CN103865178A - 汽车内饰件用增韧耐划伤pp/hdpe塑料及其制备方法 - Google Patents

汽车内饰件用增韧耐划伤pp/hdpe塑料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料及其制备方法。所述汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，包括下述重量份的组分：聚丙烯树脂80份，高密度聚丙烯树脂5-15份，偶联剂1-5份，增韧剂10-25份，耐划伤剂0.1-5份。优选的，所述增韧剂为花生壳粉、核桃壳粉和棉籽壳粉中的一种或几种的混合物；所述耐划伤剂为月桂酸二乙醇酰胺、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、二硫化钼和石墨中的一种或几种的混合物。本发明生产成本低、加工性能好、增韧性和耐划伤性好且可以废物利用、环境友好。本发明的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，特别适合于注塑成各种汽车内饰件。

Description

汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料及其制备方法
技术领域
本发明属于化工材料技术领域，具体涉及一种改性PP/HDPE塑料及其制备方法，尤其涉及一种汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料及其制备方法。
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。
大部分汽车部件都是用注塑成型方法加工的，聚丙烯树脂可用于车内和车外部外壳，方向盘、导油管及把手和按钮等小部件，车外部包括前散热器护栅和灯罩等。聚丙烯树脂容易加工，加工尺寸稳定性和表面光泽好，容易涂装、着色，还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工性能，可广泛应用于电子电器领域，包括各种办公和消费性电子/电器，办公电器包括电子数据处理机、办公室设备。
聚丙烯树脂的韧性和耐划伤性能并不太好，这些缺点严重限制了聚丙烯树脂的应用。
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汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，具有良好的抗冲击性和耐划伤性。
本发明所要解决的技术问题之二提供上述汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料的制备方法。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，包括下述重量份的组分：聚丙烯树脂80份，高密度聚丙烯树脂5-15份，偶联剂1-5份，增韧剂10-25份，耐划伤剂0.1-5份。
所述聚丙烯树脂优选为共聚聚丙烯树脂。
所述增韧剂优选为花生壳粉、核桃壳粉和棉籽壳粉中的一种或几种的混合物。
进一步优选的，所述增韧剂由下述重量份的组分组成：花生壳粉20-40份、核桃壳粉10-30份、棉籽壳粉5-15份。
将花生壳粉20-40份、核桃壳粉10-30份、棉籽壳粉5-15份搅拌混合均匀，即可制得所述增韧剂。
所述耐划伤剂优选为月桂酸二乙醇酰胺、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、二硫化钼和石墨中的一种或几种的混合物。
进一步优选的，所述耐划伤剂由下述重量份的组分组成：月桂酸二乙醇酰胺10-30份、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮30-60份、二硫化钼20-40份、石墨5-15份。
将月桂酸二乙醇酰胺10-30份、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮30-60份、二硫化钼20-40份、石墨5-15份搅拌混合均匀，即可制得所述耐划伤剂。
所述偶联剂优选为γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷或异丁基三乙氧基硅烷。
所述高密度聚乙烯，High Density Polyethylene，简称为HDPE，是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。
本发明还提供了上述汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料的制备方法，其包括以下步骤：按配比称取原料，高速充分混合2-5分钟后，通过螺杆挤出机，在200-220℃挤出造粒。
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、润滑剂、光稳定剂、抗氧剂、成核剂、增塑剂、着色剂和抗静电剂等。
本发明中，
花生壳粉，由花生壳洗净、烘干、粉碎后获得，也可直接购买得到，粒度优选为60-200μm。
核桃壳粉，由核桃壳洗净、烘干、粉碎后获得，也可直接购买得到，粒度优选为60-200μm。
棉籽壳粉，由棉籽壳（即棉籽皮）洗净、烘干、粉碎后获得，也可直接购买得到，粒度优选为60-200μm。
月桂酸二乙醇酰胺，CASNO：120-40-1，分子量：287.4381，ECNO：204-393-1，分子式：C16H33NO3。
2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮，英文名：2-Hydroxy-4-Methoxybenzophenone，CAS号：131-57-7。
二硫化钼，英文别名：Molybdenumdisulfide，CAS号：1317-33-5，EINECS号：215-263-9，化学式：MoS2，相对分子质量：160。二硫化钼的细度优选为500-1800目。
石墨，CAS号：7782-42-5，EINECS登录号：231-955-3。
γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷，别名：硅烷偶联剂KH-560；英文名称SilanecouplerKH-560，CASNO.为2530-83-8。EINECS号为219-784-2，分子式为C9H20O5SI，分子量为236.34。
异丁基三乙氧基硅烷，英文名：Triethoxyisobutylsilane；分子式为C10H24O3Si；分子量为220.38；CAS号为：17980-47-1；EINECS号为402-810-3。
发明人通过大量实验发现，通过增韧剂和耐划伤剂改性，聚丙烯树脂制成的塑料耐划伤性能和抗冲击性能有了明显提高，尤其是使用花生壳粉、核桃壳粉和棉籽壳粉复配的增韧剂，不但增韧效果好，而且是对农业废物的再利用，节约成本，降低污染。
另外，研究发现，将月桂酸二乙醇酰胺、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、二硫化钼和石墨四种组分进行合理复配使用，耐划伤性明显增强，特别针对PP/HDPE塑料的耐划伤性增强效果更加优异，拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度均较满足要求，其机理还有待发明人进一步研究探讨。
本产品的制备工艺简单，产品成本低，产品的综合性能较优异。本发明的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，可用于制成汽车用内饰件。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例和对比例中所用聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂。
实施例和对比例中均加入了群青蓝作为着色剂，其目的是，以便使用色度计测得划伤前后表面颜色偏差△E，考察耐划伤性能。
实施例1
