CN103524878A - 一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法和用途 - Google Patents

一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种改性聚丙烯复合材料，该复合材料的组分及质量分数如下:聚丙烯40-80%，增韧剂POE0-25%，无机填料10-30%，界面相容剂0.1-1%，光稳定剂0.1-1%，主抗氧剂0.1-1%，辅抗氧剂0.1-1%，其他添加剂0.1-5%。本发明还提供了该改性聚丙烯复合材料的制备方法。本发明的制备方法操作简单，制备的改性聚丙烯复合材料具有较高的刚韧平衡性、低温韧性以及良好的注塑成型性能，能够满足汽车硬塑仪表板等无缝气囊的爆破要求。

Description

一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种满足硬塑仪表板无缝气囊爆破要求的改性聚丙烯复合材料及其制备方法和用途。
背景技术
汽车轻量化以及塑料改性技术的不断发展，使得塑料件在汽车上被广泛应用，发达国家汽车用塑料达到每辆车40kg以上。统计数据显示，改性聚丙烯在车用塑料中增长最快，汽车行业对改性聚丙烯提出的要求也越来越高，特别是具有一定辅助功能的内外部件如仪表板，保险杠，护板等。在硬质表皮仪表板设计作为主流趋势的大环境下，对聚丙烯材料耐光老化、耐划伤、刚韧平衡性等要求被强化。
汽车受到车外意外冲击能量时，需要保证仪表板及时将安全气囊爆开，用以保护司乘人员受到的损伤减到最小，同时不能因为破坏产生碎片或者锐角使司乘人员受到伤害。因此在受到冲击时，材料的低温韧性成为汽车内饰和仪表板用材料中，特别是硬质仪表板设计中优先考虑的性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种满足硬塑仪表板无缝气囊爆破要求的改性聚丙烯复合材料。
本发明的另一目的是提供一种该改性聚丙烯复合材料的制备方法。
本发明的还一目的是提供一种该改性聚丙烯复合材料在汽车零部件上的应用。
本发明的具体方案如下：
首先，本发明提供了一种改性聚丙烯复合材料，该复合材料的组分及质量分数如下:
Figure BDA0000399590610000021
优选的，所述聚丙烯包括不同流动性的高结晶均聚丙烯或嵌段共聚丙烯中的一种或几种，所述高结晶均聚丙烯或嵌段共聚丙烯或其混合物的重量占总聚丙烯用量的55～95%。其中嵌段共聚丙烯的共聚单体常见为乙烯，其含量在4～10mol%的范围内，嵌段共聚丙烯的熔体流动速率（230℃×2.16kg）为5～50g/10min，更为常用为5～30g/10min，高结晶均聚丙烯的结晶度在70%以上，等规度大于99%。
优选的，所述增韧剂POE为一种乙烯-辛烯的共聚物，密度为0.88～0.90g/cm3，熔融指数为1～50g/10min。
优选的，所述无机填料选自碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母、硅灰石、玻璃微珠、陶瓷微珠以及硫酸钡中的一种或几种或全部。
优选的，所述界面相容剂选自高密度聚乙烯接枝马来酸酐，低密度聚乙烯接枝马来酸酐，线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐，乙烯丙烯共聚物接枝马来酸酐，乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐，聚丙烯接枝马来酸酐中的一种或者几种。
优选的，所述光稳定剂选用受阻胺类光稳定剂或苯并三唑类光稳定剂中的一种或几种。其中，所述受阻胺类光稳定剂如受阻胺944、受阻胺770；所述苯并三唑类光稳定剂如UV-74。
优选的，所述主抗氧剂选自受阻酚或硫酯类抗氧剂；所述辅抗氧剂选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂。所述主抗氧剂和所述辅抗氧剂在本发明复合材料中主要起到热稳定剂的作用。
优选的，所述其他添加剂包括各种颜色添加剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂等。
进一步地，本发明还提供了一种该改性聚丙烯复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
第一步，按重量份秤取各原料；
第二步，将各原料放入双螺杆挤出机中熔融并混合分散，随后挤出造粒，得到终产品改性聚丙烯复合材料。
优选的，所述双螺杆挤出机中的熔融温度为170～240℃。
更进一步地，本发明还提供了该改性聚丙烯复合材料在汽车零部件上的应用。
本发明所得到的改性聚丙烯复合材料，经测试表明，注塑标准样条拉伸强度大于17MPa,弯曲强度大于22MPa，简支梁缺口冲击强度大于30kJ/m2，低温简支梁缺口冲击强度大于3kJ/m2，熔体流动速率大于15g/10min。
本发明的有益效果如下：
本发明的制备方法操作简单，制备的改性聚丙烯复合材料具有较高的刚韧平衡性、低温韧性以及良好的注塑成型性能，能够满足汽车硬塑仪表板等无缝气囊的爆破要求。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明的具体技术方案进行具体的说明。
实施例中采用生产产品的主要设备有：
高速混合机：转速650～1300转／分
双螺杆挤出机螺杆转速300-500rpm，机筒温度170～240℃
切粒机转速：600～900rpm
