CN107141687A - 一种汽车内饰用低收缩、低翘曲的软触感聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种汽车内饰用低收缩、低翘曲的软触感聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车内饰用低收缩、低翘曲的软触感聚丙烯复合材料及其制备方法。其由下以下组分按重量份制备而成：聚丙烯40‑60份、弹性体20‑25份、玻璃纤维10‑30份、无机填料5‑10份、相容剂1‑3份、绒毛粉0‑5份、抗氧剂0.2‑0.4份、光稳定剂0.2‑0.5份、其他助剂0‑3份。本发明选择聚丙烯、弹性体与绒毛粉等原料合适的配比，一次注塑赋予产品柔软的触感、极低的光泽度，优异的抗冲击性，极好的耐刮擦性，极低的收缩率及翘曲性，可以广泛应用于汽车内饰领域中。本发明制备的软触感聚丙烯复合材料具有工艺简单，成本低的优势，适合于工业化连续生产，极具开发应用前景。

Description

一种汽车内饰用低收缩、低翘曲的软触感聚丙烯复合材料及 其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种汽车内饰用低收缩、低翘曲的软触感聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯因其密度低、优异的力学性能、良好的加工性和可回收利用等特点，广泛应用在仪表板、门板、立柱、防擦条、杂物箱等汽车内外饰上。随着汽车内饰美学设计的要求及消费者生活水平的提高，提出了具有“柔软”的触感汽车内饰。“柔软触感”是塑料产品的一种性能，包括视觉触感和手触感两个方面，可以描述为视线接触制件后，低光泽赋予材料柔软的感觉及用手触摸制件时感觉到一定的柔软度。以汽车内饰仪表盘为例，常规聚丙烯注塑成型的硬质仪表板，表面光泽度高，给人的很强的塑料感。为了降低塑料感，仪表板采用表面蒙皮或者涂高性能的涂料来实现。但采用软质的表皮+聚氨酯发泡芯材+硬质塑料骨架来降低塑料感，虽能给人以奢华的感觉，但此工艺复杂，成本高昂，只能适用于中高端车型。此外利用高性能的涂料喷涂容易产生VOC及气味，对人体有着一定的危害，同时生产高性能涂料对环境也有较大污染。因此，硬质的聚丙烯材料采用一次注塑成型出“柔软”的触感成为一种新的解决方案，备受改性行业和汽车主机厂的关注。
发明内容
为了克服聚丙烯具有较高的表面光泽、较强的塑料感和较大的收缩率，一次注塑难以实现聚丙烯的软触感效果，同时加玻纤产品容易产品翘曲，及表面产生“浮纤”等问题，本发明提供了一种低收缩、低翘曲的软触感丙烯复合材料及其制备方法。
本发明制得的聚丙烯复合材料可以一次注塑成型具有软触感的制件，产品具有低光泽，低收缩，低翘曲等性能，同时具有优异的力学性能，能实现很好的刚韧平衡性，可以广泛应用到汽车内饰塑料产品中。
本发明采用的技术方案是：
一种汽车内饰用低收缩、低翘曲的软触感聚丙烯复合材料，其由下以下组分按重量份制备而成：
进一步方案，所述的聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，嵌段共聚聚丙烯中乙烯含量10-15wt％；在230℃/2.16Kg的测试条件下，其熔体流动速率为10-70g/10min。
进一步方案，所述的弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、乙烯-丁烯嵌段共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物(POE)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)中的至少一种。
进一步方案，所述的短切玻璃纤维的长度为5-10mm、直径为4-8μm。
进一步方案，所述的无机填料为硅酸钙颗粒，其目数为2000目以上。
进一步方案，所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐，其接枝率为1.5-2.0wt％。
进一步方案，所述的绒毛粉是指经改性的聚氨酯弹性微球组成的粉体，其单个直径为5-80um。绒毛粉市售可得。
进一步方案，所述的抗氧剂是由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成；所述的光稳定剂是受阻胺类光稳定剂。
进一步方案，所述的其他助剂包括分散剂、耐刮擦剂、抗静电剂、润滑剂、阻燃剂、着色剂中的至少一种。
