CN107141609A - 一种耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法。本发明以聚丙烯和热塑性聚酯弹性体为主要组成物质，热塑性聚酯弹性体会浮在聚丙烯的表面形成一种致密的保护膜，从而使聚丙烯复合材料具有良好的耐刮擦性能。由实施例的实验结果可知，本发明得到的耐刮擦聚丙烯复合材料的耐刮擦等级△L最低为0.7，远远地低于汽车内饰耐刮擦标准1.5。此外，本发明得到的耐刮擦聚丙烯复合材料还具有优异的缺口冲击强度等物理性能，具体的缺口冲击强度为10～30KJ/m2，拉伸强度为18～25MPa，断裂伸长率为50～150％，弯曲强度为23～37MPa，弯曲模量为1060～1700MPa，热氧老化性能为500～540H。

Description

一种耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
目前，随着汽车行业的飞速发展，轻量化、安全化、舒适化和环保化是世界汽车工业发展的主要趋势，塑料及其复合材料因此成为了重要的车用材料。
聚丙烯是一种用途广泛的通用塑料，由丙烯单体聚合而成，英文缩写为PP，其熔点为165～175℃，属半结晶性塑料。在车用塑料当中，聚丙烯以密度小、性价比高，具有优异的耐热性能、刚性、耐化学药品腐蚀性，易于加工成型和回收等特性在汽车上得到了广泛的应用，成为汽车用塑料中用量最大、发展速度最快的材料。
然而，聚丙烯材料表面耐划伤性能差，很大程度上降低了产品的美观程度，同时，在制品表面产生的划痕也会导致应力集中，在一定程度上限制了其使用性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法，本发明提供的聚丙烯复合材料具有优异的耐刮擦性能。
本发明提供了一种耐刮擦聚丙烯复合材料，由包含以下质量份的原料熔融挤出得到：
优选的，所述聚丙烯包含均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。
优选的，所述共聚聚丙烯为丙烯和乙烯的共聚物，乙烯单元在所述共聚聚丙烯中的含量为4～10mol％。
优选的，所述热塑性聚酯弹性体的邵氏硬度为30～82D。
优选的，所述滑石粉的粒径为1～10μm。
优选的，所述热稳定剂为硫代二丙酸十八酯。
优选的，所述主抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述辅抗氧剂为三(2,4-二叔丁基酚)亚磷酸酯。
本发明还提供了上述技术方案所述耐刮擦聚丙烯复合材料的制备方法，包含如下步骤：
将所述原料进行干混，得到干混料；所述干混的速率为650～750转/分钟，所述干混的时间为1～4分钟；
将所述干混料进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
优选的，所述熔融挤出为双螺杆熔融挤出；
所述熔融挤出的具体工艺参数为：
所述熔融挤出的一区温度为180～190℃；
所述熔融挤出的二区温度为200～210℃；
所述熔融挤出的三区温度为210～215℃；
所述熔融挤出的四区温度为210～215℃；
所述熔融挤出的五区温度为210～215℃；
所述熔融挤出的六区温度为210～215℃；
所述熔融挤出的七区温度为215～225℃；
所述熔融挤出的八区温度为215～225℃；
所述熔融挤出的九区温度为215～225℃；
所述熔融挤出的十区温度为215～225℃；
所述熔融挤出的一区至十区各区的停留时间独立的为1～2分钟，各区的压力独立的为12～18MPa；
所述熔融挤出的机头温度为215～230℃；
所述熔融挤出的主机转速为300～400转/分钟。
本发明提供了一种耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法。本发明以聚丙烯和热塑性聚酯弹性体为主要组成物质，热塑性聚酯弹性体会浮在聚丙烯的表面形成一种致密的保护膜，从而使聚丙烯复合材料具有良好的耐刮擦性能。由实施例的实验结果可知，本发明得到的耐刮擦聚丙烯复合材料的耐刮擦等级△L最低为0.7，远远地低于汽车内饰耐刮擦标准1.5。此外，本发明得到的耐刮擦聚丙烯复合材料还具有优异的缺口冲击强度等物理性能，具体的缺口冲击强度为10～30KJ/m2，拉伸强度为18～25MPa，断裂伸长率为50～150％，弯曲强度为23～37MPa，弯曲模量为1060～1700MPa，热氧老化性能为500～540H。
具体实施方式
本发明提供了耐刮擦聚丙烯复合材料，由包含以下质量份的原料熔融挤出得到：
本发明制备耐刮擦聚丙烯复合材料的原料包含38～98份聚丙烯，优选为50～90份，更优选为60～80份。在本发明中，所述聚丙烯优选包含均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。在本发明中，当所述聚丙烯同时包含均聚聚丙烯和共聚聚丙烯时，所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯可以按照任意的质量比例进行混合，优选的所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯等质量混合。
