CN108047627A - 一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法，由共聚PP 63‑71份、弹性体10‑15份、滑石粉15‑20份、扁平玻纤0.5‑2份、铝粉1‑3份、耐刮擦剂0.5‑2份、抗氧剂0.2‑0.4份、润滑剂0.5‑1份、其他助剂0‑2份制备而成。采用一定宽厚比的扁平玻纤负载铝粉，注塑过程中利用其截面矩形结构带动铝粉分散，改善铝粉在聚丙烯基体中的流行取向，促进铝粉的各项同性排列，减轻甚至消除流痕，熔接线等缺陷，该材料金属银质感强，耐刮伤、机械强度优异，直接注塑成型，可完全替代喷漆效果，绿色环保，对环境无污染，可广泛应用于汽车保险杠饰板、防擦条等部件，具有很好的应用前景。

Description

一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料及其 制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体是一种具有耐刮伤、强金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术背景
聚丙烯材料具有良好的机械性能，质轻、易成型、耐腐蚀，广泛的应用于汽车、电子电器、家电等领域。为满足消费者对美的需求，赋予聚丙烯美观、金属质感及耐刮伤等功能，传统工艺多采用喷漆为主，由于聚丙烯材料表面属于非极性，对油漆的附着力差，整个喷涂过程工序复杂，生产成本高，产品不良率高，同时油漆含有的有毒有害的挥发性溶剂，对人体和环境存在很大的污染。随着国家对环保要求的提高，替代喷漆材料的免喷涂聚丙烯应运而生，通过在聚丙烯中加入特殊的颜料、珠光粉或金属颜料等，直接注塑成型无需喷涂便可实现各种炫彩或特殊的外观效果，具有优越的美感，颜色鲜艳光亮通透，产品设计自由度大、可回收利用，对大气污染“零”排放。聚丙烯免喷涂金属银质感通常采用加入较高的光泽与闪烁效果的铝银粉来实现金属质感，然而片状或者银元状铝粉与塑料相容性差，难以均匀分散在塑料中，在注塑过程中容易取向，导致铝粉颜料在排列上发生变化，破坏了铝粉在塑料流表面的平行排列，容易产生流痕、熔接线等缺陷，导致显示效果不如喷涂材料，制约着免喷涂聚丙烯的应用。
发明内容
针对现有不足，本发明所要解决聚丙烯免喷涂金属银质感在注塑过程中铝粉容易取向，消除注塑过程中产生的流痕、熔接线等外观缺陷，完全替代喷涂产品，扩宽聚丙烯的应用范围。本发明提供一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料。
本发明制备的聚丙烯材料金属银质感强，耐刮伤、直接注塑成型，可完全替代喷漆，绿色环保，无污染，可广泛应用于汽车保险杠饰板、防擦条等部件。
本发明的技术方案为：
一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，由下列原料按重量份制备而成：
进一步方案，所述聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，在230℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为30-120g/10min。
进一步方案，所述弹性体为线性乙烯-辛烯嵌段共聚物，在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为13-30g/10min。
进一步方案，所述的扁平玻纤是3mm短切玻璃纤维，宽厚比在4。
进一步方案，所述的铝粉为片状铝粉，其粒径为2-65um。
进一步方案，所述的耐刮擦剂为聚硅氧烷类化合物、酰胺类化合物中的至少一种。
进一步方案，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，所述硫代硫酸酯类抗氧剂为抗氧剂DLTP，所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
进一步方案，所述润滑剂为硬脂酸、聚乙烯蜡、硬脂酸钙，硬脂酸锌、褐煤蜡、戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
进一步方案，所述其他助剂为紫外光吸收剂、光稳定剂、表面光亮剂、抗静电剂或着色剂的至少一种。
本发明的另一个目的是提供上述具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，包括以下步骤：
(1)称取扁平玻纤0.5-2份，铝粉1-3份加入含有100mL无水乙醇的聚四氟乙烯球磨罐中，加入锆球，在行星球磨机中球磨10min，其中公转60-100r/min，自转100-200r/min，备用。
(2)将共聚PP 63-71份、弹性体10-15份、滑石粉15-20份、抗氧剂0.2-0.4份、润滑剂0.5-1份、耐刮擦剂0.5-2份及其他助剂0-2份在高速混合机中混合10min后投入同向双螺杆挤出机的主喂料，然后称取步骤(1)中的混合物加入到侧喂料斗中，经过熔融挤出，造粒，制得一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料；其中挤出机的挤出温度为180-200℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08MPa。
本发明有如下有益效果：
本发明采用具有一定宽厚比的扁平玻纤，与铝粉混合均匀，挤出过程中，铝粉能够负载于扁平玻纤上，注塑过程中利用其矩形结构带动铝粉分散，改善铝粉在聚丙烯基体中的流行取向，促进铝粉的各项同性排列，减轻甚至消除产品流痕，熔接线等外观缺陷，同时具有优异的耐刮伤性，能够满足外观产品的耐刮伤性能的需求，可完全与传统喷漆效果媲美，该材料绿色环保、可回收利用、对环境无污染，具有很好的应用前景。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例中的具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料是由下列原料按照重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)称取扁平玻纤0.5份，铝粉1份加入含有100mL无水乙醇的聚四氟乙烯球磨罐中，加入锆球，在行星球磨机中低速球磨10min，然后所得样品在40-60℃的真空干燥箱中干燥24-48h，备用。
(2)将共聚PP 63份、POE 15份、滑石粉20份、聚硅氧烷类化合物1份、抗氧剂10100.1份、抗氧剂168 0.1份、硬脂酸钙0.5份在高速混合机中混合10min后投入同向双螺杆挤出机的主喂料，然后称取步骤(1)中的混合物加入到侧喂料斗中，经过熔融挤出，造粒，制得具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料；其中挤出机的挤出温度为180-200℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08MPa。
实施例2
本实施例中的具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料是由下列原料按照重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)称取扁平玻纤1份，铝粉2份加入含有100mL无水乙醇的聚四氟乙烯球磨罐中，加入锆球，在行星球磨机中低速球磨10min，然后所得样品在40-60℃的真空干燥箱中干燥24-48h，备用。
(2)将共聚PP 71份、POE 10份、滑石粉15份、酰胺类化合物0.5份、PE蜡1份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份在高速混合机中混合10min后投入同向双螺杆挤出机的主喂料，然后称取步骤(1)中的混合物加入到侧喂料斗中，经过熔融挤出，造粒，制得一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料；其中挤出机的挤出温度为180-200℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08MPa。
实施例3
本实施例中的具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料是由下列原料按照重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)称取扁平玻纤2份，铝粉3份加入含有100mL无水乙醇的聚四氟乙烯球磨罐中，加入锆球，在行星球磨机中低速球磨10min，然后所得样品在40-60℃的真空干燥箱中干燥24-48h，备用。
(2)将共聚PP 65份、POE 12份、滑石粉18份、聚硅氧烷类化合物1份、抗氧剂10100.15份、抗氧剂168 0.15份、硬脂酸钙0.75份、紫外光吸收剂0.5份、光稳定剂0.5份、着色剂1份在高速混合机中混合10min后投入同向双螺杆挤出机的主喂料，然后称取步骤(1)中的混合物加入到侧喂料斗中，经过熔融挤出，造粒，制得一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料；其中挤出机的挤出温度为180-200℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08MPa。
对比例
本对比例中的免喷涂聚丙烯复合材料是由下列原料按照重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
将共聚PP 63份、POE 12份、滑石粉20份、聚硅氧烷类化合物2份、硬脂酸钙0.75份、抗氧剂1010 0.15份、抗氧剂168 0.15份在高速混合机中混合10min后投入同向双螺杆挤出机的主喂料，然后称取铝粉3份加入到侧喂料斗中，经过熔融挤出，造粒，制得一种免喷涂聚丙烯复合材料；其中挤出机的挤出温度为180-200℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08MPa。
将上述实施例1-3以及对比例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，其熔体流动速率、拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度、弯曲强度、弯曲模量的耐刮擦性△L、金属质感、流痕效果的检测标准与检测结果如下表所示：
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：
由表中的实施例与对比例的检测结果可以看出，添加扁平玻纤能够明显改善金属效果，在注塑过程中利用扁平玻纤截面矩形结构带动铝粉分散，改善铝粉在聚丙烯基体中的流行取向，极大的促进铝粉的各项同性排列，极大的减轻或者消除流痕、熔接线等外观缺陷，同时也扁平玻纤在基体中形成增强骨架，提高基体的表面硬度，有效提高复合的力学性能和表面硬度，获得材料优异的耐刮性能。本发明制得的材料金属具有耐刮伤，金属银质感强，机械强度优异，直接注塑成型，可完全替代喷漆效果，绿色环保，对环境无污染，可广泛应用于汽车保险杠饰板、防擦条等部件，具有很好的应用前景。
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)

