CN106977819A - 一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料由以下质量份组分制备而成：聚丙烯40～55份，增韧剂组合物20～30份，滑石粉20～30份，抗氧剂0.2～0.4份，光稳定剂0.2～0.3份，润滑剂0.1～0.2份，着色母粒0.5～2份。本发明所制备的聚丙烯复合材料具有良好的刚性和韧性、优异的低温性能以及良好的外观，能够很好地满足汽车主机厂的要求。

Description

一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料技术领域。
背景技术
聚丙烯(PP)密度小、价格便宜、加工成型方便、化学稳定性好，被广泛应用在汽车、家电、电子电器等领域。近年来，随着汽车行业的不断发展，人们对汽车美观性、实用性、安全性提出更高的要求。汽车制动器、进气管等构件已开发出抗爆破强度高的塑料材料。汽车仪表板作为汽车内部一个重要的部件，不仅起着支撑仪表的作用，并且在碰撞等危险事故中起到保护乘客的作用。而普通汽车仪表板在事故发生过程中，对乘客起到保护作用有限。目前，不少中高档汽车都采用气囊仪表板，在碰撞过程中快速释放气囊，保护乘客安全。在气囊释放过程中，为避免仪表板碎裂、飞溅，对人体造成二次伤害，仪表板需要具有较好的刚性和韧性，以及优异的高低温冲击性能，使得气囊在释放过程中不至于产生尖锐碎片。
因此开发汽车无缝仪表板用聚丙烯材料需要解决两个问题：一是如何提高材料的高低温冲击性能，二是如何避免成型制件外观缺陷。有文献报道，添加一定份数增韧剂和PE协同作用，聚丙烯复合材料常温冲击性能得到显著提升，但是材料低温冲击性能改善效果不理想，不能满足主机厂低温爆破要求。另外，高韧性聚丙烯复合材料往往橡胶含量较多，粘弹性大，出模膨胀率高，制件容易产生虎皮纹，影响产品外观。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料及其制备方法，该聚丙烯复合材料具有良好的刚性和韧性、优异的低温冲击性能以及良好的外观。
本发明通过如下方案实现：
一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料，由如下组分按质量份制备而成：
聚丙烯 40～55份
增韧剂组合物 20～30份
滑石粉 20～30份
抗氧剂 0.2～0.4份
光稳定剂 0.2～0.3份
润滑剂 0.1～0.2份
着色母粒 0.5～2份；
优选地，所述聚丙烯材料为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一种或两种组合而成；
优选地，所述均聚聚丙烯在230℃，2.16kg条件下熔融指数为12～35g/10min；
优选地，所述共聚聚丙烯在230℃，2.16kg条件下熔融指数为10～100g/10min；
优选地，所述增韧剂组合物为热塑性弹性体A和热塑性弹性体B的组合物；
优选地，所述热塑性弹性体A的门尼粘度为ML121℃1+4为25～35，热塑性弹性体B的门尼粘度ML121℃1+4为8～12；
优选地，所述热塑性弹性体A和热塑性弹性体B的比例为2～4:1；
优选地，所述的滑石粉目数大于2500目；
一种汽车仪表板用聚丙烯的制备方法，其制备过程主要包括如下：
(1)按质量份数称取聚丙烯，增韧剂组合物，滑石粉，抗氧剂，光稳定剂，润滑剂，着色母粒，然后一起加入高混机中，高速混合4～8min；
(2)利用双螺杆挤出机，将混合均匀的物料进行挤出造粒，达到熔融共混改性的目的；挤出温度180～220℃，螺杆转速450～550r/min，真空度大于0.05MPa。
本发明的优点和有益效果为：
(1)本发明优选一种热塑性弹性体A作为主增韧剂，支链较多，对聚丙烯增韧效果显著；当添加超出一定比例的热塑性弹性体A后，能在聚丙烯复合材料中形成网络结构，改善复合材料低温冲击性能，有效提升无缝仪表板的低温安全性；
(2)本发明选用的增韧剂组合物由特定比例的不同门尼粘度的热塑性弹性体组合而成，可以在基体树脂中构建粘度梯度体系，降低材料粘弹性及出模膨胀率，明显改善复合材料虎皮纹，提升无缝仪表板的感官舒适性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，实施例配方具体详情如表一所示：
其中均聚聚丙烯熔融指数为12～35g/10min(温度230℃，负荷2.16kg)
共聚聚丙烯熔融指数为10～100g/10min(温度230℃，负荷2.16kg)
热塑性弹性体A门尼粘度为ML121℃1+4为25～35
热塑性弹性体B门尼粘度为ML121℃1+4为8～12
滑石粉目数大于2500目。
实施例1
将30份共聚聚丙烯1、10份均聚聚丙烯1、20份热塑性弹性体A、10份热塑性弹性体B、28.1份滑石粉、0.2份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂Znst、0.3份3808光稳定剂、1份着色母粒加入到高速混合机中，混合5min。通过双螺杆挤出机进行熔融共混，挤出造粒。挤出机各区间设定温度180～220℃，螺杆转速450～550r/min，真空度大于0.05MPa。
实施例2
将28.2份共聚聚丙烯2、14份均聚聚丙烯2、20.5份热塑性弹性体A、6份热塑性弹性体B、30份滑石粉、0.15份抗氧剂1010、0.15份抗氧剂168、0.2份Znst、0.3份3808光稳定剂、0.5份着色母粒加入到高速混合机中，混合5min。按实施例1挤出工艺进行挤出造粒。
实施例3
将35份共聚聚丙烯2、20份共聚聚丙烯3、16份热塑性弹性体A、4份热塑性弹性体B，22.5份滑石粉、0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、0.1份Znst、0.2份3808光稳定剂、2份着色母粒加入到高速混合机中，混合5min。按实施例1挤出工艺进行挤出造粒。
实施例4
将26.4份共聚聚丙烯2、26份共聚聚丙烯3、18份热塑性弹性体A、8份热塑性弹性体B、20份滑石粉、0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、0.1份Znst、0.2份3808光稳定剂、1份着色母粒加入到高速混合机中，混合5min。按实施例1挤出工艺进行挤出造粒。
实施例5
将36.4份共聚聚丙烯2、16份均聚聚丙烯2、20份热塑性弹性体A、5份热塑性弹性体B、21份滑石粉、0.15份抗氧剂1010、0.15份抗氧剂168、0.1份Znst、0.2份3808光稳定剂、1份着色母粒加入到高速混合机中，混合5min。按实施例1挤出工艺进行挤出造粒。
对比例1
将36.4份共聚聚丙烯2、16份均聚聚丙烯2、25份热塑性弹性体A、21份滑石粉、0.15份抗氧剂1010、0.15份抗氧剂168、0.1份Znst、0.2份3808光稳定剂、1份着色母粒加入到高速混合机中，混合5min。按实施例1挤出工艺进行挤出造粒。
对比例2
36.4份共聚聚丙烯1、16份均聚聚丙烯1、22份热塑性弹性体A、3份热塑性弹性体B、22份滑石粉、0.15份抗氧剂1010、0.15份抗氧剂168、0.1份Znst、0.2份3808光稳定剂、1份着色母粒加入到高速混合机中，混合5min。按实施例1挤出工艺进行挤出造粒。
对比例3
将34.4份共聚聚丙烯2、16份均聚聚丙烯2、14份热塑性弹性体A、6份热塑性弹性体B、6份PE、22份滑石粉、0.15份抗氧剂1010、0.15份抗氧剂168、0.1份Znst、0.2份3808光稳定剂、1份着色母粒加入到高速混合机中，混合5min。按实施例1挤出工艺进行挤出造粒。
实施例1～5和对比例1～3配方及物性见如下表一，表二：
表一
表二
由实施例和对比例3可以看出，添加PE后，在降低增韧剂用量的情况下，常温冲击仍能达到50KJ/m2以上，但是低温冲击却下降明显，不利于无缝仪表板的低温安全性；由实施例和对比例1-2可以看出，添加的增韧剂组合物中无热塑性弹性体B或者热塑性弹性体A和B的比例不在特定比例范围内时，产品均有明显的虎皮纹外观缺陷，大大影响无缝仪表板的美观；由实施例1-5可以看出，添加特定比例的增韧剂组合物后，材料常温冲击均稳定保持在50KJ/m2以上，同时低温冲击维持在10KJ/m2以上，低温性能良好，有效保障无缝仪表板的低温安全性；同时热塑性弹性体A和B保持在特定比例时，可以有效改善产品的虎皮纹缺陷，提高无缝仪表板的美观性。

