CN102807711B - 一种耐划伤聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐划伤聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐划伤聚丙烯材料及其制备方法。所述耐划伤聚丙烯材料，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，偶联剂1-5份，耐划伤剂0.1-5份。按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即可制得。本发明的耐划伤聚丙烯材料，具有良好的耐划伤性能，同时拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均较满足要求，可用注塑工艺制成驾驶座外旁侧板、小罩盖、旁侧板内板、内旁侧板塑件、乘客座外旁侧板、门板扶手骨架、门嵌饰板骨架和门嵌饰板等汽车内饰件。

Description

一种耐划伤聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种塑料材料及其制备方法，尤其涉及一种耐划伤聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯，英文缩写为PP，是1957年于意大利首先投入工业生产，是继聚乙烯（PE）之后的又一个重要的塑料品种。它有较好的耐热性，在135℃蒸煮1000h也不会被破坏，PP的比热容、热导率皆小于PE，但绝热性优于PE。PP属于非极性聚合物，具有优异的介电性和电绝缘性，电性能基本不受环境湿度及电场频率的影响，在允许的工作范围内，温度升高会使电性能降低，它的耐电弧性较高。PP的耐化学性良好，除强氧化剂对它有侵蚀作用外，其他试剂对它均无作用。PP在室温下不溶于任何溶剂，但可以在某些溶剂，如四氯化碳、三氯甲烷、二硫化碳、苯中溶胀，在温度升高时，PP可溶解于某些溶剂中。PP对氧的作用较敏感，特别是在温度较高时。它耐紫外线能力很差，也易受高能辐射的破坏，在受到上述破坏时，它都会降解产生低分子物质。铜的存在会急剧加大PP的氧化降解速率，使其很快脆化，故称之为“铜害”。PP有较突出的耐应力开裂性。但它的耐寒性差，耐候性也不好，高温则刚性不足。
目前的技术中，PP的某些性能不够理想，特别是耐划伤性能不佳。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一提供一种耐划伤聚丙烯材料，无卤配方，具有良好的耐划伤性能。
本发明所要解决的技术问题之二提供上述耐划伤聚丙烯材料的制备方法。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种耐划伤聚丙烯材料，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，偶联剂1-5份，耐划伤剂0.1-5份。
优选的，所述耐划伤聚丙烯材料包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，偶联剂1-5份，耐划伤剂0.5-2份。
进一步的，
所述偶联剂为γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷。
所述耐划伤剂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、芥酸酰胺、硅灰石、2-羟基-4甲氧基二苯甲酮中的一种或其混合物。
优选的，所述耐划伤剂，由下述组分按重量份组成：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物10-30份、芥酸酰胺30-60份、硅灰石20-40份、2-羟基-4甲氧基二苯甲酮5-10份。
其中，
所述硅灰石粒径优选为5-10μm。
将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物10-30份、芥酸酰胺30-60份、硅灰石20-40份、2-羟基-4甲氧基二苯甲酮5-10份搅拌混合均匀，即可制得该耐划伤剂。
本发明还提供了上述耐划伤聚丙烯材料的制备方法：按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述耐划伤聚丙烯材料。
混合工序可以在通用的混合机中进行，控制转速在300-400转/分钟，熔融混炼、挤出造粒工序可在通用的螺杆挤出机中进行，控制机筒温度在200-220℃。
显然，在本发明中为提高产品的其他性能，还可以适应性地添加其他助剂，如阻燃剂、着色剂和抗氧剂等。
着色剂可以为群青蓝、永固黄、镉朱红、酞菁蓝、酞菁蓝、炭黑、钛白、锰紫等等。可以直接在各组分混匀后直接加入着色剂，然后转入螺杆挤出机中，熔融混炼、挤出造粒，获得着色后的聚丙烯材料。使用各种着色剂获得的聚丙烯材料，均具有较好的耐划伤效果。
具体的，在本发明中：
三元乙丙橡胶，英文缩写为EPDM，是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，1963年开始商业化生产。EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，它具有极好的硫化特性。在所有橡胶当中，EPDM具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。
γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷，英文名：γ-（methacryloxy）propyl trime thoxysilane，商品名为A-174、KH-570。
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，又称乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，是由乙烯（E）和乙酸乙烯酯（VA）共聚而制成，英文名称为：Ethylene Vinyl Acetate，简称为EVA，或E/VAC。具有良好的柔软性，橡胶一样的弹性，在-50℃仍能具有较好的可绕性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性。与填料的掺混性好，着色和成形加工性好。
芥酸酰胺，别名：合成酰胺蜡，英文名：Erucamid，结构式：CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11CONH2，CAS号：112-84-5。
