CN105504502A - 一种可自修复挤出级聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可自修复挤出级聚丙烯复合材料及其制备方法，这种聚丙烯复合材料按重量百分比计，由以下原料组成：聚丙烯43～96.8％，弹性体2～20％，滑石粉0～30％，含氟聚合物组合物1～5％，抗氧剂0.1～2％。本发明通过在材料配方中引入含氟聚合物组合物，在挤出成型过程中，由于树脂熔体与螺筒间的剪切摩擦，含氟聚合物倾向于迁移至制品表面，一方面有利于防止产品表面划伤，另一方面由于应力划擦而产生的微观表面位移变形可以得到快速修复。从而解决了聚丙烯挤出制品在应用过程中由于应力划伤而导致的外观问题。

Description

一种可自修复挤出级聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种挤出级聚丙烯复合材料，特别是一种可自修复挤出级聚丙烯复合材料；本发明还给出了一种可自修复挤出级聚丙烯复合材料的制备方法。
背景技术
聚烯烃材料由于价格低、比重轻、耐化学性好以及易加工等特点，被广泛地应用于汽车领域，尤其是聚丙烯材料，其强度高、综合性能较好，是应用于汽车内外饰件最多的聚烯烃材料。随着汽车工业的发展，汽车用聚丙烯的用量不断增加，消费者对汽车饰件的要求也日益提高。但是汽车饰件在使用过程中不可避免地会产生划伤或划痕等，从而影响产品外观的视觉效果，进而影响消费者对消费品的判断倾向。为降低这种表面划伤对产品产生的影响，目前的解决办法主要集中于在聚丙烯复合材料中添加酰胺类或硅酮类耐划伤助剂，通过其迁移至材料表面形成一层表层，从而提高材料表面的爽滑程度，使得产品表面在经受外力划擦时，降低受力表面局部应力位移及撕拉破坏程度，但是这种方法对于应用于带有皮纹的注塑件比较有效，而对于采用挤出工艺生产的光面门窗密封条类制品，效果却并不理想。
针对于光面挤出类制品表面易出现划痕的问题，在进行表面防护的同时，能够进行自修复是更加有效的办法。
中国专利CN102516668A公开了具有划伤自修复功能的聚丙烯热塑性弹性体及其制备方法，利用EPDM磺酸盐离聚物的带电离子会富集在划伤后的断面处，使断面因静电吸引而互相靠拢，而断面处的聚异丁烯粘合剂进而对受损断面进行粘合修复，从而实现材料的自修复功能；专利CN103113663A公开了一种具有自我修复功能的耐划伤聚丙烯复合物及其制备方法，采用了一种壳聚糖类+环氧烷烃类组合来实现材料的高效划伤自修复功能，具有原理是当材料受到微小划伤后，壳聚糖类和环氧烷烃类物质在自然光的作用下发生光化学反应修复受损划痕。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自修复挤出级聚丙烯复合材料及其制备方法，以解决挤出级汽车制品表面易出现划痕的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
本发明所述一种可自修复挤出级聚烯复合材料，由以下按重量百分计(wt％)计的原料组成：
所述聚丙烯为共聚聚丙烯，熔体流动速率为0.3～10g/10min，共聚聚丙烯为无规、嵌段共聚物。
所述弹性体为乙烯—丙烯共聚物、乙烯—已烯共聚物、乙烯—丁烯共聚物和乙烯—辛烯共聚物中的一种或几种的混合物，其密度为0.85～0.90g/cm3。
所述滑石粉的平均粒径为800～10000目。
所述的含氟聚合物组合物主要由聚四氟乙烯(PTFE)和可熔融加工的含氟聚合物(MPF)组成。
所述的可熔融加工的含氟聚合物(MPF)为全氟丙烯乙烯基醚(PFA)、全氟甲基乙烯基醚(MFA)和氟化乙烯丙烯(FEP)的一种或几种。
本发明所用含氟聚合物组合物来自中国专利CN102099416A
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂中的一种或几种；辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的混合物。
所述的主抗氧剂选自1010、3114和DSTP中的一种或几种；辅抗氧剂选自618和168中的一种或两种。
上述可自修复挤出级聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
1)按重量百分比称取各组分；
2)将聚丙烯、弹性体、含氟聚合物组合物在高混机中混合1～3分钟，然后加入滑石粉、抗氧剂再混合1～3分钟得到预混料；
3)预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，其具体工艺为：挤出机温控一区160-180℃，二区200-210℃，三区210-220℃，四区210-220℃，五区210-220℃，六区205-215，七区200-210，压力12-18MPa。
本发明通过在挤出级聚丙烯材料配方中添加含氟聚合物组合物，材料经熔融挤出成型过程中，由于熔体与料筒间的剪切摩擦作用，配方中含氟组分向产品表面迁移，其中非熔融聚四氟乙烯组分与可熔融含氟组分分别在产品表层形成上下两层，当产品表面经受轻微划擦时，表层非熔含氟组分吸收划擦能量，并垂直于作用力方向在应力作用处向两侧位移，同时由可熔含氟组分形成的第二表层起到桥梁，保护内层之聚丙烯材料不会受到进一步的破坏，当应力作用结束后，表层之非熔含氟组分会快速复位，从而实现产品的自修复功能。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的实施方法进行具体说明，但不限制本发明的权利范围。
实施例一
按重量百分比称取表1所示的组分：聚丙烯、弹性体(乙烯-丙烯共聚物)、滑石粉、含氟聚合物组合物(聚四氟乙烯+全氟丙烯乙烯基醚PFA)、抗氧剂。将聚丙烯、弹性体、含氟聚合物组合物先在高混机中混合3分钟，然后再加入滑石粉、抗氧剂，再混合2分钟，高混机转速1500转/分，得到预混料，预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，真空造粒制得可自修复挤出级聚丙烯复合材料。并测定其划伤后及划伤自修复后数据，具体数据列于表1。
实施例二
按重量百分比称取表1所示的组分：聚丙烯、弹性体(乙烯-己烯共聚物)、滑石粉、含氟聚合物组合物(聚四氟乙烯+全氟丙烯乙烯基醚PFA)、抗氧剂。制备方法同实施例一，性能测试数据列于表1。
实施例三
按重量百分比称取表1所示的组分：聚丙烯、弹性体(乙烯-丁烯共聚物)、滑石粉、含氟聚合物组合物(聚四氟乙烯+全氟甲基乙烯基醚MFA)、抗氧剂。制备方法同实施例一，性能测试数据列于表1。
实施例四
按重量百分比称取表1所示的组分：聚丙烯、弹性体(乙烯-辛烯共聚物)、滑石粉、含氟聚合物组合物(聚四氟乙烯+全氟甲基乙烯基醚MFA)、抗氧剂。制备方法同实施例一，性能测试数据列于表1。
实施例五
按重量百分比称取表1所示的组分：聚丙烯、弹性体(乙烯-丙烯共聚物)、滑石粉、含氟聚合物组合物(聚四氟乙烯+氟化乙烯丙烯FEP)、抗氧剂。制备方法同实施例一，性能测试数据列于表1。
实施例六
按重量百分比称取表1所示的组分：聚丙烯、弹性体(乙烯-丁烯共聚物)、滑石粉、含氟聚合物组合物(聚四氟乙烯+氟化乙烯丙烯FEP)、抗氧剂。制备方法同实施例一，性能测试数据列于表1。
实施例七
按重量百分比称取表1所示的组分：聚丙烯、弹性体(乙烯-己烯共聚物)、滑石粉、含氟聚合物组合物(聚四氟乙烯+全氟甲基乙烯基醚MFA)、抗氧剂。制备方法同实施例一，性能测试数据列于表1。
实施例八
按重量百分比称取表1所示的组分：聚丙烯、弹性体(乙烯-辛烯共聚物)、滑石粉、含氟聚合物组合物(聚四氟乙烯+全氟丙烯乙烯基醚PFA)、抗氧剂。制备方法同实施例一，性能测试数据列于表1。
表1实施例中各组分重量百分比及划伤自修复测试数据
实施例中制备所得各可自修复挤出级聚丙烯复合材料，经熔融挤出成型制得成品，用6N划擦力测试其修复前后△L值变化情况，由表1数据分析可知，通过添加含氟聚合物组合物，聚丙烯挤出制品表面经轻微划伤后，经过5min、10min、30min自修复后，划伤表面△L值明显降低，说明产品表面划伤愈合效果明显，而且随着含氟聚合物混合物添加量的增加，划伤自修复效果有加强趋势。