在本发明中，所述共聚聚丙烯优选为丙烯和乙烯的共聚物，乙烯单元在所述共聚聚丙烯中的含量优选为4～10mol％，更优选为5～8mol％，最优选为6～7mol％。在本发明中，所述均聚聚丙烯的结晶度优选的≥70％，更优选≥80％，最优选≥90％；所述均聚聚丙烯的等规度优选的≥99％。
在本发明中，所述聚丙烯在230℃×2.16kg条件下的流动速率优选为5～50g/10min，更优选为10～40g/10min，最优选为20～30g/10min。
以38～98份聚丙烯为基准，本发明中制备耐刮擦聚丙烯复合材料的原料包含0～30份滑石粉，优选为5～25份，更优选为10～20份。在本发明中，所述滑石粉的粒径优选为1～10μm，更优选为2～8μm，最优选为4～6μm。在本发明中，所述滑石粉能够起到增强的作用。
以38～98份聚丙烯为基准，本发明中制备耐刮擦聚丙烯复合材料的原料包含0～25份增韧剂，优选为5～20份，更优选为10～15份。在本发明中，所述增韧剂优选为聚烯烃弹性体(POE)类增韧剂和/或三元乙丙橡胶(EPDM)类增韧剂，更优选为POE-8200、POE-8391、EPDM-5601或EPDM-4021。
以38～98份聚丙烯为基准，本发明中制备耐刮擦聚丙烯复合材料的原料包含1～5份热塑性聚酯弹性体(TPEE)。在本发明中，所述热塑性聚酯弹性体的添加量可具体为1份、2份、3份、4份或5份。在本发明中，所述热塑性聚酯弹性体的邵氏硬度优选为30～82D，更优选为40～70D，最优选为50～60D。本发明以聚丙烯和热塑性聚酯弹性体为主要组成物质，热塑性聚酯弹性体会浮在聚丙烯的表面形成一种致密的保护膜，从而使聚丙烯复合材料具有良好的耐刮擦性能。
以38～98份聚丙烯为基准，本发明中制备耐刮擦聚丙烯复合材料的原料包含0.1～1份热稳定剂，优选为0.2～0.8份，更优选为0.4～0.6份。在本发明中，所述热稳定剂优选为硫代二丙酸十八酯。
以38～98份聚丙烯为基准，本发明中制备耐刮擦聚丙烯复合材料的原料包含0.1～1份主抗氧剂，优选为0.2～0.8份，更优选为0.4～0.6份。在本发明中，所述主抗氧剂优选为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
以38～98份聚丙烯为基准，本发明中制备耐刮擦聚丙烯复合材料的原料包含0.1～0.5份辅抗氧剂，优选为0.2～0.4份，更优选为0.3份。在本发明中，所述辅抗氧剂为三(2,4-二叔丁基酚)亚磷酸酯。
作为主抗氧剂的酚类抗氧剂，分中都存在着活泼的氢原子(0～H)，这种氢原子比聚合物碳链上的氢原子(包括碳链上双键的氢)活泼，它能被脱离出来与大分子链自由基R.或R00.结合，生成过氧化氢和稳定的酚氧自由基(ArO.)。由于酚氧自由基邻位取代基数目的增加或其分枝的增加，即增大其空间阻碍效应，这样就可以使其受到相邻较大体积基团的保护，提高了酚氧自由基的稳定性。此外，由于酚氧自由基与苯环同处于大共轭体系中，因而比较稳定，活性较低，不能引发链式反应，只能与另一个活性自由基结合，再次终止一个自由基，生成较稳定的化合物，从而终止链式反应。酚氧自由基的这种稳定性可以防止抗氧剂因直接氧化而消耗过快，并且也能减少链转移反应，从而提高其抗氧化性能。为了更好的阻止链式反应，并截断链增长反应，还需配合使用一种能分解大分子过氧化氢ROOH的抗氧化剂，使它生成稳定的化合物，以阻止链式反应的发展，这类分解过氧化氢的抗氧化剂称为辅助抗氧剂。因此利用主抗氧化剂、辅助抗氧化剂、稳定剂之间的协同效应，可配成各种有效的复合稳定剂。
本发明还提供了一种上述技术方案所述耐刮擦聚丙烯复合材料的制备方法，包含如下具体步骤：
将所述原料进行干混，得到干混料；所述干混的速率为650～750转/分钟，所述干混的时间为1～4分钟；
将所述干混料进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
本发明将所述原料进行干混，得到干混料。在本发明中，所述干混优选在高速混合机中进行。在本发明中，所述干混的速率为650～750转/分钟，优选为670～730转/分钟，更优选为690～710转/分钟；所述干混的时间为1～4分钟，具体的可以为1分钟、2分钟、3分钟或4分钟。在本发明中，所述干混速率用于提供高速剪切力，使得在高速剪切力作用下，能够保证所述热塑性聚酯弹性体会浮在聚丙烯的表面形成一种致密的保护膜。在本发明中，所述干混优选在室温下进行。
得到所述干混料后，本发明将所述干混料进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。在本发明中，所述熔融挤出优选为双螺杆熔融挤出；所述熔融挤出用挤出机优选为南京科倍隆机械有限公司生产的CTE35机。在本发明中，所述熔融挤出的一区温度优选为180～190℃，更优选为182～188℃，最优选为184～186℃；所述熔融挤出的二区温度优选为200～210℃，更优选为202～208℃，最优选为204～206℃；所述熔融挤出的三区温度优选为200～210℃，更优选为202～208℃，最优选为204～206℃；所述熔融挤出的四区温度优选为210～215℃，更优选为211～214℃，最优选为212～213℃；所述熔融挤出的五区温度优选为210～215℃，更优选为211～214℃，最优选为212～213℃；所述熔融挤出的六区温度优选为210～215℃，更优选为211～214℃，最优选为212～213℃；所述熔融挤出的七区温度优选为215～225℃，更优选为218～223℃，最优选为220～221℃；所述熔融挤出的八区温度优选为215～225℃，更优选为218～223℃，最优选为220～221℃；所述熔融挤出的九区温度优选为215～225℃，更优选为218～223℃，最优选为220～221℃；所述熔融挤出的十区温度优选为215～225℃，更优选为218～223℃，最优选为220～221℃。在本发明中，所述熔融挤出的一区至十区各区的停留时间独立的优选为1～2分钟，具体的可以为1分钟、1.2分钟、1.4分钟、1.6分钟、1.8分钟或2分钟；各区的压力独立的优选为12～18MPa，更优选为13～17MPa，最优选为14～16MPa。
