CN103059421A - 高抗冲耐刮擦复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高抗冲耐刮擦复合材料及其制备方法，按重量份数计算，包括聚丙烯55～75份，聚烯烃弹性体4～10份，无机填料15～30份，钼系化合物1～3份，助剂1份以及色粉0.5份。本发明通过采用聚丙烯作为基体，通过加入聚烯烃弹性体，无机填料，钼系化合物以及助剂对基体进行改性，从而制备一种新材料，这种新材料不仅免喷漆，而且各种力学性能好，特别是抗冲击性能及耐刮性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及材料科学领域，尤其是一种高分子材料及其制备方法。
背景技术
聚烯烃已经广泛应用于汽车，电器，日常品，家具和包装等行业。近年来随着汽车行业的发展壮大，聚烯烃材料在汽车行业的应用也越来越广泛，比如在汽车仪表板，立柱，门板等等方面。但是聚烯烃材料冲击韧性低，表面硬度低，光泽度差，耐刮伤性能低下等等不足，聚烯烃的这些缺陷成为聚烯烃在新领域的开拓应用道路上的严重阻碍。
提高复合材料的耐刮擦性能主要的解决方法是提高材料的表面硬度，相关的提高材料耐刮擦性能的报道已经有不少，主要有添加功能性助剂，与无机填料复合，改变聚烯烃分子结构，和多种聚合物共混等方法。
公开号为：CN101255253A的专利是通过酰胺类润滑剂、硅系润滑剂、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚酰胺中两两混合物复配添加来提高复合材料的耐刮性能；公开号为： CN1479766A的专利通过添加耐刮擦剂高聚硅氧烷的方法提高耐刮擦性能；公开号为：CN101698726A的专利通过添加纳米级聚四氟乙烯超细微粉、有机物改性硅氧烷、改性硅酮混合物、可反应型改性聚硅氧烷四种混合物的方法提高耐刮擦性能。
这些专利均在一定程度上提高了材料的耐刮擦性能，但是均未提及复合材料的抗冲击性能的改善，并且不具备免喷漆特性。
发明内容
本发明的目的是：提供一种高抗冲耐刮擦复合材料及其制备方法，它不仅免喷漆，而且具有良好的抗冲击性能以及良好的耐刮性能，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：高抗冲耐刮擦复合材料，按重量份数计算，包括聚丙烯55～75份，聚烯烃类弹性体4～8份，无机填料15～30份，钼系化合物1～3份，助剂1份。
所述的聚丙烯为共聚聚丙烯或者均聚聚丙烯中的一种或两种的混合物；其中均聚聚丙烯的熔指要求为75g/10min以上，共聚聚丙烯的冲击强度要求为45KJ/cm3以上。
所述的聚烯烃类弹性体为乙烯-辛烯共聚物,乙烯-丙烯-双烯无规共聚物，乙烯-己烯共聚物，乙烯-丁烯共聚物中的一种或几种的任意组合。
所述的无机填料为滑石粉，碳酸钙，硅灰石，玻璃纤维或者玻璃微珠中的一种或几种的任意组合。
所述助剂为抗氧剂，光稳定剂,紫外吸收剂或润滑剂中的一种或几种的混合物。
所述的色粉为有机颜料或无机颜料中的一种或两种的混合物。
高抗冲耐刮擦复合材料的制备方法，按上述重量份数，（1）将聚丙烯颗粒与聚烯烃类弹性体在低速混合机中搅拌2min后，加入1/2经过烘干的无机填料，再搅拌5min，获得预混料；（2）将预混料加入已经升好温的挤出机中，在螺杆转速为300-600转/分、下料频率为30的条件下挤出造粒，获得半成品；（3）将半成品与钼系化合物，助剂及剩余的无机填料放入低速搅拌锅内搅拌5min，制得二次预混料；（4）将所制得的二次预混料加入双螺杆挤出机中按上述步骤（2）的工艺进行挤出造粒，即得成品。
在步骤（2）中所述的已经升好温的挤出机是指，将双螺杆挤出机进行升温，温度设置在185～220℃，挤出机温度升到设定温度后恒温20min。
与现有技术相比，本发明通过采用聚丙烯作为基体，通过加入聚烯烃弹性体，无机填料，钼系化合物以及助剂对基体进行改性，从而制备一种新材料，通过加入色粉，使这种新材料不仅免喷漆，而且各种力学性能好，特别是抗冲击性能及耐刮性能优异。本发明工艺简单，操作方便，效益高，产品性能稳定，适合于进行连续化、工业化生产。
