CN106832573A - 一种低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料 - Google Patents

一种低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料，均聚聚丙烯30～60份；共聚聚丙烯5～25份；乙烯‑辛烯共聚物5～15份；滑石粉2～8份；耐刮擦助剂1‑5份；色母1～2份；主抗氧剂0.2～0.4份；辅助抗氧剂0.2～0.4份。本发明所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料在体系中添加气味吸附剂，使材料中残留及在生产加工过程中产生的影响材料气味的醛酮类小分子物质被吸附并脱离出材料体系，从而有效的降低材料的气味性。

Description

一种低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料
技术领域
本发明属于高分子改性的技术领域，尤其是涉及一种低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料。
背景技术
为了减少燃油消耗和降低二氧化碳排放，汽车的轻量化已经成为众所关注的焦点之一。研究表明，汽车整车质量每减少100kg，百公里油耗可降低0.3～0.6L。此外，汽车轻量化还可以提高汽车动力性，节省材料，降低成本。纯聚丙烯材料的密度为0.90g/cm3，目前使用在汽车上的聚丙烯材料一般为滑石粉填充、玻纤填充材料，而以20％-30％矿物填充为主流产品，其材料密度分布在1.04～1.12g/cm3，通过减少矿物填充量来降低材料密度，而保持材料良好的机械性能，是实现车用聚丙烯材料减重的重要趋势之一。
在汽车零件使用生命周期中，因人为或非人为等因素，零件表面会受到一定的破坏，影响零件的外观。故有些主机厂为考察材料表面抵抗外力损坏的性能，特制定相应的标准来考察材料的耐刮擦性能(如大众PV3952标准)，即通过对锐棱或倒圆物体施加一定力，在材料表面采用一定的速率对样品划出各20条相互垂直的直线，并通过测量刮擦前后色差值(DL)来判断材料抵抗利器划伤的能力。滑石粉填充改性材料在提高材料的刚性及尺寸稳定问题的同时，也降低了材料的耐刮擦性能，故改善滑石粉填充聚丙烯材料的耐刮擦性能也是各大主机厂及材料厂家关注的重点。
同时零件在日期累月的使用过程中，在受光受热条件下，材料中表面张力较低的小分子物质会逐渐迁移至零件表面，造成零件表面小分子物质聚集，从而表观上呈现出发粘的现象。大众集团制定的PV1306标准，模拟材料经光照及高热实验后，通过判断表面是否存在发粘现象来间接表征是否有小分子物质析出。
发明内容
为了克服上述的技术难题，本发明的目的为提供一种低密度、高流动、高刚性滑石粉填充聚丙烯材料。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料，由包括如下重量份数的组分制备而得：
进一步的，所述的均聚聚丙烯在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥25g/10min。
进一步的，所述的共聚聚丙烯在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥15g/10min。
进一步的，所述的乙烯-辛烯共聚物在测试温度为测试温度为190℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥0.5g/10min。
进一步的，所述的滑石粉为粒径分布在3000目-5000目的滑石粉中一种或两种以上的混合物。
进一步的，所述的耐刮擦助剂为酰胺类化合物、硅氧烷类化合物中一种或两种的混合物。
进一步的，所述的主抗氧剂为受阻酚类化合物；优选地，所述的主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
进一步的，所述的辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物；优选地，所述的辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
上述低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
(1)称取均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、耐刮擦助剂、色母、主抗氧剂、辅助抗氧剂，并将其在高混机内高速混合1～3min，混合均匀后得到预混料；
(2)将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥即得成品。
进一步的，所述双螺杆挤出机中熔融挤出的条件为：一区温度80-120℃，二区温度190-210℃，三区温度210-230℃，四区温度210-230℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度210-230℃，主机转速250-600转/分钟；所述双螺杆挤出机的长径比为40：1。
相对于现有技术，本发明所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料具有以下优势：
(1)本发明所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料加入到材料体系内的滑石粉含量在5％左右，密度控制在0.94±0.02g/cm3,可使其潜在零件减重10％-30％左右；
(2)本发明所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料材料具备较高的耐刮擦性能，经过大众PV3952实验后，经刮擦处明暗变化(△L)≤1.5；
(3)本发明所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料材料经大众PV1306五个光照周期实验后，其表面发粘程度可判定为不粘，具有良好的抗析出性能。
具体实施方式
除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
在说明书和权利要求书中使用的，单数型“一个”和“这个”包括复数参考，除非上下文另有清楚的表述。例如，术语“(一个)细胞”包括复数的细胞，包括其混合物。
所有的数字标识，例如pH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1-3中使用的均聚聚丙烯为在在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率为30g/10min；使用的共聚聚丙烯在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率为10g/10min；使用的乙烯-辛烯共聚物为在测试温度为测试温度为190℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率为1g/10min。
实施例1
称取60份均聚聚丙烯，27份共聚聚丙烯，10份乙烯-辛烯共聚物，5份3000目滑石粉，1份酰胺类耐刮擦助剂，1份色母，0.3份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168；
将上述原料投入高速混合机中充分搅拌得到预混料，将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥，即得。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度90℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，主机转速500转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40：1。
实施例2
称取60份均聚聚丙烯，27份共聚聚丙烯，10份乙烯-辛烯共聚物，5份5000目滑石粉，1份硅氧烷类耐刮擦助剂，1份色母，0.3份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168；
将上述原料投入高速混合机中充分搅拌得到预混料，将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥，即得。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度90℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，主机转速500转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
实施例3
称取60份均聚聚丙烯，27份共聚聚丙烯，10份乙烯-辛烯共聚物，5份5000目滑石粉，0.5份酰胺类耐刮擦助剂，0.5份硅氧烷类耐刮擦助剂，1份色母，0.3份主抗氧剂1010，0.3份辅助抗氧剂168；
将上述原料投入高速混合机中充分搅拌得到预混料，将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥，即得。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度90℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，主机转速500转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
将实施例1-3得到的成品进行性能测试，其中性能测试方法为：拉伸性能按ISO527执行；弯曲性能按ISO178执行；冲击性能按ISO179执行；密度按ISO 1183执行；熔融指数按ISO1133执行；耐刮擦性能按大众PV3900执行；析出发粘性能按照大众PV1306执行。具体的测试结果见下表：
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：该材料由包括如下重量份数的组分制备而得：
2.根据权利要求1所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的均聚聚丙烯在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥25g/10min。
3.根据权利要求1所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的共聚聚丙烯在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥15g/10min。
4.根据权利要求1所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的乙烯-辛烯共聚物在测试温度为测试温度为190℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥0.5g/10min。
5.根据权利要求1所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的滑石粉为粒径分布在3000目-5000目的滑石粉中一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的耐刮擦助剂为酰胺类化合物、硅氧烷类化合物中一种或两种的混合物。
7.根据权利要求1所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的主抗氧剂为受阻酚类化合物；优选地，所述的主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
8.根据权利要求1所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物；优选地，所述的辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
9.权利要求1-8中任一所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
(1)称取均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、耐刮擦助剂、色母、主抗氧剂、辅助抗氧剂，并将其在高混机内高速混合1～3min，混合均匀后得到预混料；
(2)将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥即得成品。
10.根据权利要求9所述的低密度耐刮擦抗发粘滑石粉填充聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机中熔融挤出的条件为：一区温度80-120℃，二区温度190-210℃，三区温度210-230℃，四区温度210-230℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度210-230℃，主机转速250-600转/分钟；所述双螺杆挤出机的长径比为40：1。
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