本發(fā)明屬于高分子材料改性，具體涉及一種聚丙烯材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近年來隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，新能源汽車的占比越來越高，相較于傳統(tǒng)的油車，新能源汽車除在動力系統(tǒng)上有較大的改變外，智能化、科技化已成為新能源汽車區(qū)別于傳統(tǒng)汽車的一大標(biāo)志。傳統(tǒng)的汽車保險杠材料主要是在汽車受到撞擊時作為吸能防護(hù)材料，提高汽車的安全系數(shù)。新能源汽車的發(fā)展已不僅局限于此，在滿足防護(hù)作用的同時，需能夠賦予材料新的作用。如在能夠滿足安全性能的基礎(chǔ)上，使得材料具有一定的透光能力，可在其上設(shè)計出特有的花紋或logo，并在其后放置背光組件，從而呈現(xiàn)出炫酷的智能感、科技感。

2、現(xiàn)有的保險杠材料通過在聚丙烯基體中添加晶須來提高其力學(xué)性能，但這會導(dǎo)致材料的透光性能較差，而若不添加晶須，則會導(dǎo)致其力學(xué)性能較差，難以起到防護(hù)作用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中聚丙烯材料的力學(xué)性能與高透光率難以兼顧的問題，從而提供一種聚丙烯材料及其制備方法和應(yīng)用。

2、為此，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案。

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種聚丙烯材料，原料以重量份計包括：

4、40～90份聚丙烯、0.5～5份馬來酸酐接枝聚丙烯、5～15份改性硫酸鎂晶須、0.2～1.0份透明成核劑、5～15份增韌劑、0.2～0.8份抗氧劑；

5、所述改性硫酸鎂晶須是經(jīng)分散劑、表面活性劑和γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的硫酸鎂晶須。

6、進(jìn)一步的，所述改性硫酸鎂晶須的制備方法包括：

7、s1：將硫酸鎂晶須、水和分散劑混合，調(diào)節(jié)ph至4～6，反應(yīng)，然后固液分離，將固體進(jìn)行洗滌、干燥后得到預(yù)分散的硫酸鎂晶須；

8、s2：將預(yù)分散的硫酸鎂晶須、表面活性劑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和溶劑混合，反應(yīng)，然后固液分離，將固體進(jìn)行洗滌、干燥后得到改性硫酸鎂晶須。

9、進(jìn)一步的，所述改性硫酸鎂晶須的制備方法滿足以下條件中的至少一項：

10、(1)s2中，預(yù)分散的硫酸鎂晶須、表面活性劑及γ-氨丙基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為(100～300)：(0.1～0.5)：(5～25)，優(yōu)選為(100～200)：(0.1～0.3)：(15～25)；

11、(2)s2的反應(yīng)條件為：在60～80℃的溫度下反應(yīng)12～24h；

12、(3)s2的反應(yīng)氛圍為氮?dú)猓?/p>

13、(4)s2中將預(yù)分散的硫酸鎂晶須、表面活性劑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和溶劑混合的步驟包括：先將預(yù)分散的硫酸鎂晶須加入溶劑中超聲分散，然后加入表面活性劑和γ-氨丙基三乙氧基硅烷；超聲可以將預(yù)分散的硫酸鎂晶須進(jìn)一步震散，使得后面加入的物質(zhì)更加充分的接觸反應(yīng)；

14、可選的，所述超聲分散的時間為0.25～0.75h；

15、可選的，所述溶劑為無水乙醇。

16、進(jìn)一步的，所述改性硫酸鎂晶須的制備方法滿足以下條件中的至少一項：

17、(1)s1中，將硫酸鎂晶須、水和分散劑混合的步驟包括：將硫酸鎂晶須加入水中超聲分散，然后加入分散劑；

18、可選的，超聲分散的時間為0.5～1.0h；

19、(2)s1中的反應(yīng)條件為在50～70℃的溫度下反應(yīng)1-3h；

20、(3)s1中，所述分散劑質(zhì)量為硫酸鎂晶須質(zhì)量的5.0～10.0％；

21、(4)s1中，所述硫酸鎂晶須長徑比＞30，優(yōu)選長徑比為35-100。

22、進(jìn)一步的，滿足以下條件中的至少一項：

23、(1)所述分散劑選自四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨和四丙基氫氧化銨中的至少一種；