本发明的另一个发明目的是提供上述复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯43-59份、弹性体20-25份、短切玻璃纤维10-20份、无机填料5-10份、绒毛粉2-5份、抗氧剂0.2-0.4份、光稳定剂0.2-0.5份、其他助剂0-5份放入高速混合机中混5-10min；
(2)将步骤(1)中的混合物加入同向双螺杆挤出机中，同时将短切玻璃纤维10-20份采用测喂料方式加入，经熔融共混、挤出造粒，其挤出温度为190-220℃、真空度为-0.04～-0.08。
本发明具有如下有效地效果：
1、本发明使用的绒毛粉是一种柔软的聚氨酯弹性体微球，具有橡胶弹性，且耐热、耐溶剂，抗酸碱及优异的耐刮性，与橡胶相比具有更好的相容性，并赋予表面产生丝柔般绒毛手感，利用绒毛粉的绒毛手感及弹性体的特质能有效降低聚丙烯的塑料感，从视觉和触觉上实现“柔软触感”；另本发明通过选择对原料、绒毛粉与弹性体合适的配比，来获得的产品具有更加柔软的触感，获得表面低光泽，从视觉和触觉上都能达到良好的柔软触感。
绒毛粉一般用于涂料料，使涂膜产生绒面的感觉，并可通过染色来达到所需的颜色，使其更具丰富的色彩。
2、本发明采用玻璃纤维增强聚丙烯能够显著提高聚丙烯的强度、硬度，从而提高材料的耐刮擦性，也能是产品获得更好地恢复弹性。
3、降低收缩率及翘曲：采用无机填料硅酸钙与玻璃纤维复配，让玻璃纤维在聚丙烯基体中有效取向，防止产品翘曲，从来获得极低的翘曲度，降低材料的收缩率，使得产品具有平整不翘曲，同时也能改善玻纤分散，产品无“浮纤”，获得很好的外观。
4、提高力学性能：根据本行业的检测标准，具有软触感的聚丙烯复合材料，缺口冲击强度大于25KJ/m2、拉伸强度大于23MPa，弯曲模量大于1800MPa，表明材料的冲击强度高，同时具有很高的刚性，极好的实现了强度和韧性平衡。
5、本发明制备的低收缩、低翘曲的软触感聚丙烯复合材料可以广泛应用于汽车仪表板、副仪表板、立柱、门板、门槛等汽车饰件材料中。
具体实施方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
以下实施例及比较例复合材料中，聚丙烯为扬子石化生产的嵌段共聚聚丙烯，商品名为M60VH，熔体流动速率60/10min(测试条件：230℃*2.16kg)；弹性体SBS为巴陵石化，商品名为YH-805，熔体流动速率4/10min(测试条件：190℃*2.16kg)；弹性体SBES为巴陵石化，商品名为YH-501，熔体流动速率0.25/10min(测试条件：190℃*2.16kg)；乙烯丁烯嵌段共聚物为陶氏化学，商品名7447，熔体流动速率,5/10min(测试条件：190℃*2.16kg)；乙烯辛烯嵌段共聚物为陶氏化学，商品名8842，熔体流动速率,5/10min(测试条件：190℃*2.16kg)；绒毛粉是聚氨酯弹性微球组成的粉体，由日本根上化学公司公司提供。此外，短玻纤为重庆国际ECS305K-4.5mm；超细硅酸钙为2000目以上；
实施例1：
嵌段共聚聚丙烯59份、弹性体SBS 20份、2500目硅酸钙10份、聚丙烯接枝马来酸酐1份、绒毛粉2份、抗氧剂1010 0.15份、抗氧剂168 0.15份、受阻胺类光稳定剂0.2份、耐刮擦剂2份放入高速混合机中共混5-10min；将10份玻璃纤维采用测喂料与步骤(1)一起加入到同向双螺杆挤出中熔融共混挤出造粒，挤出温度为190-220℃，真空度为-0.04～-0.08。
实施例2：
嵌段共聚聚丙烯52份、弹性体SBS 20份、2100目硅酸钙5份、聚丙烯接枝马来酸酐3份、绒毛粉5份，抗氧剂1010 0.1份、抗氧剂168 0.1份、受阻胺类光稳定剂0.3份、耐刮擦剂2份放入高速混合机中共混5-10min；将20玻纤采用测喂料与步骤(1)一起加入到同向双螺杆挤出中熔融共混挤出造粒，挤出温度为190-220℃，真空度为-0.04～-0.08。
实施例3：
嵌段共聚聚丙烯43份、弹性体SEBS 20份、乙烯-丁烯嵌段共聚物5份、3000目硅酸钙10份、聚丙烯接枝马来酸酐2份、绒毛粉5份、抗氧剂1010 0.1份、抗氧剂168 0.1份、受阻胺类光稳定剂0.5份、耐刮擦剂2份、润滑剂TAF份1份放入高速混合机中共混5-10min；将15玻纤采用测喂料与步骤(1)一起加入到同向双螺杆挤出中熔融共混挤出造粒，挤出温度为190-220℃，真空度为-0.04～-0.08。
对比例1：
嵌段共聚聚丙烯50、弹性体SBS 20份、超细硅酸钙25份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.1份、受阻胺类光稳定剂0.3份、耐刮擦剂2份放入高速混合机中共混5-10min；一起加入到同向双螺杆挤出中熔融共混挤出造粒，挤出温度为190-220℃，真空度为-0.04～-0.08。
对比例2：