按照表1中对应的实施例1数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到实施例1的复配耐划伤剂；
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例1的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，加入螺杆挤出机的喂料口；控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例1的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
表1：实施例1-7的PP/HDPE塑料耐划伤剂配方表  单位：公斤
Figure BDA0000484213000000051
实施例2
按照表1中对应的实施例2数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到实施例2的复配耐划伤剂；
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例2的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，加入螺杆挤出机的喂料口；控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例2的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例3
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到实施例3的复配耐划伤剂；
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，加入螺杆挤出机的喂料口；控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例3的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例4
按照表1中对应的实施例4数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到实施例4的复配耐划伤剂；
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例4的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，加入螺杆挤出机的喂料口；控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例4的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例5
按照表1中对应的实施例5数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到实施例5的复配耐划伤剂；
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例5的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，加入螺杆挤出机的喂料口；控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例5的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例6
按照表1中对应的实施例6数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到实施例6的复配耐划伤剂；
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例6的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，加入螺杆挤出机的喂料口；控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例6的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例7
按照表1中对应的实施例7数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到实施例7的复配耐划伤剂；
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例7的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，加入螺杆挤出机的喂料口；控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例7的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
测试例1
对实施例1-7的PP/HDPE塑料的常规性能和耐划伤性进行测试，测试结果见表2。
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划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：实施例1-7的PP/HDPE塑料常规性能和耐划伤性测试表
拉伸强度/Mpa 缺口冲击强度/KJ/m2 弯曲强度/Mpa 弯曲模量/Mpa 划伤后的色差△E
实施例1 15.1 21.0 42.9 1140 0.16
实施例2 14.5 21.4 41.5 1104 0.19
实施例3 12.7 20.5 44.6 1098 0.12
实施例4 16.3 18.5 43.0 1128 0.28
实施例5 15.5 17.6 40.8 1065 0.39
实施例6 15.0 20.0 42.4 1115 0.30
实施例7 13.9 18.4 42.2 1091 0.35
对实施例1-7的PP/HDPE塑料的耐划伤性进行测试，结果发现实施例1-7制得的PP/HDPE塑料显著降低了划伤后的色差，尤其是实施例1-3使用了月桂酸二乙醇酰胺10-30份、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮30-60份、二硫化钼20-40份、石墨5-15份制成复配耐划伤剂，耐划伤性能提高更为明显，同时实施例1-7制得的PP/HDPE塑料保持了良好的常规性能。
实施例8
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到复配耐划伤剂；
按照表3中对应的实施例8数据称取各种增韧剂组分，取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，将它们从螺杆挤出机的喂料口加入，控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例8的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
表3：实施例8-14的PP/HDPE塑料增韧剂配方表  单位：公斤
实施例8 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13 实施例14
花生壳粉 8 14 8 11 17 / /
核桃壳粉 6 / 9 6 / 17 /
棉籽壳粉 3 3 / / / / 17
本发明实施例中所使用的花生壳粉、核桃壳粉和棉籽壳粉的粒度均为60-200μm。
实施例9
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到复配耐划伤剂；
按照表3中对应的实施例9数据称取各种增韧剂组分，取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，将它们从螺杆挤出机的喂料口加入，控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例9的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例10