24、(2)所述表面活性劑選自十二烷基磺酸鈉(sds)、十二烷基硫酸鈉和硬脂酸鈉中的至少一種。

25、進(jìn)一步的，所述馬來酸酐接枝聚丙烯的熔體流動速率＞15g/10min，馬來酸酐接枝率為0.5％～2.0％。

26、進(jìn)一步的，所述聚丙烯選自均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一種或多種；

27、可選的，所述聚丙烯由高剛均聚聚丙烯與無規(guī)共聚聚丙烯按照質(zhì)量比(30～50):(20～40)復(fù)配而成；

28、所述高剛均聚聚丙烯樹脂熔體流動速率為5～100g/10min，彎曲模量>1800mpa；

29、所述無規(guī)共聚聚丙烯為由丙烯和乙烯無規(guī)共聚得到的聚合物，熔體流動速率為1～10g/10min。

30、進(jìn)一步的，滿足以下條件中的至少一項：

31、(1)所述透明成核劑選自羧酸金屬鹽類成核劑、山梨醇類成核劑、芳基磷酸鹽類成核劑中的一種或多種；

32、(2)所述增韌劑選自乙烯基-聚二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物中的一種或多種；

33、(3)所述抗氧劑選自受阻酚類抗氧劑、受阻胺類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、硫代二丙酸酯類抗氧劑、硫醇類抗氧劑中的一種或多種，優(yōu)選受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑；

34、優(yōu)選地，受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑的質(zhì)量比為(0.1-0.3):(0.1-0.3)。

35、第二方面，本發(fā)明提供了一種聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

36、s1：按配方將各原料組分加入高速攪拌機(jī)中混料；

37、s2：將步驟s1預(yù)混合后的物料加入雙螺桿擠出機(jī)，熔融共混，擠出造粒，得到所述聚丙烯材料；

38、可選的，高速攪拌機(jī)混料的條件為在600～1000r/min轉(zhuǎn)速下，混料2～5min；

39、可選的，所述雙螺桿擠出機(jī)溫度在180℃～220℃，螺桿轉(zhuǎn)速在500～900r/min。

40、第三方面，本發(fā)明提供了一種保險杠，包括上述的聚丙烯材料或根據(jù)上述方法制得的聚丙烯材料。

41、本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

42、1.本發(fā)明聚丙烯材料原料以重量份計包括：40～90份聚丙烯、0.5～5份馬來酸酐接枝聚丙烯、5～15份改性硫酸鎂晶須、0.2～1.0透明成核劑、5～15份增韌劑、0.2～0.8份抗氧劑；所述改性硫酸鎂晶須是經(jīng)分散劑、表面活性劑和γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的硫酸鎂晶須。

43、本發(fā)明采用分散劑、表面活性劑和γ-氨丙基三乙氧基硅烷共同對硫酸鎂晶須進(jìn)行改性，其中分散劑可吸附于硫酸鎂晶須表面，在靜電斥力作用下使得硫酸鎂晶須的分散性得到很大提高，避免團(tuán)聚，從而促進(jìn)表面活性劑及γ-氨丙基三乙氧基硅烷對硫酸鎂晶須進(jìn)行氨基化改性，氨基化改性可使得配方中馬來酸酐接枝聚丙烯上的酸酐基團(tuán)與硫酸鎂晶須表面的-nh2發(fā)生界面增容反應(yīng)。使得硫酸鎂晶須在基體中分散劑及相容性得到進(jìn)一步提高，從而使得聚丙烯材料同時具有較高的透光率和力學(xué)性能。

44、且改性硫酸鎂晶須具有針狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在材料中起到支撐作用，限制聚合物分子在升溫過程中的運(yùn)動，從而提高材料的熱穩(wěn)定性。

45、2.聚丙烯由高剛均聚聚丙烯與無規(guī)共聚聚丙烯按照質(zhì)量比(30～50):(20～40)復(fù)配而成；

46、高剛pp具有較高的模量，無規(guī)pp具有較高的韌性，兩者復(fù)配，利用高剛均聚聚丙烯的高剛性及高耐熱的優(yōu)點(diǎn)，提升材料的耐熱溫度和剛性，結(jié)合透明成核劑降低球晶的晶粒尺寸，進(jìn)一步增加了透光率，使得聚丙烯材料具有優(yōu)異的透光率、韌性及剛性等綜合性能。

47、3.預(yù)分散的硫酸鎂晶須、表面活性劑及γ-氨丙基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為(100～200)：(0.1～0.3)：(15～25)。在此限定范圍內(nèi)可使得改性硫酸鎂晶須在材料中的分散性及和基體的相容性最佳，從而促使聚丙烯材料整體的剛韌性能及透光率達(dá)到最佳。