1.一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：由下列原料按重量份制备而成：
共聚PP 63-71份，
弹性体 10-15份，
滑石粉 15-20份，
扁平玻纤 0.5-2份，
铝粉 1-3份，
耐刮擦剂 0.5-2份，
抗氧剂 0.2-0.4份，
润滑剂 0.5-1份，
其他助剂 0-2份。
2.根据权利要求1所述的一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，在230℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为30-120g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于，所述弹性体为线性乙烯-辛烯嵌段共聚物，在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为13-30g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的扁平玻纤是3mm短切玻璃纤维，宽厚比为4。
5.根据权利要求1所述的一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的铝粉为片状铝粉，其粒径为2-65um。
6.根据权利要求1所述的一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的耐刮擦剂为聚硅氧烷类化合物、酰胺类化合物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，所述硫代硫酸酯类抗氧剂为抗氧剂DLTP，所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
8.根据权利要求1所述的一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、聚乙烯蜡、硬脂酸钙，硬脂酸锌、褐煤蜡、戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于，所述其他助剂为紫外光吸收剂、光稳定剂、表面光亮剂、抗静电剂或着色剂的至少一种。
10.根据权利要求1所述的一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称取扁平玻纤0.5-2份，铝粉1-3份加入含有100mL无水乙醇的聚四氟乙烯球磨罐中，加入锆球，在行星球磨机中球磨10min，其中公转60-100r/min，自转100-200r/min，备用；
（2）将共聚PP 63-71份、弹性体10-15份、滑石粉15-20份、抗氧剂0.2-0.4份、润滑剂0.5-1份、耐刮擦剂 0.5-2份及其他助剂0-2份在高速混合机中混合10min后投入同向双螺杆挤出机的主喂料，然后称取步骤（1）中的混合物加入到侧喂料斗中，经过熔融挤出，造粒，制得一种具有耐刮伤、金属银质感的免喷涂聚丙烯复合材料；其中挤出机的挤出温度为180-200℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08MPa。
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