合挤出得到的混合物注入到特殊结果的浸渍模腔中。
22、(2)有机纤维同步进入浸渍模腔，采用挤拉工艺，使得穿过模腔的有机纤维表面均匀浸润弹性体树脂，将浸润好的有机纤维通过水槽冷却，牵引切粒，得到长度9～15mm纤维母粒。
23、优选的，良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料包括如下生产步骤：
24、按照重量配比称取原料：聚丙烯、片层填料母粒、弹性体、其他助剂，将称取后的原料投入到高速搅拌机中混合均匀后投入到主喂料进料口。将纤维填料母粒加入到侧喂料中，控制侧喂料和主喂料的进料速度，双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出加工温度为170～230℃，主机转速为250～600rpm。经熔融挤出、冷却、造粒、均化后得到良好表面外观轻量化低后收缩低线膨的高性能聚丙烯复合材料。
25、本专利技术的有益效果是：
26、(1)使用不同的特定载体树脂预分散片层填料和纤维填料，最终加入到特殊结构的pp树脂中，形成多连续相，填料与高分子链互穿混合，使得高分子链高度缠结，在流动方向和垂直流动方向均能抑制高分子链的热膨胀和收缩，实现不同尺寸填料与pp的协同复配效果。汽车领域外饰部件如保险杠随着冬夏季温度的差异，零部件尺寸变化较大，该专利技术材料能够较好的提升大型塑料汽车部件在高低温交变环境下尺寸稳定性。
27、(2)由于使用有机高分子纤维，密度比传统的无机纤维类的填料密度低，表面外观效果较好。通过特殊模腔结构设计制备出于对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下重量份原料组成：
2.根据权利要求1所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：聚丙烯为均聚聚丙烯或者共聚聚丙烯其中一种或几种组合物，230℃，2.16kg测试条件下熔体流动速率≥10g/10min，且10℃升温速率下DSC测试中熔融焓≥70J/g。
3.根据权利要求1所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：弹性体为乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丁烯共聚物中的一种或者几种组合物，190℃，2.16kg测试条件下熔体流动速率≥2g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：所述的片层填料母粒由以下重量份原料组成：片层填料：60～80wt％；硬脂酸盐：0.1～1wt％，余下为弹性体。
5.根据权利要求4所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：片层填料为滑石粉、高岭土、云母中的一种，粒径(D50)≤30μm，径厚比
6.根据权利要求4所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：弹性体为乙烯-丁烯共聚物或者乙烯-辛烯共聚物其中一种或几种组合物，190℃，2.16kg测试条件下弹性体熔体流动速率≥4g/10min。
7.根据权利要求4所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：片层填料母粒的制备方法如下：
8.根据权利要求1所述的良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：所述的纤维状填料母粒由以下重量份原料组成：纤维状填料：40～50wt％；硬脂酸盐：0.1～1wt％，余下为马来酸酐接枝弹性体。
9.根据权利要求8所述的良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：所述的纤维状填料为有机高分子纤维如液晶高分子纤维等其中一种或几种组合物，熔融温度≥280℃，单丝直径≤25μm，密度≤2g/cm3,长径比≥50。
10.根据权利要求8所述的良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：所述的马来酸酐接枝弹性体为马来酸酐接枝氢化后之苯乙烯与丁二烯共聚物，190℃，2.16kg测试条件下溶体流动速率≥5g/10min，马来酸酐接枝率为0.5～1.5wt％，且弹性体的重均分子量范围为50000～300000。
11.根据权利要求8所述的良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：连续纤维填充母粒的浸渍模腔包含上下模腔，浸渍杆以及出纱板；其中在下模腔设置熔体入口，再通过每根浸渍杆中的熔体溢料流道进入模腔，完成对纤维的浸渍；所述的浸渍杆为半圆结构，在下模腔的浸渍杆顶部设置熔体溢料流道，并与下模腔熔体流道相通，纤维进入模腔后在上下浸渍杆表面行进展开，调节浸渍杆直径以及浸渍杆间距，可以获得最佳张力使纤维充分展开；熔体从下模腔熔体入口经熔体流道从溢料流道流出，在浸渍杆表面完成对纤维的浸渍复合，最后纤维从出纱板孔引出，经过水冷切粒最终形成纤维填充母粒；通过调节熔体入口的树脂给料量以及出纱板孔径，可以很方便调节树脂含量。
12.根据权利要求8所述的良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：所述的纤维母粒的生产步骤如下：
13.根据权利要求1-12任意之一所述轻量化低后收缩低线膨聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：包括如下生产步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下重量份原料组成：
2.根据权利要求1所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：聚丙烯为均聚聚丙烯或者共聚聚丙烯其中一种或几种组合物，230℃，2.16kg测试条件下熔体流动速率≥10g/10min，且10℃升温速率下dsc测试中熔融焓≥70j/g。
3.根据权利要求1所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：弹性体为乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丁烯共聚物中的一种或者几种组合物，190℃，2.16kg测试条件下熔体流动速率≥2g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：所述的片层填料母粒由以下重量份原料组成：片层填料：60～80wt％；硬脂酸盐：0.1～1wt％，余下为弹性体。
5.根据权利要求4所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：片层填料为滑石粉、高岭土、云母中的一种，粒径(d50)≤30μm，径厚比为10～60。
6.根据权利要求4所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：弹性体为乙烯-丁烯共聚物或者乙烯-辛烯共聚物其中一种或几种组合物，190℃，2.16kg测试条件下弹性体熔体流动速率≥4g/10min。
7.根据权利要求4所述的一种良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：片层填料母粒的制备方法如下：
8.根据权利要求1所述的良好表面外观轻量化低后收缩低线膨高性能聚丙烯材料，其特征在于：所述的纤维状填料母粒由以下重量份原料组成：纤维状填料：4...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽萍，付武昌，白磊，张杨，殷嘉兴，张海生，王勇，张锴，蔡莹，蔡青，周文，
申请(专利权)人：浙江普利特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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