硅灰石，分子式为Ca3（Si3O9）或CaSiO3，晶体属三斜晶系的单链硅酸盐矿物。
2-羟基-4甲氧基二苯甲酮，英文名：2-Hydroxy-4-Methoxybenzophenone，CAS号：131-57-7。
发明人意外的发现，将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、芥酸酰胺、硅灰石、2-羟基-4甲氧基二苯甲酮进行复配使用，其耐划伤效果更加优异，具有协同耐划伤效果，其机理还有待发明人进一步研究探讨。
聚丙烯与三元乙丙橡胶共混可以改善其韧性和耐寒性，具有较好的抗臭氧、抗氧化和抗侵蚀能力，同时还具有一定的防震效果，配方中加入滑石粉后，可以降低摩擦系数，提高自润滑性。在聚丙烯、三元乙丙橡胶和滑石粉的基础配方中，添加耐划伤剂能够提升产品的耐划伤性能，通过对乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、芥酸酰胺、硅灰石、2-羟基-4甲氧基二苯甲酮的优选配比使得产品具有良好的协同耐划伤性能，同时拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均较满足要求。
本发明的耐划伤聚丙烯材料，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，可用于制成汽车密封件、各种操作手柄和拉手等。
具体的，可以用于生产的汽车内饰件如下：驾驶座外旁侧板、小罩盖、旁侧板内板、内旁侧板塑件、乘客座外旁侧板、门板扶手骨架、门嵌饰板骨架、门嵌饰板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
按照表1中对应实施例1数据称取各原料。
将各组分在高速混合机中混合均匀，加入群青蓝1公斤，控制转速在300-400转/分钟，在双螺杆挤出机中熔融混炼、挤出造粒，控制机筒温度在200-220℃，挤出的聚丙烯料在10-40℃的冷水中冷却成型，即获得所述耐划伤聚丙烯材料。
实施例中均加入了群青蓝作为着色剂的目的是，以便使用色度计测得刮伤前后表面颜色偏差△E，考察耐划伤性能。
表1：耐划伤聚丙烯材料配方表单位：公斤
Figure BDA00002045886600051
实施例2
按照表1中对应实施例2数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述耐划伤聚丙烯材料。
实施例3
按照表1中对应实施例3数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述耐划伤聚丙烯材料。
实施例4
按照表1中对应的实施例4数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述耐划伤聚丙烯材料。
实施例5
按照表1中对应的实施例5数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述耐划伤聚丙烯材料。
实施例6
按照表1中对应的实施例6数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述耐划伤聚丙烯材料。
实施例7
按照表1中对应的实施例7数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述耐划伤聚丙烯材料。
对比例
按照表1中对应的对比例数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述耐划伤聚丙烯材料。
测试例
对实施例1~7和对比例的共聚聚丙烯塑料常规性能和耐划伤性能进行测试。
耐划伤性能的测试方法为使用划伤测试仪评价划伤程度。用一把机械驱动的刮刀在ABS塑料表明刮出一个线段图形。每个刮刀在一个方向上只刮一次。然后利用一个色度计测得未刮伤表面相比的颜色偏差△E。
测试条件为：
温度：23±5℃
支撑力：10N
划伤速度：1000mm/min
刮刀直径：1mm。
表2：耐划伤聚丙烯材料性能测试表
  拉伸强度/Mpa 冲击强度/KJ/m2   弯曲强度/Mpa   弯曲模量/Mpa  划伤后的色差△E
  实施例1   17.2   2.0   20.3   985   0.32
  实施例2   16.8   1.8   21.5   980   0.15
  实施例3   17.9   1.8   20.0   970   0.20
  实施例4   16.0   1.9   21.9   993   0.09
  实施例5   16.5   1.7   21.2   1010   0.12
  实施例6   17.1   2.0   20.4   1002   0.38
  实施例7   16.7   1.9   22.6   988   0.40
  对比例   16.3   1.8   21.7   992   0.52
由测试数据可以明显的得出，将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、芥酸酰胺、硅灰石、2-羟基-4甲氧基二苯甲酮四种组分进行合理复配使用，耐划伤效果明显，具有协同耐划伤效果，特别针对共聚聚丙烯材料的耐划伤效果更加优异。同时耐划伤聚丙烯材料保持了良好的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种耐划伤聚丙烯材料，其特征在于，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，偶联剂1-5份，耐划伤剂0.1-5份；所述耐划伤剂，由下述组分按重量份组成：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物10-30份、芥酸酰胺30-60份、硅灰石20-40份、2-羟基-4甲氧基二苯甲酮5-10份。
2.如权利要求1所述的耐划伤聚丙烯材料，其特征在于，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，偶联剂1-5份，耐划伤剂0.5-2份。
3.如权利要求1或2所述的的耐划伤聚丙烯材料，其特征在于：所述偶联剂为γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷。
4.如权利要求1-3中任一项所述的耐划伤聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述耐划伤聚丙烯材料。
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