CN107011614A - 一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，其技术方案要点是：按重量百分比由以下组分组成：聚丙烯52～71％,无机矿物母粒10～40％,弹性体0～15％,相容剂3～6％,耐刮剂0.1～0.8％,金属颜料1.0～3％,金属颜料表面处理剂0～1.3％,抗氧剂0.1～1％,光稳定剂0.1～1％。本发明的一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，具有较好的金属颜料分散、抗堆积性能及抗剪切的性能，同时成本低廉。

Description

一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料及其制备 方法

【技术领域】

本发明涉及高分子复合材料的改性技术领域，尤其是一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法。

【背景技术】

聚丙烯树脂具有良好的机械性能、加工性能以及耐化学性能，同时质轻、价廉，因而在汽车工业得到了广泛应用。汽车保险杠作为汽车不可或缺的零部件之一，聚丙烯材料是首选。但聚丙烯复合材料一般不耐划伤，其表面硬度低，在使用过程中容易碰撞、摩擦而被划伤影响其美观。传统的喷漆工艺可达到饰件美观、金属质感以及耐划伤等功能，但是喷涂工艺也存在许多问题，由于聚丙烯材料的非极性使得表面涂层的附着力差。其次，底漆溶剂挥发会导致环境污染，整个喷漆过程不环保，生产成本高、产品不良率高且回收困难。这些缺点都限制了聚丙烯复合材料在汽车保险杠上的使用。随着汽车工业的发展，汽车新技术正朝着轻量化、舒适化、安全化的方向发展，而免喷涂材料正成为未来汽车保险杠的发展趋势。

有关免喷涂聚丙烯复合材料已有一些报道，提出了一些解决方案。而要达到免喷涂金属效果，主要是通过在基体树脂中加入金属颜料来实现的，而金属颜料的剪切敏感性及取向和堆积的问题，在制品结构复杂及熔流汇聚的地方会产生熔接发暗、金属粉堆积的外观不足，无法满足高品质制品要求，限制了其大规模的应用，在市场上，目前应用于一些小家电产品且对外观要求不高的制件中。

【发明内容】

本发明的一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，具有较好的金属颜料分散、抗堆积性能及抗剪切的性能，同时成本低廉。

本发明另一目的是提供一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，按重量百分比由以下组分组成：

优选的，所述的PP树脂为均聚PP和嵌段共聚PP的一种或其混合物，均聚PP为高结晶树脂，共聚PP为嵌段共聚树脂，熔指大于20g/10min。如果熔融指数低，流动性差，分子抗堆积性会变差，不，如果熔融指数太高的话，分子量太低，抗剪切的性能又会较差，因此，要获得综合性能优良的聚丙烯材料，优选中高熔融指数的聚丙烯树脂。

优选的，所述的无机矿物母粒为滑石粉、POE和加工助剂的混合物，其中滑石粉为70～90重量份，POE为15～30重量份，加工助剂量为1～3重量份，所述滑石粉粒径范围为1～10微米。

优选的，所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物或PBE(丙烯基共聚物)。含有乙烯-辛烯共聚物或丙烯基共聚物，使材料性能更柔软、韧性好，粘结强度高，薄膜的拉伸强皮和撕裂强度突出，耐穿刺，热封性好。

优选的，所述的耐刮剂为硅酮粉、硅酮母粒、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或几种的混合物。耐刮剂主要用作材料的加工润滑剂、脱模剂与耐磨性能改型剂，可克服常用小分子润滑剂难分散、用量大、效率低、易析出等缺点。

优选的，所述的金属颜料为铝粉，形状为片状、银元状，粒径为1～100微米。采用铝粉为金属颜料，为材料提供较好的稳定性。

优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃类聚合物。

优选的，所述的金属颜料表面处理剂为高级脂肪酸、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或几种组合。

优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中一种或其混合物，优选为1010:168＝1:2，所述光稳定剂为光稳定剂770。

一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，包括以下步骤：

S1、按上述配比称量原料；

S2.将聚丙烯树脂、弹性体、无机矿物母粒在混料机中高速混合3～5min，然后加入相容剂、抗氧剂、光稳定剂、耐刮剂、再高速混合3～5min，混料机的温度控制在55～65℃，得到1#预混料；

S3.将金属颜料、金属颜料表面处理剂低速混合3～5min，混料机的温度控制在45～55℃，得到2#预混料；

S4.将1#、2#预混料混和均匀后从双螺杆挤出机喂料口加入，熔融挤出造粒，挤出机各段温度设定190℃、200℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、220℃、210℃，机头温度220℃，螺杆转速为300～480r/min。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，技术方案旨在凸显以下效果：

