CN104861287A - 一种汽车仪表台用晶须改性pp复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车仪表台用晶须改性PP复合材料及其制备方法，它包括以下重量份的组份：回收的废旧PP碎料100份，高密度聚乙烯5-40份，增韧剂5-30份，晶须1-30份，偶联剂1-10份，抗氧剂1-5份，润滑分散剂1-5份，本发明复合材料采用晶须对回收的废旧PP进行改性，本发明复合材料具有高模量、耐热性能优良、良好的冲击韧性、优良的耐候性能和耐老化性能及阻燃性能，总之综合性能优异，完全可以用于制造汽车仪表台；另外，通过配方中添加高密度聚乙烯、润滑分散剂，显著改善了材料的加工流动性和充模性能，较好地解决了仪表台不易加工的难题。

Description

一种汽车仪表台用晶须改性PP复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料改性加工领域，具体涉及PP塑料的改性加工，特别涉及一种汽车仪表台用晶须改性PP复合材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着汽车工业的迅猛发展以及塑料改性技术的不断进步，改性PP在汽车行业得到了越来越广泛的应用，其在汽车向轻量化、节能化的发展过程中充当了非常重要的角色。目前，国际汽车热塑性复合材料的主要研究课题是重点提高材料的物理力学性能，增强树脂是当前汽车热塑性复合材料研发的一大热点（如增强PP）。目前国内PP改性技术发展十分迅速，改性PP复合材料品种繁多，但适合于制造汽车内饰件的PP改性材料主要依赖进口。
目前国内外汽车仪表台用热塑性改性材料主要有PU（软化仪表台材料）和滑石粉填充改性的PP材料等。PU价格比较高，且材料来源受限。而滑石粉填充改性PP材料冲击韧性和弯曲强度不理想而且二者取得不了平衡，达不到制造汽车仪表台的要求。
用晶须改性PP，不仅能增强而且具有阻燃性能，晶须是高性能的阻燃增强纤维，特别适合于增强PP。尤其适合加工形状复杂、尺寸精度要求高的汽车仪表台等零部件。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种具有耐热性能优良、高模量、冲击韧性良好、耐候性能、耐老化性能及阻燃性能优良的汽车仪表台用晶须改性PP复合材料。
本发明的另一目的在于提供上述汽车仪表台用晶须改性PP复合材料的制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车仪表台用晶须改性PP复合材料，它包括以下重量份的组份：回收的废旧PP碎料100份，高密度聚乙烯 5-40份，增韧剂5-30份，晶须1-30份，偶联剂1-10份，抗氧剂1-5份，润滑分散剂1-5份。
所述的增韧剂为乙烯-丙烯-非共轭二烯烃的三元共聚物(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)中的一种。
所述的晶须包括硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、钛酸钾晶须、碱式硫酸镁晶须以及碱式氯化镁晶须。
所述的偶联剂包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、过氧化二异丙苯、γ-( 甲基丙烯酰氧基) 丙基三甲氧基硅烷。
本发明提供的上述汽车仪表台用晶须改性PP复合材料的制备方法具体包括以下步骤：
步骤一、对晶须进行活化处理：将偶联剂和晶须在放入高速混合机中进行高速搅拌5-10min，出料，然后60-80℃条件下烘干备用；
步骤二、按配方分别称取回收的废旧PP碎料、上述步骤活化处理的晶须、高密度聚乙烯、增韧剂、抗氧剂以及润滑分散剂并依次投入高速混合机中进行充分搅拌混合，搅拌时间10-15min；
步骤三、将上述搅拌均匀的混合物料投入螺杆挤出机挤出，设置挤出机温度为180-190℃，压强为15-20Mpa；
步骤四、螺杆挤出机挤出的条料经水槽冷却和空气冷却, 然后引入切粒机切成颗粒。
