CN104558833A - 一种刮擦性能好的聚丙烯改性材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐刮擦性好的聚丙烯改性材料及其制备方法，该材料中各原材料组分百分比如下：聚丙烯52～94％，低白度超细滑石粉5～30％，增韧剂0～15％，抗氧剂0.2～1％，其他添加剂0～2％。其制备方法是将聚丙烯、滑石粉、增韧剂、抗氧剂和其他添加剂加入高速搅拌机中混合，再将混合物加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。本发明的特征是采用低白度超细滑石粉在不影响材料综合力学性能的基础上来提高改性聚丙烯的耐刮擦性能，从而更好地满足汽车行业对于内外饰材料的耐刮擦要求。

Description

一种刮擦性能好的聚丙烯改性材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种刮擦性能好的聚丙烯改性材料及其制备方法，具体涉及一种超细低白度滑石粉在不影响材料综合力学性能的基础上来改善聚丙烯耐刮擦性能，属于聚合物改性和加工领域。
背景技术
汽车是现代社会中最为重要的交通工具之一，然而其能源消耗也是巨大的，为了节约能源，汽车工业未来将向节能、环保、安全等方向发展。这就意味着汽车所用材料需具备质量轻、加工简单、易回收等特点。聚丙烯是一种综合性能优良的塑料材料，具有质轻、价格低廉、无毒、易回收等特点，是重要的汽车轻质材料，广泛运用于汽车内饰件与外饰件中，如仪表板、门板、立柱、保险杠等。
当前人们随着消费观念的不断改变，在对汽车材料刚性与韧性满足的前提下，对汽车内饰件的美观性、舒适性、环保性等也提出了更高的要求，耐刮擦性能的要求尤为突出。塑料汽车部件在产品在运输装配或使用过程中，会不可避免的产生擦痕、轻微碰撞等，这将导致产生发白现象，影响产品的外观质量。专利CN 101864115 A公开了一种耐刮擦抗冲击的丙烯-乙烯嵌段共聚聚丙烯改性材料，其选用了一种特殊的丙烯-乙烯嵌段共聚聚丙烯来改善改性后的聚丙烯材料耐刮擦性能；专利CN 102127261 A公开了一种聚丙烯专用耐刮擦滑石粉，其合成生产了一种特殊层状结构以及表面改性的滑石粉，对于共混挤出造粒后的改性聚丙烯材料耐刮擦性能能够提高。但尚未有专利从滑石粉的白度上来分析对于耐刮擦性能的影响。
发明内容
本发明的目的在于开发一种耐刮擦性好的聚丙烯改性材料，扩展了低白度滑石粉在改性聚丙烯材料运用，同时在不影响材料综合力学性能的基础上提升了聚丙烯材料的耐刮擦性能，从而更好地满足汽车行业对于内外饰材料的耐刮擦要求。
本发明的目的可以采用以下技术方案来实现。
一种耐刮擦性好的聚丙烯改性材料，由下列重量百分比的原料组成：
其中，在230℃、2.16kg的测试条件下，所述的聚丙烯为熔体流动速率在5～60g/10min之间的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量为4～8mol％。
所述的低白度超细滑石粉白度为70～85度，采用沉降法测得的平均粒径为1～5μm，密度为0.5～2g/cm3。
所述的增韧剂为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物和丙烯-辛烯共聚物中的一种或两种以上的组合物。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚类和硫酯类抗氧剂中的一种或几种组合，辅助抗氧剂为亚磷酸盐类和酯类抗氧剂中的一种或几种组合。
所述的其它添加剂包括本领域技术人员认为所需的着色剂、表面活性剂、偶联剂、阻燃剂、光稳定剂、加工助剂、抗静电助剂、抗微生物助剂和润滑剂中的一种或两种以上的组合物。
上述耐刮擦性好的聚丙烯改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量配比称取原料；
(2)将步骤(1)放在高速混合器中干混3～15分钟，将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得聚丙烯改性材料；
(3)其中螺筒内温度为：一区180～190℃，二区185～195℃，三区185～195℃，四区185～195℃，机头190～200℃，双螺杆挤出机转速为100～1000转/分，压力为12～18MPa。
本发明的优点是：
1、采用低白度超细滑石粉，能够有效的提高聚丙烯改性材料的耐刮擦性能。
2、此种低白度超细滑石粉填充的聚丙烯改性材料综合性能大大优于普通目数滑石粉的；与普通超细滑石粉填充的聚丙烯改性材料相比，本发明所用低白度超细滑石粉价格相对低廉，有助于材料成本的控制，同时也不会降低材料的各项力学性能。
3、本发明实施简单，易于工业化生产的要求。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。本发明的范围在权利要求书中提出，不受这些实施例的限制。
在实施例及对比例的材料配方中，所述的聚丙烯为共聚丙烯，熔体流动速率为10g/10min。所述的增韧剂POE为美国Dupont公司产的线形乙烯-辛烯共聚物，商品牌号为Engage 8180，密度为0.863g/cm3，熔体流动速率为0.5g/10min。所述的低白度超细滑石粉为IMERY公司的Jetfine T1 CA，白度为80度，平均粒径为1.3μm。所述的普通目数滑石粉为市售1250目滑石粉，白度为92度，平均粒径为9～10μm。所述的其他超细滑石粉为IMERY公司的Jetfiane 3 CA，白度为92度，平均粒径为0.8～1.5μm。所述的主抗氧剂3114为BASF公司生产，商品牌号为Irganox 3114，化学名称为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯；辅抗氧剂168为BASF公司生产，商品牌号为Irgafos 168，化学名称为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
将聚丙烯、滑石粉、增韧剂、抗氧剂和其它添加剂在高速混合器中干混5～15分钟；将混合均匀的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出，冷却造粒得到聚丙烯改性材料，其工艺为：一区180～190℃，二区185～195℃，三区185～195℃，四区185～195℃，机头190～200℃，双螺杆挤出机转速为100～1000转/分，压力为12～18MPa。
性能评价方式
将上述方法制备好的粒子，放于温度为90～100℃的鼓风干燥箱中干燥1～2小时，后将干燥好的粒子取出，用注塑机注塑制样。
弯曲性能测试：按ISO 178标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm，弯曲模量按切线方向进行；
拉伸性能测试：按ISO 527-2标准进行，试样尺寸为170*10*4mm，拉伸速度为50mm/min；
简支梁冲击强度测试：按ISO 179-1标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一；
耐刮擦性能测试：按PV 3952标准进行，仪器为Erichsen 430P自动划格仪，刮划速度为1000mm/min，试样尺寸至少为40*40mm。之后用色差仪测量刮划区域与未刮划区域色差L的变化ΔL，ΔL越小，说明材料的耐刮擦性能越好。
各实施例和对比例配方及性能测试结果见下列各表：
表1 实施例1-4及对比例1-6材料配方(重量％)
表2 实施例1-4及对比例1-6性能测试结果
从实施例1～4与对比例1～6的测试结果对比可以看出，低白度超细滑石粉无论在综合力学性能上还是耐刮擦性能上均远远优于普通目数滑石粉。同时与同等粒径的超细滑石粉相比，其综合性能基本相近，但是耐刮擦性能要更好。