在本发明中，所述熔融挤出的机头温度优选为215～230℃，更优选为220～225℃，最优选为222～223℃。在本发明中，所述熔融挤出的主机转速优选为300～400转/分钟，更优选为320～380转/分钟，最优选为340～360转/分钟。
下面结合实施例对本发明提供的耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
在下述实施例中，所述份如无特殊说明均为质量份。
实施例原料来源：POE选用韩国SK公司的NX875，化学名称为乙辛橡胶。
热稳定剂为英国ICE公司的Negonox DSTP。
抗氧剂为Ciba公司的Irganox1010、Irganox168。
实施例1
将67份聚丙烯(均聚PP为SK化学的BH3900，共聚PP为扬子石化的YPJ-1215C，具体质量比例为3:7)、20份滑石粉、10份POE、2份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度180℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度210℃，七区温度215℃，八区温度215℃，九区温度215℃，十区温度215℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头230℃，主机转速为300转/分钟。
实施例2
将66份聚丙烯(均聚PP为SK化学的BH3900，共聚PP为扬子石化的YPJ-1215C，具体质量比例为3:7)、20份滑石粉、10份POE、3份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度190℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，七区温度225℃，八区温度225℃，九区温度225℃，十区温度225℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头215℃，主机转速为350转/分钟。
实施例3
将65份聚丙烯(均聚PP为SK化学的BH3900，共聚PP为扬子石化的YPJ-1215C，具体质量比例为3:7)、20份滑石粉、10份POE、4份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度185℃，二区温度205℃，三区温度205℃，四区温度213℃，五区温度213℃，六区温度213℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头220℃，主机转速为400转/分钟。
实施例4
将64份均聚PP(为SK化学的BH3900)、20份滑石粉、10份POE、5份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度190℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，七区温度225℃，八区温度225℃，九区温度225℃，十区温度225℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头215℃，主机转速为350转/分钟。
实施例5
将69份共聚PP(为扬子石化的YPJ-1215C)、20份滑石粉、10份POE、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度185℃，二区温度205℃，三区温度205℃，四区温度213℃，五区温度213℃，六区温度213℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头220℃，主机转速为400转/分钟。
本发明将实施例1～5得到的耐刮擦聚丙烯复合材料在注塑机(MA600II/130)上注塑成试样(对应的样品分别为样品1、样品2、样品3、样品4和样品5)。所述注塑成试样的具体工艺为：一区温度205℃，二区温度220℃，三区温度220℃，机头225℃，注塑压力为45MPa。本发明对各试样分别进行了弯曲性能测试、拉伸性能测试、简支梁冲击强度、热变形、热氧老化性能和耐刮擦特性测试。
拉伸性能测试按ISO 527-2进行，试样尺寸为150*10*4mm，拉伸速度为50mm/min。
弯曲性能测试按ISO 178进行，试样尺寸为80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm。
简支梁冲击强度按ISO 179进行，试样尺寸为80*6*4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一。