本发明具有的有益效果为：首先，本发明采用回收的废旧PP碎料，使废旧塑料回收再利用，变废为宝、节约了资源、减少了环境污染；其次，本发明中采用HDPE 作为PP与增韧剂之间的增容剂，HDPE不但增加了PP 与增韧剂之间的相容性，而且与增韧剂协同对PP 起到了较好的增韧作用, 在保持材料体系拉伸强度基本不变的情况下, 使断裂伸长率大大提高，使本发明复合材料表现出优良的韧性；重要的是，本发明采用晶须改性PP，使复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、热变形温度都大幅度提高；总之，本发明复合材料具有耐热性能优良、高模量、冲击韧性良好、耐候性能、耐老化性能及阻燃性能优良的优点，而且本发明制备简单，生产成本低，为晶须改性PP复合材料的技术的大力推广以及产业化应用打下了坚实的基础。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细描述，并非限定其保护范围。
实施例1
称取回收的废旧PP碎料100 kg，高密度聚乙烯 20 kg，增韧剂POE20 kg，碱式硫酸镁晶须5 kg，偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷2 kg，抗氧剂2 kg，润滑分散剂5 kg; 将上述称好的偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷和碱式硫酸镁晶须在放入高速混合机中进行高速搅拌8min，出料，然后80℃条件下烘干备用；分别将称取回收的废旧PP碎料、上述步骤活化处理的碱式硫酸镁晶须、高密度聚乙烯、增韧剂POE、抗氧剂以及润滑分散剂并依次投入高速混合机中进行充分搅拌混合，搅拌时间10min；将上述搅拌均匀的混合物料投入螺杆挤出机挤出，设置挤出机温度为185℃，压强为15Mpa；螺杆挤出机挤出的条料经水槽冷却和空气冷却, 然后引入切粒机切成颗粒。
实施例2
称取回收的废旧PP碎料100 kg，高密度聚乙烯 30 kg，增韧剂EPDM 20 kg，碱式氯化镁晶须5 kg，偶联剂γ-氨基丙基三乙氧基硅烷5 kg，抗氧剂3 kg，润滑分散剂5 kg; 将上述称好的偶联剂γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和碱式氯化镁晶须在放入高速混合机中进行高速搅拌10min，出料，然后80℃条件下烘干备用；分别将称取回收的废旧PP碎料、上述步骤活化处理的碱式氯化镁晶须、高密度聚乙烯、增韧剂EPDM、抗氧剂以及润滑分散剂并依次投入高速混合机中进行充分搅拌混合，搅拌时间10min；将上述搅拌均匀的混合物料投入螺杆挤出机挤出，设置挤出机温度为185℃，压强为15Mpa；螺杆挤出机挤出的条料经水槽冷却和空气冷却, 然后引入切粒机切成颗粒。
实施例3
称取回收的废旧PP碎料100 kg，高密度聚乙烯 25 kg，增韧剂SEBS 20 kg，钛酸钾晶须8 kg，偶联剂过氧化二异丙苯3 kg，抗氧剂2 kg，润滑分散剂5 kg; 将上述称好的偶联剂过氧化二异丙苯和钛酸钾晶须在放入高速混合机中进行高速搅拌10min，出料，然后80℃条件下烘干备用；分别将称取回收的废旧PP碎料、上述步骤活化处理的钛酸钾晶须、高密度聚乙烯、增韧剂SEBS、抗氧剂以及润滑分散剂并依次投入高速混合机中进行充分搅拌混合，搅拌时间10min；将上述搅拌均匀的混合物料投入螺杆挤出机挤出，设置挤出机温度为190℃，压强为15Mpa；螺杆挤出机挤出的条料经水槽冷却和空气冷却, 然后引入切粒机切成颗粒。
实施例4
称取回收的废旧PP碎料100 kg，高密度聚乙烯 25 kg，增韧剂POE 20 kg，碱式氯化镁晶须8 kg，偶联剂γ-氨基丙基三乙氧基硅烷2 kg，抗氧剂3kg，润滑分散剂5 kg; 将上述称好的偶联剂γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和碱式氯化镁晶须在放入高速混合机中进行高速搅拌10min，出料，然后80℃条件下烘干备用；分别将称取回收的废旧PP碎料、上述步骤活化处理的碱式氯化镁晶须、高密度聚乙烯、增韧剂POE、抗氧剂以及润滑分散剂并依次投入高速混合机中进行充分搅拌混合，搅拌时间10min；将上述搅拌均匀的混合物料投入螺杆挤出机挤出，设置挤出机温度为190℃，压强为15Mpa；螺杆挤出机挤出的条料经水槽冷却和空气冷却, 然后引入切粒机切成颗粒。