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到复配耐划伤剂；
按照表3中对应的实施例10数据称取各种增韧剂组分，取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，将它们从螺杆挤出机的喂料口加入，控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例10的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例11
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到复配耐划伤剂；
按照表3中对应的实施例11数据称取各种增韧剂组分，取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，将它们从螺杆挤出机的喂料口加入，控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例11的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例12
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到复配耐划伤剂；
按照表3中对应的实施例12数据称取各种增韧剂组分，取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，将它们从螺杆挤出机的喂料口加入，控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例12的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例13
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到复配耐划伤剂；
按照表3中对应的实施例13数据称取各种增韧剂组分，取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，将它们从螺杆挤出机的喂料口加入，控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例13的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例14
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到复配耐划伤剂；
按照表3中对应的实施例14数据称取各种增韧剂组分，取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，将它们从螺杆挤出机的喂料口加入，控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得实施例14的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
对比例
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分，充分混合后，得到复配耐划伤剂；
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚丙烯树脂5公斤、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤，高速充分混合5分钟后，将它们从螺杆挤出机的喂料口加入，控制螺杆挤出机的转速在300rpm，温度在200℃，通过螺杆挤出机挤出造粒，即获得对比例的汽车内饰件用耐划伤PP/HDPE塑料。
测试例2
对实施例8-14和对比例的PP/HDPE塑料的缺口冲击强度和耐划伤性能进行测试，测试结果见表4。
表4：实施例8-14和对比例的PP/HDPE塑料缺口冲击强度测试表
缺口冲击强度/KJ/m2
实施例8 26.9
实施例9 22.8
实施例10 20.5
实施例11 22.0
实施例12 19.8
实施例13 18.4
实施例14 19.0
对比例 15.1
实施例8-14和对比例的划伤后的色差△E均在0.10-0.20之间，均具有良好的耐划伤效果。
由表4中的测试结果，我们发现与对比例相比较，实施例8-14制得的PP/HDPE塑料的缺口冲击强度明显提高，说明塑料的韧性得到了加强，尤其是实施例8使用了花生壳粉、核桃壳粉、棉籽壳粉的复配增韧剂，显著的增强了PP/HDPE塑料的韧性。
因此，本发明的增韧耐划伤PP/HDPE塑料可以显著提高耐划伤性，提高缺口冲击强度，增强塑料韧性，且制备工艺简单，产品成本低，产品的综合性能较优异。还可以适应性地添加其他助剂，如阻燃剂、润滑剂、光稳定剂、抗氧剂、成核剂、增塑剂、着色剂和抗静电剂等，用以提高其他方面性能。而且本发明所使用的增韧剂均为农业废料，节约成本，对环境保护也有重要意义。
本发明的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，可用于制成汽车用内饰件。
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 (8)

1.一种汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，其特征在于，包括下述重量份的组分：聚丙烯树脂80份，高密度聚丙烯树脂5-15份，偶联剂1-5份，增韧剂10-25份，耐划伤剂0.1-5份。
2.如权利要求1所述的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，其特征在于，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂。
3.如权利要求1所述的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，其特征在于，所述增韧剂为花生壳粉、核桃壳粉和棉籽壳粉中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求3所述的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，其特征在于，所述增韧剂由下述重量份的组分组成：花生壳粉20-40份、核桃壳粉10-30份、棉籽壳粉5-15份。
5.如权利要求1所述的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，其特征在于，所述耐划伤剂为月桂酸二乙醇酰胺、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、二硫化钼和石墨中的一种或几种的混合物。
6.如权利要求5所述的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，其特征在于，所述耐划伤剂由下述重量份的组分组成：月桂酸二乙醇酰胺10-30份、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮30-60份、二硫化钼20-40份、石墨5-15份。
7.如权利要求1-6中任一项所述的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料，其特征在于：所述偶联剂为γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷或异丁基三乙氧基硅烷。
8.如权利要求1-7中任一项所述的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配比称取原料，高速充分混合2-5分钟后，通过螺杆挤出机，在200-220℃挤出造粒。
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