热变形温度按ISO 75进行，试样尺寸为120*10*3.0mm，载荷为1.8MPa。
热氧老化性能按ISO4577进行，试样尺寸为50*10*10mm，测试温度为150℃。
耐刮擦特性按德国大众汽车公司PV3952进行测试，试样尺寸120*120*3mm，测试样件在测试前需在23℃放置48小时。
具体的，各试样的性能结果如表1所示。
表1由实施例1～5得到的耐刮擦聚丙烯复合材料制备的试样的性能结果
复合材料名称 试样1 试样2 试样3 试样4 试样5
聚丙烯(％) 67 66 65 64 69
滑石粉(％) 20 20 20 20 20
POE(％) 10 10 10 10 10
热塑性聚酯弹性体(％) 2 3 4 5 0
抗氧剂168(％) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
抗氧剂1010(％) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
热稳定剂DSTP(％) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
无缺口冲击强度(kJ/m2) 不断 不断 不断 不断 不断
缺口冲击强度(kJ/m2) 24 23 20 15 25
拉伸强度(MPa) 22 22 20 18 23
断裂伸长率(％) 100 120 110 100 110
弯曲强度(MPa) 31 30 28 26 31
弯曲模量(MPa) 1500 1520 1490 1450 1520
热氧老化性能(H) 520 510 540 540 540
耐刮擦等级△L 1.2 0.8 0.7 0.7 3.0
由表1可知，由样品1～5的数据对比可以看出，相较于未添加热塑性聚酯弹性体的方案，热塑性聚酯弹性体的添加能够改善材料耐刮擦性能，且在一定的范围内，热塑性聚酯弹性体的添加量越高，材料的耐刮擦性能越好。与此同时，在改善聚丙烯复合材料的耐刮擦性能的同时，材料的拉伸性能、冲击性能和热性能等其它物化性能也保持了很好的水平。
实施例6
将77份聚丙烯(均聚PP为SK化学的BH3900，共聚PP为扬子石化的YPJ-1215C，具体质量比例为3:7)、20份滑石粉、2份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度180℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度210℃，七区温度215℃，八区温度215℃，九区温度215℃，十区温度215℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头230℃，主机转速为300转/分钟。
实施例7
将76份聚丙烯(均聚PP为SK化学的BH3900，共聚PP为扬子石化的YPJ-1215C，具体质量比例为3:7)、20份滑石粉、3份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度190℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，七区温度225℃，八区温度225℃，九区温度225℃，十区温度225℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头215℃，主机转速为350转/分钟。
实施例8
将75份聚丙烯(均聚PP为SK化学的BH3900，共聚PP为扬子石化的YPJ-1215C，具体质量比例为3:7)、20份滑石粉、4份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度185℃，二区温度205℃，三区温度205℃，四区温度213℃，五区温度213℃，六区温度213℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头220℃，主机转速为400转/分钟。
实施例9
将74份均聚PP(为SK化学的BH3900)、20份滑石粉、5份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度190℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，七区温度225℃，八区温度225℃，九区温度225℃，十区温度225℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头215℃，主机转速为350转/分钟。
实施例10
将79份共聚PP(为扬子石化的YPJ-1215C)、20份滑石粉、5份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度185℃，二区温度205℃，三区温度205℃，四区温度213℃，五区温度213℃，六区温度213℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头220℃，主机转速为400转/分钟。
本发明将实施例6～10得到的耐刮擦聚丙烯复合材料在注塑机(MA600II/130)上注塑成试样(对应的样品分别为样品6、样品7、样品8、样品9和样品10)。所述注塑成试样的具体工艺为：一区温度205℃，二区温度220℃，三区温度220℃，机头225℃，注塑压力为45MPa。本发明对各试样分别进行了弯曲性能测试、拉伸性能测试、简支梁冲击强度、热变形、热氧老化性能和耐刮擦特性测试。具体的，各试样的性能结果如表2所示。