嵌段共聚聚丙烯50份、弹性体SBS 20份、抗氧剂1010 0.15份、抗氧剂168 0.15份、受阻胺类光稳定剂0.2份、耐刮擦剂2份、润滑剂TAF 1份放入高速混合机中共混5-10min；将25份玻纤采用测喂料与步骤(1)一起加入到同向双螺杆挤出中熔融共混挤出造粒，挤出温度为190-220℃，真空度为-0.04～-0.08。
将上述实施例1-3以及对比例1-2制得的聚丙烯复合材料主要物性指标根据相关检测标准测试，其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强、邵氏硬度、光泽度、耐刮擦性，触感，其检测标准与检测结果如表1所示：
表1：实施例1-3及对比例1-2的软触感聚丙烯复合材料主要物性指标
如在本发明的制备组份中添加紫外光吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、着色剂等功能助剂，使复合材料具有相应特性亦受本发明保护。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
本发明通过选择对原料、绒毛粉及弹性体合适的配比，获得的产品具有更加柔软的触感，获得产品表面极低的光泽，从视觉和触觉上都能达到良好的柔软触感。
从表1可看出：本发明的制备聚丙烯复合材料的拉伸强度可达23MPa，弯曲模量可达1800MPa，悬臂梁缺口冲击可达31KJ/m2，具有极好的刚韧平衡，同时具有很好的耐刮擦性，较低的收缩率，低翘曲，可以广泛应用于各种领域，特别应用于汽车仪表板，副仪表板，门板等汽车内饰件制品中。
本发明制备的软触感聚丙烯复合材料工艺简单，成本低，适合于工业化连续生产，极具开发应用前景。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车内饰用低收缩、低翘曲的软触感聚丙烯复合材料，其特征在于：由下以下组分按重量份制备而成：
聚丙烯 43-59份
弹性体 20-25份
短切玻璃纤维 10-20份
无机填料 5-10份
相容剂 1-3份
绒毛粉 2-5份
抗氧剂 0.2-0.4份
光稳定剂 0.2-0.5份
其他助剂 0-5份。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，嵌段共聚聚丙烯中乙烯含量10-15wt%；在230℃/2.16Kg的测试条件下，其熔体流动速率为10-70g/10min。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述的弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-丁烯嵌段共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述的短切玻璃纤维的长度为5-10mm、直径为4-8μm。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述的无机填料为硅酸钙颗粒，其目数为2000目以上。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐，其接枝率为1.5-2.0 wt%。
7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述的绒毛粉是指经改性的聚氨酯弹性微球组成的粉体，其单个直径为5-80um。
8.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂是由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成；所述的光稳定剂是受阻胺类光稳定剂。
9.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述的其他助剂包括分散剂、耐刮擦剂、抗静电剂、润滑剂、阻燃剂、着色剂中的至少一种。
10.一种如权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将聚丙烯43-59份、弹性体20-25份、短切玻璃纤维 10-20份、无机填料5-10份、绒毛粉2-5份、抗氧剂0.2-0.4份、光稳定剂0.2-0.5份、其他助剂0-5份放入高速混合机中混5-10min；
（2）将步骤（1）中的混合物加入同向双螺杆挤出机中，同时将短切玻璃纤维 10-20份采用测喂料方式加入，经熔融共混、挤出造粒，其挤出温度为190-220℃、真空度为-0.04～-0.08。
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