Claims (9)

1.一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下质量份数组分组成：
聚丙烯40～55份,
增韧剂组合物20～30份,
滑石粉20～30份,
抗氧剂0.2～0.4份,
光稳定剂0.2～0.3份,
润滑剂0.1～0.2份,
着色母粒 0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯材料为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一种或两种组合而成。
3.根据权利要求2所述的一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料，其特征在于:所述均聚聚丙烯在230℃，2.16kg条件下熔融指数为12～35g/10min。
4.根据权利要求2所述的一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料，其特征在于:所述共聚聚丙烯在230℃，2.16kg条件下熔融指数为10～100g/10min。
5.根据权利要求1所述的一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料，其特征在于：所述增韧剂组合物为热塑性弹性体A和热塑性弹性体B的组合物。
6.根据权利要求5所述的一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料，其特征在于：所述热塑性弹性体A的门尼粘度为ML121℃ 1+4为25～35，热塑性弹性体B的门尼粘度ML121℃ 1+4为8～12。
7.根据权利要求5所述的一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料，其特征在于：所述热塑性弹性体A和热塑性弹性体B的质量比例为2～4:1。
8.根据权利要求1所述的一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料，其特征在于：所述滑石粉的目数大于2500目。
9.制备权利要求1~8任一项所述的一种无缝仪表板用聚丙烯复合材料的方法，其特征在于：其制备过程主要包括如下步骤：
（1）按质量份数称取聚丙烯、增韧剂组合物、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、着色母粒，然后一起加入高混机中，高速混合4～8min；
（2）利用双螺杆挤出机，将混合均匀的物料进行挤出造粒，达到熔融共混改性的目的；挤出温度180～220℃，螺杆转速450～550r/min，真空度大于0.05MPa。
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