表2由实施例6～10得到的耐刮擦聚丙烯复合材料制备的试样的性能结果
复合材料名称 试样6 试样7 试样8 试样9 试样10
聚丙烯(％) 77 76 75 74 79
滑石粉(％) 20 20 20 20 20
POE(％) 0 0 0 0 0
热塑性聚酯弹性体(％) 2 3 4 5 0
抗氧剂168(％) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
抗氧剂1010(％) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
热稳定剂DSTP(％) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
无缺口冲击强度(kJ/m2) 不断 不断 不断 不断 不断
缺口冲击强度(kJ/m2) 10 12 11 11 10
拉伸强度(MPa) 25 25 23 22 26
断裂伸长率(％) 50 80 60 50 60
弯曲强度(MPa) 35 37 37 36 36
弯曲模量(MPa) 1700 1630 1600 1510 1650
热氧老化性能(H) 500 500 520 520 510
耐刮擦等级△L 1.2 0.8 0.7 0.7 3.2
对比表1和表2的结果可知，增韧剂的添加对材料的耐刮擦性能几乎没有任何影响，只会对材料的其它物化性能产生微小的影响。
实施例11
将87份聚丙烯(均聚PP为SK化学的BH3900，共聚PP为扬子石化的YPJ-1215C，具体质量比例为3:7)、10份POE、2份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度180℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度210℃，七区温度215℃，八区温度215℃，九区温度215℃，十区温度215℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头230℃，主机转速为300转/分钟。
实施例12
将86份聚丙烯(均聚PP为SK化学的BH3900，共聚PP为扬子石化的YPJ-1215C，具体质量比例为3:7)、10份POE、3份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度190℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，七区温度225℃，八区温度225℃，九区温度225℃，十区温度225℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头215℃，主机转速为350转/分钟。
实施例13
将85份聚丙烯(均聚PP为SK化学的BH3900，共聚PP为扬子石化的YPJ-1215C，具体质量比例为3:7)、10份POE、4份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度185℃，二区温度205℃，三区温度205℃，四区温度213℃，五区温度213℃，六区温度213℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头220℃，主机转速为400转/分钟。
实施例14
将84份均聚PP(为SK化学的BH3900)、10份POE、5份热塑性聚酯弹性体、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度190℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，七区温度225℃，八区温度225℃，九区温度225℃，十区温度225℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头215℃，主机转速为350转/分钟。
实施例15
将89份共聚PP(为扬子石化的YPJ-1215C)、10份POE、0.5份热稳定剂、0.3份主抗氧剂(1010)和0.2份辅抗氧剂(168)混合，以700转/分钟的高速搅拌速率在高速混合机中干混4分钟。
将干混得到的干混料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度185℃，二区温度205℃，三区温度205℃，四区温度213℃，五区温度213℃，六区温度213℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃各区的停留时间均为1分钟，各区压力均为12MPa。机头220℃，主机转速为400转/分钟。
本发明将实施例11～15得到的耐刮擦聚丙烯复合材料在注塑机(MA600II/130)上注塑成试样(对应的样品分别为样品11、样品12、样品13、样品14和样品15)。所述注塑成试样的具体工艺为：一区温度205℃，二区温度220℃，三区温度220℃，机头225℃，注塑压力为45MPa。本发明对各试样分别进行了弯曲性能测试、拉伸性能测试、简支梁冲击强度、热变形、热氧老化性能和耐刮擦特性测试。具体的，各试样的性能结果如表3所示。
