CN103113679A - 玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物及其制备方法 - Google Patents

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周英辉
李国明
程文超
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李志平
丁超
罗忠富
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Abstract

本发明公开了本发明公开了一种玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物及其制备方法，它包括以下重量百分数的组分：聚丙烯9-64，三元乙丙橡胶30-55，加工助剂0-1，硫化剂0-10，玻纤相容剂1-5，玻璃纤维5-20。本发明产品具有优异的耐划伤性能，良好的综合力学性能，较低的收缩率以及较高的热变形温度，其耐划伤等级可达到DL≤0.5(4N)，拉伸强度≥18MPa，弯曲模量≥1700MPa，常温缺口冲击强度≥45kJ/m2，低温缺口冲击强度≥20kJ/m2，热变形温度(0.45MPa)≥120℃。可以用来注塑汽车仪表板、门板、立柱等具有耐划伤要求的汽车内饰制件，具有良好的触感，较低的光泽度。

Description

玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物及其制备方法，具体涉及用于汽车仪表板、门板、立柱等具有耐划伤要求的汽车内饰材料及其制备方法。
背景技术
随着汽车工业的发展和人们生活水平的提高，人们对汽车的要求从单纯的功能性向功能性和舒适性兼顾的方向发展，特别是对于汽车内饰件的要求越来越高，要求兼顾良好的触感、低气味、耐划伤等要求。
目前汽车内饰材料的耐划伤技术主要是采用添加酰胺和硅酮类耐划伤剂的方法来实现，这种方法一方面造成了材料成本的急剧增加，另一方面也造成了材料不良气味的加剧。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物以克服现有技术存在的缺陷，满足汽车内饰材料发展的需要。
本发明的另一个目的是为了提供这种聚丙烯复合物的制备方法。
本发明的玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物，按重量百分比计，其组分和含量为：
Figure BDA0000109555490000011
Figure BDA0000109555490000021
所述的聚丙烯选用分子量为10-20万的聚丙烯。
所述的加工助剂选自低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类中的一种或几种的混合物。
所述的硫化剂选自硫磺硫化体系、过氧化物硫化体系、树脂硫化体系中的一种或者几种的混合物。
硫磺硫化体系由硫磺、硫化促进剂和硫化活化剂组成，其中，硫化促进剂为二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)和二硫化二苯并噻唑(DM)中的一种或者两种混合；硫化活化剂为氧化锌、氧化铝、氯化镁、硬脂酸、软脂酸和月桂酸中的一种或者几种的混合物组成；过氧化物硫化体系由过氧化物和助交联剂组成，其中，过氧化物为偶氮二异丁腈、过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰中的一种或者几种的混合物组成，助交联剂为氰尿酸、三烯丙基酯和双马来酰亚胺中的一种或者几种的混合物组成；树脂硫化体系由羟甲基酚醛树脂、促进剂SnCl2·H2O和活化剂ZnO组成。
所述的玻纤相容剂选自极性单体接枝聚合物，其中聚合物基体选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或者几种混合物；极性单体选自马来酸酐及其类似物(例如富马酸、衣康酸、柠康酸、柠康酸酐和乙烯基丁二酸酐)，丙烯酸及其酯类衍生物(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环氧丙酯等)一种或几种混合物。
所述的玻璃纤维为无碱玻纤。
上述玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物的制备方法，具体步骤为：
将聚丙烯、加工助剂、三元乙丙橡胶、硫化剂、玻纤相容剂在长径比为64∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，玻纤从侧喂料加入，挤出造粒，最终得到产品。
上述制备方法，前期为动态硫化反应，后期为熔融混合分散，加工温度为170-240℃。
本发明采用PP/EPDM动态硫化技术赋予材料良好的常温韧性和低温韧性，使材料具备低温爆破的要求，同时又具有良好的触感；既具有优异的耐划伤性能，良好的综合力学性能，较低的收缩率以及较高的热变形温度，其耐划伤等级可达到DL≤0.5(4N)，拉伸强度≥18MPa，弯曲模量≥1700MPa，常温(23℃)缺口冲击强度≥45KJ/m2，低温(-30℃)缺口冲击强度≥20KJ/m2，热变形温度(0.45MPa)≥120℃。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术方案。
实施例1
将20公斤聚丙烯、48公斤三元乙丙橡胶、1公斤硬脂酸钙、4公斤马来酸酐接枝聚丙烯、4公斤硫磺、2公斤二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、1公斤二硫化二苯并噻唑(DM)、20公斤无碱玻璃纤维在长径比为64∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，玻纤则从玻纤加入口处加入，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到产品。
本发明产品，具有优异的耐划伤性能，良好的综合力学性能，较低的收缩率以及较高的热变形温度，其耐划伤等级可达到DL≤0.5(4N)，拉伸强度≥18MPa，弯曲模量≥1700MPa，常温(23℃)缺口冲击强度≥45KJ/m2，低温(-30℃)缺口冲击强度≥20KJ/m2，热变形温度(0.45MPa)≥120℃。性能如下：
  性能   单位   测试标准   测试结果
  HDT(0.45MPa)   ℃   ISO75/1-93   128
  拉伸强度   MPa   ISO527/2-93   22
  弯曲强度   MPa   ISO178-93   36
  弯曲模量   MPa   ISO178-93   2300
  常温(23℃)缺口冲击强度   KJ/m2   ISO180-93   55
  低温(-30℃)缺口冲击强度   KJ/m2   ISO180-93   30
  耐划伤等级DL(4N)   --   --   0.25
实施例2
将22公斤聚丙烯、53公斤三元乙丙橡胶、1公斤硬脂酸锌、4公斤马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物、0.5公斤过氧化二异丙苯、2.5公斤双马来酰亚胺、17公斤无碱玻璃纤维在长径比为64∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，玻纤则从玻纤加入口处加入，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到产品。
本发明产品，具有优异的耐划伤性能，良好的综合力学性能，较低的收缩率以及较高的热变形温度，其耐划伤等级可达到DL≤0.5(4N)，拉伸强度≥18MPa，弯曲模量≥1700MPa，常温(23℃)缺口冲击强度≥45KJ/m2，低温(-30℃)缺口冲击强度≥20KJ/m2，热变形温度(0.45MPa)≥120℃。性能如下：
  性能   单位   测试标准   测试结果
  HDT(0.45MPa)   ℃   ISO75/1-93   124
  拉伸强度   MPa   ISO527/2-93   22
  弯曲强度   MPa   ISO178-93   35
  弯曲模量   MPa   ISO178-93   2250
  常温(23℃)缺口冲击强度   KJ/m2   ISO180-93   58
  低温(-30℃)缺口冲击强度   KJ/m2   ISO180-93   33
  耐划伤等级DL(4N)   --   --   0.27
实施例3
将18公斤聚丙烯、55公斤三元乙丙橡胶、1公斤硬脂酸锌、4公斤马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物、5公斤羟甲基酚醛树脂、1公斤SnCl2·H2O、1公斤活化剂ZnO、15公斤无碱玻璃纤维在长径比为64∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，玻纤则从玻纤加入口处加入，挤出温度为200℃，挤出造粒，最终得到产品。
本发明产品，具有优异的耐划伤性能，良好的综合力学性能，较低的收缩率以及较高的热变形温度，其耐划伤等级可达到DL≤0.5(4N)，拉伸强度≥18MPa，弯曲模量≥1700MPa，常温(23℃)缺口冲击强度≥45KJ/m2，低温(-30℃)缺口冲击强度≥20KJ/m2，热变形温度(0.45MPa)≥120℃。性能如下：
  性能   单位   测试标准   测试结果
  HDT(0.45MPa)   ℃   ISO75/1-93   126
  拉伸强度   MPa   ISO527/2-93   21
  弯曲强度   MPa   ISO178-93   34
  弯曲模量   MPa   ISO178-93   2100
  常温(23℃)缺口冲击强度   KJ/m2   ISO180-93   60
  低温(-30℃)缺口冲击强度   KJ/m2   ISO180-93   35
  耐划伤等级DL(4N)   --   --   0.29