附图说明
附图1为本发明的工作流程框图。
具体实施方式
本发明的实例1：高抗冲耐刮擦复合材料，按重量份数计算包括：包括55份聚丙烯，10份聚烯烃类弹性体，30份无机填料，1份钼系化合物，助剂1份及色粉0.5份。
其中，聚丙烯包括均聚聚丙烯与共聚聚丙烯，均聚聚丙烯与共聚聚丙烯的质量比例为5:2，均聚聚丙烯的熔指要求为75g/10min以上，共聚聚丙烯的冲击强度要求为45KJ/cm3以上；聚烯烃类弹性体为乙烯-辛烯共聚物，无机填料包括滑石粉与硅灰石，滑石粉与硅灰石的质量比例为9:1,助剂包括抗氧剂、光稳定剂及润滑剂，抗氧剂、光稳定剂及润滑剂的质量比例为1:1:2，色粉为无机色粉。
高抗冲耐刮擦复合材料的制备方法，按上述重量份数，（1）将聚丙烯颗粒与聚烯烃类弹性体在低速混合机中搅拌2min后，加入1/2经过烘干的无机填料，再搅拌5min，获得预混料；（2）将双螺杆挤出机进行升温，温度设置在200℃，挤出机温度升到设定温度后恒温20min，将预混料加入已经升好温的挤出机中，在螺杆转速为400转/分、下料频率为25的条件下挤出造粒，获得半成品；（3）将半成品与钼系化合物，助剂及剩余的无机填料放入低速搅拌锅内搅拌5min，制得二次预混料；（4）将所制得的二次预混料加入双螺杆挤出机中按上述步骤（2）的工艺进行挤出造粒，即得成品。
将实施例1制得的高抗冲耐刮擦复合材料经测试性能如下：
比重： 1.1g/cm3
弯曲强度： 32 Mpa
弯曲模量： 1950 Mpa
拉伸强度： 22Mpa
断裂拉伸应变：45%
缺口冲击强度：45KJ/m2
熔体流动指数：16g/10min
耐刮擦性能： 6N
其中耐刮擦性能是用刮擦测试笔，型号318测试所得。
本发明的实施例2：高抗冲耐刮擦复合材料，按重量份数计算，包括65份聚丙烯，7份聚烯烃类弹性体，25份无机填料，2份钼系化合物，助剂1份及色粉0.5份。
其中，聚丙烯包括均聚聚丙烯及共聚聚丙烯，均聚聚丙烯及共聚聚丙烯的质量比例为6:1，均聚聚丙烯的熔指要求为75g/10min以上，共聚聚丙烯的冲击强度要求为45KJ/cm3以上；聚烯烃类弹性体包括乙烯-辛烯共聚物，乙烯-己烯共聚物及乙烯-丁烯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，乙烯-己烯共聚物及乙烯-丁烯共聚物的质量比例为1:2:4，无机填料包括滑石粉及硅灰石，滑石粉及硅灰石的质量比例为9:1,助剂包括抗氧剂，光稳定剂及润滑剂，光稳定剂及润滑剂的质量比例为1:1:2，色粉为无机色粉。
高抗冲耐刮擦复合材料的制备方法，按上述重量份数，（1）将聚丙烯颗粒与聚烯烃类弹性体在低速混合机中搅拌2min后，加入1/2经过烘干的无机填料，再搅拌5min，获得预混料；（2）将双螺杆挤出机进行升温，温度设置在200℃，挤出机温度升到设定温度后恒温20min，将预混料加入已经升好温的挤出机中，在螺杆转速为400转/分、下料频率为30的条件下挤出造粒，获得半成品；（3）将半成品与钼系化合物，助剂及剩余的无机填料放入低速搅拌锅内搅拌5min，制得二次预混料；（4）将所制得的二次预混料加入双螺杆挤出机中按上述步骤（2）的工艺进行挤出造粒，即得成品。
将实施例1制得的高抗冲耐刮擦复合材料经测试性能如下：
比重： 1.06g/cm3
弯曲强度： 30 Mpa
弯曲模量： 1750 Mpa
拉伸强度： 20Mpa
断裂拉伸应变：65%
缺口冲击强度：44KJ/m2
熔体流动指数：18g/10min
耐刮擦性能： 7N
其中耐刮擦性能是用刮擦测试笔，型号318测试所得。
本发明的实施例3：高抗冲耐刮擦复合材料，按重量份数计算，包括75份聚丙烯，4份聚烯烃类弹性体，18份无机填料，3份钼系化合物助剂1份及色粉0.5份。
