CN102336954A - 一种用于汽车内饰的哑光、耐刮擦改性聚丙烯复合材料 - Google Patents
一种用于汽车内饰的哑光、耐刮擦改性聚丙烯复合材料 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种汽车内饰用哑光、耐刮擦聚丙烯复合材料的制备方法，该方法按聚合物加工成型方法将聚丙烯、填料、增韧剂和耐刮擦剂及其它助剂混合均匀后在双螺杆挤出机中造粒、并干燥即得本发明的改性聚丙烯。本发明在高结晶聚丙烯中加入下列添加剂的组合而使材料除具有良好的耐刮擦性以外，在视觉上达到哑光效果、力学性能上达到刚韧平衡：a)高密度聚乙烯与增韧剂POE协同增韧；b)马来酸酐接枝聚丙烯偶联剂；c)高分子量耐刮擦剂与聚四氟乙烯蜡粉；d)哑光材料等。
Description
技术领域：
本发明涉及一种汽车内饰用耐刮擦、哑光聚丙烯复合材料，所制备的材料可用于汽车内饰，如仪表板、门板、装饰柱等，属于改性聚丙烯技术领域。
背景技术：
在车用塑料中PP以密度小、性价比高、易于成型和回收，在汽车上广泛应用。成为车用塑料中发展最快、用量最大的品种。然而，PP材料的表面耐刮擦性能很差，在很大程度上降低了汽车内饰件的美观程度，限制了其应用。而耐刮擦性能较好的材料，如ABS、PC/ABS等的价格较为昂贵，如何提高通用塑料聚丙烯的耐刮擦性能就成为关键。
发明内容：
本发明目的是提供一种用于汽车内饰的哑光、耐刮擦改性聚丙烯复合材料，具有良好耐刮擦性能，材料的表面为哑光效果，视觉感受柔和，不易使人产生疲劳。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
a.聚丙烯 50-80
b.填料 10-40
c.增韧剂 5-20
d.相容剂 5-10
e.耐刮擦剂/耐磨剂 0.5-3
f.哑光粉 0.5-1
g.助剂 1.5-5
其中聚丙烯、增韧剂、填料的重量份数之和为100份，其它助剂为重量份。
制备方法是：
(1)将所有组分的原料在高速混合机中混合搅拌20分钟。
(2)混合后的原料进入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的螺杆温度为：I区185℃～190℃、II区190℃～195℃、III区195℃～200℃、IV区195℃～200℃、V区200℃～205℃、VI区200℃～205℃、VII区200℃～205℃、机头温度205℃～215℃，螺杆转速为180～220转/分。
(3)挤出、冷却、干燥、切粒得到成品。
本发明的优点是：
1.使用高结晶PP，保证了材料本身的耐刮擦性能，降低了填充聚丙烯的材料重量。
2.与填料共混，增加制品的刚性和耐热性。
3.利用高结晶的高密度聚乙烯与增韧剂POE协同增韧，可减轻POE对材料耐刮擦性能的负面影响。
4.使用马来酸酐接枝聚丙烯，增加了聚丙烯和聚乙烯、POE之间的相容性，提高冲击强度，使材料同时获得高刚性、高韧性。
5.使用高分子量耐刮擦剂，结合耐磨剂聚四氟乙烯改性高硬度聚乙烯，制品表面光滑、耐刮擦、不挥发，同时符合汽车内饰材料表面对美观度和对气味的要求。
6.加入哑光材料，使汽车内饰颜色柔和，减轻驾驶员视觉疲劳。
7.本发明中使用的各种材料来源广泛，市场上均可买到。
具体实施方式：
上述方案中所使用的成分，均是本领域所公知的，具体地：
所述的聚丙烯选自：高结晶均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯中的一种或两种。结晶度不低于70％；等规度大于95％，熔指在0.1-100g/10min之间。共聚聚丙烯中的乙烯单体的含量不超过15％；优选地，结晶度为75％，熔指在20-50g/10min之间。
所述的填料选自：滑石粉、硅灰石(长径比15∶1)、云母中的一种或一种以上的混合物。粒径在1250-3500目之间，优选地，采用滑石粉和硅灰石以2：1-1∶2比例混合，粒径2500-3000目，用量为20％-30％，以保证刚性和降低成本。平均粒径较小的滑石粉在PP中可以起到异相成核剂的作用，这种结晶形态的改变减少了滑石粉对PP材料表面的刮痕深度和应力发白现象的产生，从而提高了PP的表面耐刮擦性能。而硅灰石是针状结构，其间的作用力比较强，滑石粉是片层结构，其间的作用力较弱，因此用硅灰石部分替代滑石粉，可提供更好的耐刮擦性能。
所述的增韧剂选自陶氏POE(乙烯-辛烯共聚物)，辛烯含量为25％，熔体流动速率为0.5g/10min。利用耐刮擦性好、韧性好的HDPE部分替代POE使用，可降低橡胶的用量，提高耐刮擦性，保证冲击性，降低成本。本发明中POE和高密度PE的总用量为5-20％，优选地，为10％-15％。
所述的相容剂选自：高分子量的马来酸酐接枝聚丙烯，用量5-10％。相容剂能提高PP与填料或其他助剂的界面结合力，减小了PP表面的龟裂现象，可一定程度地提高耐刮擦性。
所述的耐刮擦剂选自：陶氏的高分子量硅氧烷耐刮擦剂，不迁移、发粘，用量0.5-3％；结合耐磨剂聚四氟乙烯改性聚乙烯微细蜡粉，细度95％，粒径小于14微米，用量0.8-1.5％，两者并用，可提高耐刮擦性，赋予材料顺滑的手感。该聚乙烯蜡粉与哑光粉共用，使哑光粉得到很好的分散，增强消光。