对比例
对比例中的配方为：回收的废旧PP碎料100 kg，高密度聚乙烯 20 kg，制备方法如下：将称好的废旧PP碎料和高密度聚乙烯投入高速混合机中进行充分搅拌混合，搅拌时间10min；将上述搅拌均匀的混合物料投入螺杆挤出机挤出，设置挤出机温度为190℃，压强为15Mpa；螺杆挤出机挤出的条料经水槽冷却和空气冷却, 然后引入切粒机切成颗粒。
对上述实施例的复合材料进行力学性能测试，测试依据如下：测试数据见表1
拉伸强度按 GB/T1040-2006 测试；
弯曲强度及弯曲弹性模量 按 GB/T9341-2008 测试；
缺口冲击强度按 GB/T1843-2008测试；
热变形温度 按GB/T1634.1-2004 测试。
表1 上述实施例的复合材料力学性能测试结果
从表1中的数据可以看出HDPE不但增加了PP 与增韧剂之间的相容性，而且与增韧剂协同对PP 起到了较好的增韧作用，使本发明复合材料表现出优良的抗冲击性能；另外，通过使用晶须改性PP，本发明的复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、热变形温度都大幅度提高；总之，本发明复合材料具有耐热性能优良、高模量、冲击韧性良好、耐候性能、耐老化性能及阻燃性能优良的优点。本发明的复合材料综合性能优异，可以用于汽车仪表台的制造。
某汽车集团公司用本发明提供的汽车仪表台用晶须改性PP复合材料制造出轿车仪表台，按该公司提供的轿车标准有关规定，经国家权威塑料产品质量监督检验站检测，产品性能均达到要求，其检测结果见表2。
表2轿车仪表台性能
从表2明显看出，使用本发明提供的复合材料试制的轿车仪表台，
经国家权威检测机构进行检验，其材料性能和制品各项性能均符合技术标准要求。

Claims (5)

1.一种汽车仪表台用晶须改性PP复合材料，其特征在于：它包括以下重量份的组份：回收的废旧PP碎料100份，高密度聚乙烯 5-40份，增韧剂5-30份，晶须1-30份，偶联剂1-10份，抗氧剂1-5份，润滑分散剂1-5份。
2.如权利要求1所述的一种汽车仪表台用晶须改性PP复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯-丙烯-非共轭二烯烃的三元共聚物、乙烯-辛烯共聚物、氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种。
3.如权利要求1所述的一种汽车仪表台用晶须改性PP复合材料，其特征在于：所述的晶须包括硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、钛酸钾晶须、碱式硫酸镁晶须以及碱式氯化镁晶须。
4.如权利要求1所述的一种汽车仪表台用晶须改性PP复合材料，其特征在于：所述的偶联剂包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、过氧化二异丙苯、γ-( 甲基丙烯酰氧基) 丙基三甲氧基硅烷。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种汽车仪表台用晶须改性PP复合材料，其特征在于：它的制备方法包括如下步骤：
步骤一、对晶须进行活化处理：将偶联剂和晶须在放入高速混合机中进行高速搅拌5-10min，出料，然后60-80℃条件下烘干备用；
步骤二、按配方分别称取回收的废旧PP碎料、上述步骤活化处理的晶须、高密度聚乙烯、增韧剂、抗氧剂以及润滑分散剂并依次投入高速混合机中进行充分搅拌混合，搅拌时间10-15min；
步骤三、将上述搅拌均匀的混合物料投入螺杆挤出机挤出，设置挤出机温度为180-190℃，压强为15-20Mpa；
步骤四、螺杆挤出机挤出的条料经水槽冷却和空气冷却, 然后引入切粒机切成颗粒。
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