Claims (10)

1.玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于：按重量百分比计，其组分和含量为：
Figure FDA0000109555480000011
2.根据权利要求1所述的玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于：所述的聚丙烯选用分子量为10-20万的聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于：所述的加工助剂选自低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类等的一种或几种混合。
4.根据权利要求1所述的玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于：所述的硫化剂选自硫磺硫化体系、过氧化物硫化体系、树脂硫化体系中的一种或者几种的混合物。
5.根据权利要求4所述的玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于：硫磺硫化体系由硫磺、硫化促进剂和硫化活化剂组成，其中，硫化促进剂为二硫化四甲基秋兰姆和二硫化二苯并噻唑中的一种或者两种的混合物；硫化活化剂为氧化锌、氧化铝、氯化镁、硬脂酸、软脂酸和月桂酸中的一种或者几种的混合物；
过氧化物硫化体系由过氧化物和助交联剂组成，其中，过氧化物为偶氮二异丁腈、过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰中的一种或者几种的混合物，助交联剂为氰尿酸、三烯丙基酯和双马来酰亚胺中的一种或者几种的混合物；
树脂硫化体系由羟甲基酚醛树脂、促进剂SnCl2·H2O和活化剂ZnO组成。
6.根据权利要求1所述的玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于：所述的玻纤相容剂为极性单体接枝聚合物，其中，聚合物基体选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或几种的混合物；极性单体选自马来酸酐及其类似物和丙烯酸及其酯类衍生物中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求6所述的玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于：所述的马来酸酐及其类似物选自富马酸、衣康酸、柠康酸、柠康酸酐和乙烯基丁二酸酐中的一种或几种的混合物；丙烯酸及其酯类衍生物选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸环氧丙酯中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于：所述的玻璃纤维为无碱玻纤。
9.一种制备权利要求1所述玻纤增强动态硫化耐划伤聚丙烯复合物的方法，其特征在于：具体步骤为：
将聚丙烯、加工助剂、三元乙丙橡胶、硫化剂、玻纤相容剂在长径比为64∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，玻纤从侧喂料加入，挤出造粒，最终得到产品。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：前期为动态硫化反应，后期为熔融混合分散，加工温度为170-240℃。
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