所述的哑光粉选自：纳米氧化铝或白炭黑，用量0.5-1％。
所述的稳定剂选自：抗氧剂1010、1076，光稳定剂944，紫外线吸收剂3853、770中的一种或几种复配使用。用量0.2-1％，相容性好、挥发小、加工后无明显变色，符合浅色内饰对颜色的要求。
所述的气体吸附剂为疏水分子筛，可避免活性炭等其它吸附剂同时对水份的吸附。
所述的加工助剂为乙撑双硬质酸酰胺(EBS)，起内外润滑剂的作用，同时改善加工性能，用量0.05-1％。
实施例一：
按下述配方备料：
聚丙烯 70质量份
增韧剂 10质量份(包括POE和HDPE)
填料 20质量份(1250目滑石粉)
刮擦剂/耐磨剂 3质量份(耐刮擦剂∶耐磨剂＝2∶1)
其余助剂配方：JPP为5，白炭黑0.5，分子筛1，1010为0.1，944为0.2，EBS为0.2
检测结果如下：
刮擦：DL＝1.25
拉伸强度：31.2MPa
缺口冲击强度：11.8KJ/m2
弯曲强度：43.8MPa
弯曲模量：1708MPa
球压痕硬度：63N/mm2
实施例二：
按下述配方备料：
聚丙烯 70质量份
增韧剂 10质量份(包括POE和HDPE)
填料 20质量份(2500目滑石粉)
刮擦剂/耐磨剂 3质量份(耐刮擦剂∶耐磨剂＝2∶1)
其余助剂配方：JPP为5，白炭黑0.5，分子筛1，1010为0.1，944为0.2，EBS为0.2
检测结果如下：
刮擦：DL＝1.1
拉伸强度：32.6MPa
缺口冲击强度：11.6KJ/m2
弯曲强度：45.8MPa
弯曲模量：1879MPa
球压痕硬度：65N/mm2
实施例三：
按下述配方备料：
聚丙烯 70质量份
增韧剂 10质量份(包括POE和HDPE)
填料 20质量份(2500目滑石粉∶硅灰石＝1∶1)
刮擦剂/耐磨剂 3质量份(耐刮擦剂∶耐磨剂＝2∶1)
其余助剂配方：JPP为5，白炭黑0.5，分子筛1，1010为0.1，944为0.2，EBS为0.2
检测结果如下：
刮擦：DL＝0.8
拉伸强度：32.5MPa
缺口冲击强度：11.2KJ/m2
弯曲强度：43.5MPa
弯曲模量：1884MPa
球压痕硬度：67N/mm2
实施例四：
按下述配方备料：
聚丙烯 70质量份
增韧剂 10质量份(POE)
填料 20质量份(1250目滑石粉)
刮擦剂/耐磨剂 3质量份(耐刮擦剂∶耐磨剂＝2∶1)
其余助剂配方：JPP为5，白炭黑0.5，分子筛1，1010为0.1，944为0.2，EBS为0.2
检测结果如下：
括擦：DL＝1.53
拉伸强度：30.5MPa
缺口冲击强度：12.8KJ/m2
弯曲强度：40.8MPa
弯曲模量：1698MPa
球压痕硬度：60N/mm2
Claims (8)
1.一种用于汽车内饰的哑光、耐刮擦改性聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下重量配比的原料组成：(％)
a.聚丙烯 50-80
b.填料 10-40
c.增韧剂 5-20
d.相容剂 5-10
e.耐刮擦剂/耐磨剂 0.5-3
f.哑光粉 0.5-1
g.助剂 1.5-5
其中聚丙烯、填料、增韧剂的总和为100份。
2.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯，特征在于：所述的聚丙烯为高结晶的均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的混合或其中一种，结晶度不低于70％。
3.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯，特征在于：所述的填料为超细滑石粉、硅灰石和云母的一种或一种以上的混合物，填料的粒径在1250-3500目之间。
4.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯，特征在于；所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物(POE)，乙烯-丙烯共聚物的混合物或其中的一种，高密度聚乙烯(HDPE)协同增韧。
5.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯，特征在于：所述的相容剂是马来酸酐接枝聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯，特征在于：所述的耐刮擦剂是高分子量硅氧烷，耐磨剂为聚四氟乙烯改性高硬度聚乙烯。
7.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯，特征在于：所述的哑光粉为纳米氧化铝、白炭黑中的一种。
8.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯，特征在于：所述的助剂包括稳定剂(抗氧剂1010、1076，光稳定剂944，紫外线吸收剂3853、770中的一种或几种的混合物)、气味吸附剂(分子筛、活性炭或沸石)和加工助剂EBS。
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