【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚丙烯复合材料，尤其涉及一种轻量化聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚丙烯(pp)是一种具有优异性能的热塑性合成树脂，同时也是复合材料的重要组成部分。因为聚丙烯易加工、无毒、抗冲击强度、抗弯曲性和绝缘性好等特点，被广泛应用于汽车保险杠、仪表板、方向盘、杂物箱、塑料水箱等方面。实现汽车轻量化可带来如下好处：(1)减轻汽车自重是提高燃油燃烧效率的最有效措施之一，汽车的自重每减少10％，燃油的消耗可降低6-8％；(2)降低汽车排放量，保护环境。因此，对其进行轻量化改性已逐渐成为众多学者的研究热点。
2、降低聚丙烯复合材料密度的最简单的方法之一是发泡。发泡聚丙烯(epp)是一种高结晶型气体复合材料，epp的成型原理是以聚丙烯为主料，以催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂等为辅料，将上述原料放入载压罐内，经过一段时间的保压处理，使其均匀膨胀，再使用喷枪将压缩空气注入epp成型机的模具内，对模具加热，然后发泡成型，再通过冷却水冷却后脱膜，最后烘干定型。然而传统的发泡聚丙烯具有价格高、加工过程复杂、耐热性差、强度受限等缺点，空心玻璃微珠(hgb)大量加入虽然能有效降低pp的密度，但由于无机填料与有机材料具有不相容性，pp的机械性能会大幅度降低。
3、因此，提供一种机械强度高、轻量化的聚丙烯复合材料，对于减轻汽车自重，提高汽车燃油燃烧效率，达到节能减排目的具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种轻量化聚丙烯复合材料及其制备方法，在降低聚丙
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种轻量化聚丙烯复合材料，由以下质量分数的原料组成：聚丙烯材料70～90％，改性空心玻璃微珠3～12％，聚烯烃弹性体0.1～20％。
4、进一步的，所述改性空心玻璃微珠的制备方法，包括以下步骤：
5、1)对空心玻璃微珠进行碱处理并干燥；
6、2)将干燥后的空心玻璃微珠与乙醇溶液、硅烷偶联剂和水混合，混合物顺次进行回流、干燥后即得改性空心玻璃微珠。
7、进一步的，步骤1)中的碱处理是将空心玻璃微珠和氢氧化钠溶液混合后回流；
8、所述干燥的温度为40～70℃，时间为8～15h；
9、所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1～1mol/l；
10、所述回流的温度为70～100℃，时间为0.5～3h。
11、进一步的，步骤2)中，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲基硅烷；
12、所述回流的温度为50～100℃，时间为1～3h，干燥的温度为50～100℃，时间为5～15h；
13、干燥后的空心玻璃微珠和乙醇溶液的质量体积比为10～40g：150～400ml，乙醇溶液和硅烷偶联剂的质量比为40～70：1。
14、进一步的，所述聚丙烯材料为聚丙烯、难燃聚丙烯、弹性体聚丙烯和耐高温聚丙烯中的任意一种。
15、进一步的，所述聚烯烃弹性体为poe 8200、poe 851l、poe 8210或poe 7387。
16、本专利技术提供了一种轻量化聚丙烯复合材料的制备方法，将聚丙烯材料、改性空心玻璃微珠和聚烯烃弹性体混合、挤出，得到轻量化聚丙烯复合材料。
17、进一步的，所述挤出的温度为150～220℃，挤出的时间为5～20min，在挤出的过程中，机头温度为160～200℃，主机转速为20～50r/min，加料转速为10～25r/min。
18、进一步的，所述挤出的一区温度为150～190℃，二区温度为160～195℃，三区温度为170～220℃。
19、本专利技术的有益效果：
20、本专利技术采用熔融共混法制备了轻量化聚丙烯复合材料，通过添加改性空心玻璃微珠可在有效降低聚丙烯复合材料密度的同时引入聚烯烃弹性体对其增韧。本专利技术制备的聚丙烯复合材料密度较低，达到了轻量化效果，同时解决了现有技术添加无机填料时界面相容性差的问题。本专利技术制备的轻量化聚丙烯复合材料产品的机械性能要远优于现有技术中的聚丙烯复合材料。
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1.一种轻量化聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下质量分数的原料组成：聚丙烯材料70～90％，改性空心玻璃微珠3～12％，聚烯烃弹性体0.1～20％。
2.根据权利要求1所述一种轻量化聚丙烯复合材料，其特征在于，所述改性空心玻璃微珠的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述一种轻量化聚丙烯复合材料，其特征在于，步骤1)中的碱处理是将空心玻璃微珠和氢氧化钠溶液混合后回流；
4.根据权利要求2或3所述一种轻量化聚丙烯复合材料，其特征在于，步骤2)中，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲基硅烷；
5.根据权利要求1所述一种轻量化聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯材料为聚丙烯、难燃聚丙烯、弹性体聚丙烯和耐高温聚丙烯中的任意一种。
6.根据权利要求1或5所述一种轻量化聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚烯烃弹性体为POE 8200、POE 851L、POE 8210或POE 7387。
7.根据权利要求1～6任一项所述一种
8.根据权利要求7所述一种轻量化聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述挤出的温度为150～220℃，挤出的时间为5～20min，在挤出的过程中，机头温度为160～200℃，主机转速为20～50r/min，加料转速为10～25r/min。
9.根据权利要求7或8所述一种轻量化聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述挤出的一区温度为150～190℃，二区温度为160～195℃，三区温度为170～220℃。
...【技术特征摘要】
1.一种轻量化聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下质量分数的原料组成：聚丙烯材料70～90％，改性空心玻璃微珠3～12％，聚烯烃弹性体0.1～20％。
2.根据权利要求1所述一种轻量化聚丙烯复合材料，其特征在于，所述改性空心玻璃微珠的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述一种轻量化聚丙烯复合材料，其特征在于，步骤1)中的碱处理是将空心玻璃微珠和氢氧化钠溶液混合后回流；
4.根据权利要求2或3所述一种轻量化聚丙烯复合材料，其特征在于，步骤2)中，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲基硅烷；
5.根据权利要求1所述一种轻量化聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯材料为聚丙烯、难燃聚丙烯、弹性体聚丙烯和耐高温聚丙烯中的任意一种。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王固霞，李依鹏，徐密密，李丹，郭生伟，史浩，董庭轩，王鑫，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：发明
国别省市：
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