材料性能按ISO标准测试，将拉伸、弯曲和冲击等试样置于23℃，50%湿度的环境试验室中48h调节后，最后进行力学性能测试。
实施例中所用的所有原料均从市场上购买得到。
实施例1
第一步，按重量秤取各原料，如表（1）所示；
第二步，双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，最终得到产品。加工温度为170～240℃。
表(1)实施例1的配比
Figure BDA0000399590610000041
表(2)实施例1制备的复合材料的测试结果
Figure BDA0000399590610000042
实施例2
第一步，按重量秤取各原料，如表（3）所示；
第二步，双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，最终得到产品。加工温度为170～240℃。
表(3)实施例2的配比
Figure BDA0000399590610000051
表(4)实施例2制得的复合材料的测试结果
Figure BDA0000399590610000052
实施例3
制备方法：
第一步，按重量秤取各原料，如表（5）所示；；
第二步，双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，最终得到产品。加工温度为170～240℃。
表(5)实施例3的配比
Figure BDA0000399590610000061
表(6)实施例3制得的复合材料的测试结果
实施例4
第一步，按重量秤取各原料，如表（7）所示；
第二步，双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，最终得到产品。加工温度为170～240℃。
表(7)实施例4的配比
表(8)实施例4制得的复合材料的测试结果
Figure BDA0000399590610000072
实施例5
第一步，按重量秤取各原料，如表（9）所示；
第二步，双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，最终得到产品。加工温度为170～240℃。
表(9)实施例5的配比
Figure BDA0000399590610000081
表(10)实施例5制得的复合材料的测试结果
Figure BDA0000399590610000082
以上所述仅是本发明的优选实施方式，需要指出的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，而且，在阅读了本发明的内容之后，本领域相关技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种改性聚丙烯复合材料，该复合材料的组分及质量分数如下:
Figure FDA0000399590600000011
2.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯包括不同流动性的高结晶均聚丙烯或嵌段共聚丙烯中的一种或几种，所述高结晶均聚丙烯或嵌段共聚丙烯或其混合物的重量占总聚丙烯用量的55～95%。
3.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增韧剂POE为一种乙烯-辛烯的共聚物，密度为0.88～0.90g/cm3，熔融指数为1～50g/10min。
4.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述无机填料选自碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母、硅灰石、玻璃微珠、陶瓷微珠以及硫酸钡中的一种或几种或全部。
5.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述界面相容剂选自高密度聚乙烯接枝马来酸酐，低密度聚乙烯接枝马来酸酐，线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐，乙烯丙烯共聚物接枝马来酸酐，乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐，聚丙烯接枝马来酸酐中的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述光稳定剂选用受阻胺类光稳定剂或苯并三唑类光稳定剂中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述主抗氧剂选自受阻酚或硫酯类抗氧剂；所述辅抗氧剂选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂。
8.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述其他添加剂包括各种颜色添加剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂等。
9.一种制备权利要求1～8所述改性聚丙烯复合材料的方法，其包括如下步骤：
第一步，按重量份秤取各原料；
第二步，将各原料放入双螺杆挤出机中熔融并混合分散，随后挤出造粒，得到终产品改性聚丙烯复合材料。
10.权利要求1～8所述改性聚丙烯复合材料在汽车零部件上的应用。
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