1.解决免喷涂颜色配色，实现了多种颜色配色方案；

2.提高了表面硬度，提升了耐划伤性能；

3.改善了金属颜料分散、抗堆积性能及抗剪切的性能；

4.简化了喷涂工艺和生产流程，降低生产成本和提升效率；

5.聚丙烯复合材料属于环保材料，可直接回收利用，提高了资源利用率。

【具体实施方式】

结合具体实施例说明本发明的一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法：

S1、表1为实施例1-4及对比例1-2的重量组分，按表1中各原料配方方案进行称量；

S2、将聚丙烯树脂、弹性体、无机矿物母粒在混料机中高速混合3～5min，然后加入相容剂、抗氧剂、光稳定剂、耐刮剂、再高速混合3～5min，混料机的温度控制在55～65℃，得到1#预混料；

S3.将金属颜料、金属颜料表面处理剂低速混合3～5min，混料机的温度控制在45～55℃，得到2#预混料；

S4.将1#、2#预混料混和均匀后从双螺杆挤出机喂料口加入，熔融挤出造粒，挤出机各段温度设定190℃、200℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、220℃、210℃，机头温度220℃，螺杆转速为300～480r/min。

上述材料，均聚高结晶聚丙烯为PPH-MM20-S，嵌段共聚聚丙烯为K9026，熔体流动速率在230℃/2.16kg条件下分别测得为21g/10min和29g/10min，弹性体为埃克森美孚的威达美VM6202，熔体流动速率在230℃/2.16kg条件下分别测得为18g/10min，相容剂为马来酸酐接枝PP阿科玛的CA100，抗氧剂为1010与168的混合物(重量比1:2)，光稳定剂为770。

表1：实施例1-4及对比例1-2的重量组分

挤出造粒之后的粒子进行重新干燥之后，进行注塑，制备出测试力学性能的样板或样条。各实施例的测试标准及测试结果如表2所示。

表2实施例1-4及对比例1-2的重量组分测试对比：

测试方法：按GB/T17037标准注塑样品，材料的金属效果和流痕严重程度采取人工目测评价方法，金属效果按好坏程度分为差、较好、优；流痕严重程度分轻微、一般、严重三个等级，选择至少5人评价；耐刮性能按GMW14688标准测试。

从表1中可以看出，实施例2中金属颜料未进行表面处理，流痕和金属效果均较差；对比例2中没有相容剂，金属效果一般，但流痕严重；对比例1中没有耐刮剂，耐刮性能变差。

这说明依本发明制备的汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料的关键技术在于金属颜料的表面处理、相容剂的含量以及耐刮剂的使用，同时要调节组分之间的比例以期获得物理性能良好的产品。以上实施例是本发明的较佳实施方案，凡依本发明技术方案所作出的改变，所产生的功能作用未能超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于按重量百分比由以下组分组成：

2.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的PP树脂为均聚PP和嵌段共聚PP的一种或其混合物。

3.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的无机矿物母粒为滑石粉、POE和加工助剂的混合物，其中滑石粉为70～90重量份，POE为15～30重量份，加工助剂量为1～3重量份，所述滑石粉粒径范围为1～10微米。

4.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物或PBE(丙烯基共聚物)。

5.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的耐刮剂为硅酮粉、硅酮母粒、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的金属颜料为铝粉，形状为片状、银元状，粒径为1～100微米。

7.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃类聚合物。

8.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的金属颜料表面处理剂为高级脂肪酸、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或几种组合。

9.根据权利要求1所述的一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中一种或其混合物，优选为1010:168＝1:2，所述光稳定剂为光稳定剂770。

10.一种汽车保险杠用金属质感免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于包括以下步骤：

S1、按上述配比称量原料；

S2.将聚丙烯树脂、弹性体、无机矿物母粒在混料机中高速混合3～5min，然后加入相容剂、抗氧剂、光稳定剂、耐刮剂、再高速混合3～5min，混料机的温度控制在55～65℃，得到1#预混料；

S3.将金属颜料、金属颜料表面处理剂低速混合3～5min，混料机的温度控制在45～55℃，得到2#预混料；

S4.将1#、2#预混料混和均匀后从双螺杆挤出机喂料口加入，熔融挤出造粒，挤出机各段温度设定190℃、200℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、220℃、210℃，机头温度220℃，螺杆转速为300～480r/min。