其中，聚丙烯包括均聚聚丙烯及共聚聚丙烯，均聚聚丙烯及共聚聚丙烯的质量比例为3:2，均聚聚丙烯的熔指要求为75g/10min以上，共聚聚丙烯的冲击强度要求为45KJ/cm3以上；聚烯烃类弹性体包括乙烯-辛烯共聚物，乙烯-己烯共聚物及乙烯-丁烯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，乙烯-己烯共聚物及乙烯-丁烯共聚物的质量比例为1:1:2，无机填料包括滑石粉及硅灰石，滑石粉及硅灰石的质量比例为9:1,助剂包括抗氧剂，光稳定剂及润滑剂，光稳定剂及润滑剂的质量比例为1:1:2，色粉为无机色粉。
高抗冲耐刮擦复合材料的制备方法，按上述重量份数，（1）将聚丙烯颗粒与聚烯烃类弹性体在低速混合机中搅拌2min后，加入1/2经过烘干的无机填料，再搅拌5min，获得预混料；（2）将双螺杆挤出机进行升温，温度设置在220℃，挤出机温度升到设定温度后恒温20min，将预混料加入已经升好温的挤出机中，在螺杆转速为600转/分、下料频率为30的条件下挤出造粒，获得半成品；（3）将半成品与钼系化合物，助剂及剩余的无机填料放入低速搅拌锅内搅拌5min，制得二次预混料；（4）将所制得的二次预混料加入双螺杆挤出机中按上述步骤（2）的工艺进行挤出造粒，即得成品。
所制得的该例高抗冲耐刮擦复合材料经测试性能如下：
比重： 1.03g/cm3
弯曲强度： 30 Mpa
弯曲模量： 1900 Mpa
拉伸强度： 20.5Mpa
断裂拉伸应变：85%
缺口冲击强度：42 KJ/m2
熔体流动指数：19 g/10min
耐刮擦性能： 9N
其中耐刮擦性能是用刮擦测试笔，型号318测试所得。
以上测试结果表明：采用本发明制备的产品，其各项力学性能均可满足使用需要，而它的缺口冲击强度及耐刮擦性能则非常优异。
以上具体实施例仅用于解释说明本发明，而非限制本发明，任何在本发明范围内对其进行的等价代换均违反本发明保护权利。
Claims (8)
1.一种高抗冲耐刮擦复合材料，其特征在于：按重量份数计算，包括聚丙烯55～75份，聚烯烃类弹性体4～10份，无机填料15～30份，钼系化合物1～3份，助剂1份以及色粉0.5份。
2.根据权利要求1所述的高抗冲耐刮擦复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为共聚聚丙烯或者均聚聚丙烯中的一种或两种的混合物；其中均聚聚丙烯的熔指要求为75g/10min以上，共聚聚丙烯的冲击强度要求为45KJ/cm3以上。
3.根据权利要求1所述的高抗冲耐刮擦复合材料，其特征在于：所述的聚烯烃类弹性体为乙烯-辛烯共聚物,乙烯-丙烯-双烯无规共聚物，乙烯-己烯共聚物极品乙烯-丁烯共聚物中的一种或几种的任意组合。
4.根据权利要求1所述的高抗冲耐刮擦复合材料，其特征在于：所述的无机填料为滑石粉，碳酸钙，硅灰石，玻璃纤维或者玻璃微珠中的一种或几种的任意组合。
5.根据权利要求1所述的高抗冲耐刮擦复合材料，其特征在于：所述助剂为抗氧剂，光稳定剂,紫外吸收剂或润滑剂中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的高抗冲耐刮擦复合材料，其特征在于：所述的色粉为有机颜料或无机颜料中的一种或两种的混合物。
7.一种如权利要求1所述的高抗冲耐刮擦复合材料的制备方法，其特征在于：按上述重量份数，（1）将聚丙烯颗粒与聚烯烃类弹性体在低速混合机中搅拌2min后，加入1/2经过烘干的无机填料，再搅拌5min，获得预混料；（2）将预混料加入已经升好温的挤出机中，在螺杆转速为300-600转/分、下料频率为30的条件下挤出造粒，获得半成品；（3）将半成品与钼系化合物，助剂及剩余的无机填料放入低速搅拌锅内搅拌5min，制得二次预混料；（4）将所制得的二次预混料加入双螺杆挤出机中按上述步骤（2）的工艺进行挤出造粒，即得成品。
8.根据权利要求7所述的高抗冲耐刮擦复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中所述的已经升好温的挤出机是指，将双螺杆挤出机进行升温，温度设置在185～220℃，挤出机温度升到设定温度后恒温20min。
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Application publication date: 20130424 |