表3由实施例11～15得到的耐刮擦聚丙烯复合材料制备的试样的性能结果
复合材料名称 试样11 试样12 试样13 试样14 试样15
聚丙烯(％) 87 86 85 84 89
滑石粉(％) 0 0 0 0 0
POE(％) 10 10 10 10 10
热塑性弹性体(％) 2 3 4 5 0
抗氧剂168(％) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
抗氧剂1010(％) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
热稳定剂DSTP(％) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
无缺口冲击强度(kJ/m2) 不断 不断 不断 不断 不断
缺口冲击强度(kJ/m2) 28 30 30 28 28
拉伸强度(MPa) 20 18 18 20 19
断裂伸长率(％) 150 130 130 140 150
弯曲强度(MPa) 25 24 23 23 23
弯曲模量(MPa) 1130 1120 1080 1060 1160
热氧老化性能(H) 510 510 500 500 510
耐刮擦等级△L 1.2 0.8 0.7 0.7 2.8
对比表1和表3的结果可知，滑石粉的添加对材料的耐刮擦性能几乎没有任何影响，只会对材料的其它物化性能产生微小的影响。
由以上实施例可知，本发明提供了一种耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法。本发明以聚丙烯和热塑性聚酯弹性体为主要组成物质，在特定的混合速率下，热塑性聚酯弹性体会浮在聚丙烯的表面，形成一种致密的保护膜，从而使聚丙烯复合材料具有良好的耐刮擦性能。由实施例的实验结果可知，本发明得到的耐刮擦聚丙烯复合材料的耐刮擦等级△L最低为0.7，远远地低于汽车内饰耐刮擦标准1.5。此外，本发明得到的耐刮擦聚丙烯复合材料还具有优异的缺口冲击强度等物理性能，具体的缺口冲击强度为10～30KJ/m2，拉伸强度为18～25MPa，断裂伸长率为50～150％，弯曲强度为23～37MPa，弯曲模量为1060～1700MPa，热氧老化性能为500～540H。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种耐刮擦聚丙烯复合材料，由包含以下质量份的原料熔融挤出得到：
2.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯包含均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。
3.根据权利要求2所述的耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于，所述共聚聚丙烯为丙烯和乙烯的共聚物，乙烯单元在所述共聚聚丙烯中的含量为4～10mol％。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于，所述热塑性聚酯弹性体的邵氏硬度为30～82D。
5.根据权利要求1～3任意一项所述的耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于，所述滑石粉的粒径为1～10μm。
6.根据权利要求1～3任意一项所述的耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于，所述热稳定剂为硫代二丙酸十八酯。
7.根据权利要求1～3任意一项所述的耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于，所述主抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述辅抗氧剂为三(2,4-二叔丁基酚)亚磷酸酯。
8.权利要求1～7任意一项所述耐刮擦聚丙烯复合材料的制备方法，包含如下步骤：
将所述原料进行干混，得到干混料；所述干混的速率为650～750转/分钟，所述干混的时间为1～4分钟；
将所述干混料进行熔融挤出，得到耐刮擦聚丙烯复合材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出为双螺杆熔融挤出；
所述熔融挤出的具体工艺参数为：
所述熔融挤出的一区温度为180～190℃；
所述熔融挤出的二区温度为200～210℃；
所述熔融挤出的三区温度为210～215℃；
所述熔融挤出的四区温度为210～215℃；
所述熔融挤出的五区温度为210～215℃；
所述熔融挤出的六区温度为210～215℃；
所述熔融挤出的七区温度为215～225℃；
所述熔融挤出的八区温度为215～225℃；
所述熔融挤出的九区温度为215～225℃；
所述熔融挤出的十区温度为215～225℃；
所述熔融挤出的一区至十区各区的停留时间独立的为1～2分钟，各区的压力独立的为12～18MPa；
所述熔融挤出的机头温度为215～230℃；
所述熔融挤出的主机转速为300～400转/分钟。
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