CN108003476A - 一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料 - Google Patents

一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，该材料由包括如下重量份数的原料制成：聚丙烯树脂40‑70份，填充粉体5‑30份，增韧剂5‑15份，成核剂0.2‑2份，色粉1‑2份，主抗氧剂0.2‑0.4份，辅助抗氧剂0.2‑0.4份。本发明所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料通过使用合适的聚丙烯，弹性体与成核剂，显著的提高了材料的热变形温度与抗冲击强度，并降低了材料的线性膨胀系数，提高了材料的尺寸稳定性，同时，由于本发明中附加组份较少，不会影响材料的配色能力，且易于实施，适用性较广。

Description

一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料
技术领域
本发明属于改性塑料领域，尤其是涉及一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料。
背景技术
近年来，聚丙烯材料广泛的应用于汽车领域，保险杠、仪表板、门板、立柱等零件都会使用聚丙烯材料，不同的零件对材料的力学性能要求不同，汽车可能会在不同的环境、温度条件下使用，而聚丙烯材料随温度变化尺寸变化比较明显，使其制品在装配使用过程中出现尺寸问题，进而可能会导致其他变形，断裂等问题，因此例如立柱、侧围等零件对材料的刚韧平衡与抗冷热交变性能都有较高的要求，提高材料的韧性与刚性以及尺寸稳定性，降低线性膨胀系数是聚丙烯材料在汽车饰件中的迫切问题。
为了改善零部件的尺寸稳定性能并降低材料线性膨胀系数，寻找刚韧都满足要求的材料，各大汽车厂家与原材料供应商投入了大量的精力与材料进行研究。
专利CN10106554567A公开了一种高抗冲聚丙烯树脂组合物的制备方法，、通过在聚丙烯中添加特定的聚丁烯合金，在保持聚丙烯的耐热变形性能和刚性的同时，显著提高了其韧性，但这种方法对材料的热变形温度，以及尺寸稳定性方面帮助很小。
专利CN105754232A公开了一种耐热高刚高韧性透明热成型聚丙烯及其制备方法，通过选用合适的聚丙烯生产装置与催化剂、外给电子体合成耐热高刚高韧性的聚丙烯，但由于其熔指较低，很难应用于汽车零件中。
专利CN104558842A公开了一种低线性膨胀系数保险杠材料及其制备方法，通过添加不含双键的苯乙烯类弹性体，降低了线性膨胀系数，改善了材料的尺寸稳定性，但由于苯乙烯类弹性体的加入，材料的气味挥发性有机化合物(VOC)无法得到保证，成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，通过选用合适的聚丙烯，弹性体与成核剂，同时提高了材料的抗冲击强度与热变形温度并降低了材料的线性膨胀系数，保证了材料在高低温循环环境中的尺寸稳定性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，其特征在于：该材料由包括如下重量份数的原料制成：
优选的，所述的材料由包括如下重量份数的原料制成：
进一步，所述的聚丙烯树脂的熔体流动速率为5-60g/10min；所述的聚丙烯树脂的弯曲模量为800-2000MPa；所述的聚丙烯树脂的缺口冲击强度为1-50kJ/m2。
进一步，所述的填充粉体为碳酸钙、云母粉或滑石粉中的至少一种。
进一步，所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、丙烯-α烯烃共聚物或SEBS热塑性弹性体中的一种或几种的混合物。
进一步，所述的成核剂为成核剂TMB-5、成核剂TMP-5、成核剂HPN20E或成核剂HPN68L中的至少一种。
进一步，所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；优选的，所述的主抗氧剂为抗氧剂1010。
进一步，所述的辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物；优选的，所述的辅助抗氧剂为抗氧剂168。
所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取聚丙烯、填充粉体、增韧剂、成核剂、色粉、主抗氧剂和辅助抗氧剂，并将其在高混机内高速混合1-3min，混合均匀，得到预混料。
(2)将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口，进行熔融挤出，造粒干燥，得到所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料。
进一步，所述熔融挤出步骤的条件为：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；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
相对于现有技术，本发明所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料具有以下优势：
本发明所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料通过使用合适的聚丙烯，弹性体与成核剂，显著的提高了材料的热变形温度与抗冲击强度，并降低了材料的线性膨胀系数，提高了材料的尺寸稳定性，同时，由于本发明中附加组份较少，不会影响材料的配色能力，且易于实施，适用性较广。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例中所述的抗冲共聚聚丙烯1的弯曲模量为1000-1400MPa；
本发明实施例中所述的抗冲共聚聚丙烯2的弯曲模量为1500-1800MPa，缺口冲击强度为7-15kJ/m2；
本发明实施例中所述的增韧剂1为以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物(SEBS)；
本发明实施例中所述的增韧剂2为乙烯-辛烯共聚物；
本发明实施例中所述的填充粉体为滑石粉；
本发明实施例中所述的成核剂1为HPN20E；
本发明实施例中所述的成核剂2为TMB-5；
本发明实施例中所述的主抗氧剂为抗氧剂1010；
本发明实施例中所述的辅抗氧剂为抗氧剂168。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，该材料由包括如下重量份数的原料制成：抗冲共聚聚丙烯1 35.0，抗冲共聚聚丙烯2 10.0，均聚聚丙烯20.0，增韧剂1(SEBS)3.0，增韧剂2(乙烯-辛烯共聚物)12.0，填充粉体(滑石粉)20.0，成核剂1(HPN20E)0.2，成核剂2(TMB-5)0.2，色粉1.0，抗氧剂1010 0.3，抗氧剂168 0.3。
所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取聚丙烯、填充粉体、增韧剂、成核剂、色粉、主抗氧剂和辅助抗氧剂，并将其在高混机内高速混合1-3min，混合均匀，得到预混料。
(2)将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口，进行熔融挤出，造粒干燥，得到所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料。
所述熔融挤出步骤的条件为：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；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
实施例2
一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，该材料由包括如下重量份数的原料制成：抗冲共聚聚丙烯1 27.0，抗冲共聚聚丙烯2 10.0，均聚聚丙烯20.0，增韧剂1(SEBS)3.0，增韧剂2(乙烯-辛烯共聚物)7.0，填充粉体(滑石粉)15.0，成核剂1(HPN20E)0.2，成核剂2(TMB-5)0.4，色粉1.0，抗氧剂1010 0.3，抗氧剂168 0.3。
所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料的制备方法同实施例1。
实施例3
一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，该材料由包括如下重量份数的原料制成：抗冲共聚聚丙烯1 32.0，抗冲共聚聚丙烯2 10.0，均聚聚丙烯20.0，增韧剂1(SEBS)3.0，增韧剂2(乙烯-辛烯共聚物)7.0，填充粉体(滑石粉)10.0，成核剂2(TMB-5)0.4，色粉1.0，抗氧剂1010 0.3，抗氧剂168 0.3。
所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料的制备方法同实施例1。
实施例4
一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，该材料由包括如下重量份数的原料制成：抗冲共聚聚丙烯1 37.0，抗冲共聚聚丙烯2 10.0，均聚聚丙烯20.0，增韧剂1(SEBS)2.0，增韧剂2(乙烯-辛烯共聚物)3.0，填充粉体(滑石粉)10.0，成核剂2(TMB-5)0.6，色粉1.0，抗氧剂1010 0.3，抗氧剂168 0.3。
所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料的制备方法同实施例1。
对比例1
一种汽车内饰材料，该材料由包括如下重量份数的原料制成：抗冲共聚聚丙烯145.0，均聚聚丙烯20.0，增韧剂2(乙烯-辛烯共聚物)15.0，填充粉体(滑石粉)20.0，色粉1.0，抗氧剂1010 0.3，抗氧剂168 0.3。
所述的汽车内饰材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取聚丙烯、填充粉体、增韧剂、色粉、主抗氧剂和辅助抗氧剂，并将其在高混机内高速混合1-3min，混合均匀，得到预混料。
(2)将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口，进行熔融挤出，造粒干燥，得到所述的汽车内饰材料。
所述熔融挤出步骤的条件为：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；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
对比例2
一种汽车内饰材料，该材料由包括如下重量份数的原料制成：抗冲共聚聚丙烯155.0，均聚聚丙烯20.0，增韧剂2(乙烯-辛烯共聚物)10.0，填充粉体(滑石粉)15.0，色粉1.0，抗氧剂1010 0.3，抗氧剂168 0.3。
所述的汽车内饰材料的制备方法通对比例1。
对比例3
一种汽车内饰材料，该材料由包括如下重量份数的原料制成：抗冲共聚聚丙烯165.0，均聚聚丙烯20.0，增韧剂2(乙烯-辛烯共聚物)5.0，填充粉体(滑石粉)10.0，色粉1.0，抗氧剂1010 0.3，抗氧剂168 0.3。
所述的汽车内饰材料的制备方法通对比例1。
材料的悬臂梁缺口冲击测试参照ASTM D256实施，使用样条厚度为6.4mm，材料的热变形温度测试参照ASTM D648实施，样条厚度为6.4mm，负载为0.455MPa，放置方式为侧立放，材料的线性膨胀系数测试参照ASTM D696实施，温度范围是-30℃-80℃，测试方向为平行于流动方向，其高低温循环的后收缩率测试参照现代汽车标准MS210-05与ASTM D955实施，高温温度为90℃，低温温度为-30℃，一个循环的时间为24h，后收缩率的数值为高低温循环后的收缩率与高低温实验前收缩率的差值。
实施例1-4和对比例1-3的各组分配比见表1，实施例1-4和对比例1-3制备得到的材料进行悬臂梁缺口冲击强度，热变形温度，线性膨胀系数，高低温循环后收缩率测试测试结果见表2。
表1实施例1-4与对比例1-3配方表(重量份数)
表2实施例1-4与对比例1-3性能测试结果
从各实施例与对比例的检测结果可以看出，实施例的冲击性能，热变形温度以及尺寸稳定性均好于对比例。
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 (9)