Claims (9)

1.一种可自修复挤出级聚烯复合材料，其特征在于：由以下按重量百分计(wt％)计的原料组成：
2.根据权利要求1所述的一种可自修复挤出级聚烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为共聚聚丙烯，熔体流动速率为0.3～10g/10min，共聚聚丙烯为无规、嵌段共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种可自修复挤出级聚烯复合材料，其特征在于：所述弹性体为乙烯—丙烯共聚物、乙烯—已烯共聚物、乙烯—丁烯共聚物和乙烯—辛烯共聚物中的一种或几种的混合物，其密度为0.85～0.90g/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种可自修复挤出级聚烯复合材料，其特征在于：所述滑石粉的平均粒径为800～10000目。
5.根据权利要求1所述的一种可自修复挤出级聚烯复合材料，其特征在于：所述的含氟聚合物组合物主要由聚四氟乙烯(PTFE)和可熔融加工的含氟聚合物(MPF)组成。
6.根据权利要求5所述的一种可自修复挤出级聚烯复合材料，其特征在于：所述的可熔融加工的含氟聚合物(MPF)为全氟丙烯乙烯基醚(PFA)、全氟甲基乙烯基醚(MFA)和氟化乙烯丙烯(FEP)的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种可自修复挤出级聚烯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂中的一种或几种；辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求7所述的一种可自修复挤出级聚烯复合材料，其特征在于：所述的主抗氧剂选自1010、3114和DSTP中的一种或几种；辅抗氧剂选自618和168中的一种或两种。
9.权利要求1-8任意之一所述一种可自修复挤出级聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)按重量百分比称取各组分；
2)将聚丙烯、弹性体、含氟聚合物组合物在高混机中混合1～3分钟，然后加入滑石粉、抗氧剂再混合1～3分钟得到预混料；
3)预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，其具体工艺为：挤出机温控一区160-180℃，二区200-210℃，三区210-220℃，四区210-220℃，五区210-220℃，六区205-215，七区200-210，压力12-18MPa。
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