Claims (8)

1.一种耐刮擦性好的聚丙烯改性材料，其特征在于：由下列重量百分比的原料组成：
2.根据权利要求1所述的一种耐刮擦性好的聚丙烯改性材料，其特征在于：在230℃、2.16kg的测试条件下，所述的聚丙烯为熔体流动速率在5～60g/10min之间的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯。
3.根据权利要求2所述的一种耐刮擦性好的聚丙烯改性材料，其特征在于：所述的嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量为4～8mol％。
4.根据权利要求1所述的一种耐刮擦性好的聚丙烯改性材料，其特征在于：所述的低白度超细滑石粉白度为70～85度，采用沉降法测得的平均粒径为1～5μm，密度为0.5～2g/cm3。
5.根据权利要求1所述的一种耐刮擦性好的聚丙烯改性材料，其特征在于：所述的增韧剂为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物和丙烯-辛烯共聚物中的一种或两种以上的组合物。
6.根据权利要求1所述的一种耐刮擦性好的聚丙烯改性材料，其特征在于：所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚类和硫酯类抗氧剂中的一种或几种组合，辅助抗氧剂为亚磷酸盐类和酯类抗氧剂中的一种或几种组合。
7.根据权利要求1所述的一种耐刮擦性好的聚丙烯改性材料，其特征在于：所述的其它添加剂包括本领域技术人员认为所需的着色剂、表面活性剂、偶联剂、阻燃剂、光稳定剂、加工助剂、抗静电助剂、抗微生物助剂和润滑剂中的一种或两种以上的组合物。
8.权利要求1所述耐刮擦性好的聚丙烯改性材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按重量配比称取原料；
(2)将步骤(1)放在高速混合器中干混3～15分钟，将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得聚丙烯改性材料；
(3)其中螺筒内温度为：一区180～190℃，二区185～195℃，三区185～195℃，四区185～195℃，机头190～200℃，双螺杆挤出机转速为100～1000转/分，压力为12～18MPa。
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