1.一种高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，其特征在于：该材料由包括如下重量份数的原料制成：
2.根据权利要求1所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂的熔体流动速率为5-60g/10min；所述的聚丙烯树脂的弯曲模量为800-2000MPa；所述的聚丙烯树脂的缺口冲击强度为1-50kJ/m2。
3.根据权利要求1所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，其特征在于：所述的填充粉体为碳酸钙、云母粉或滑石粉中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、丙烯-α烯烃共聚物或SEBS热塑性弹性体中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，其特征在于：所述的成核剂为成核剂TMB-5、成核剂TMP-5、成核剂HPN20E或成核剂HPN68L中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，其特征在于：所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；优选的，所述的主抗氧剂为抗氧剂1010。
7.根据权利要求1所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料，其特征在于：所述的辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物；优选的，所述的辅助抗氧剂为抗氧剂168。
8.权利要求1-7中任一项所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)称取聚丙烯、填充粉体、增韧剂、成核剂、色粉、主抗氧剂和辅助抗氧剂，并将其在高混机内高速混合1-3min，混合均匀，得到预混料。
(2)将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口，进行熔融挤出，造粒干燥，得到所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料。
9.根据权利要求8所述的高冲高刚、耐冷热交变、低线性聚丙烯汽车内饰材料的制备方法，其特征在于：所述熔融挤出步骤的条件为：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；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
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