CN108822398A - 一种新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新能源汽车用新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。本发明新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下原料制成：聚丙烯、丙烯酸接枝的聚丙烯、二氧化钼、聚四氟乙烯、陶瓷微粒、二乙烯基二甲基硅烷、耐磨剂、表面润滑剂、热稳定剂、苯乙烯‑马来酸酐共聚物。本发明新能源汽车用新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料具有耐油、耐磨特性和高的抗撕裂性能，强度和耐磨性好。

Description

一种新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

在环境和能源问题日益严峻的今天，电动汽车技术作为环境友好的新能源科技已经吸引了众多国内以及国际厂商的研发热情，而电动汽车配套基础充电设施建设也已成发展重点。其中关键技术之一就是汽车塑料零部件的耐磨性能的研究改进。

聚丙烯生产成本低，密度小，综合力学性能好，易加工，热变形温度高，而且具有良好的化学稳定性和电绝缘性，因而在新能源汽车、家电、家具、化工、包装等领域得到了广泛应用。全世界聚丙烯年产量已超过1000万t，仅次于聚乙烯、聚氯乙烯而位于通用大品种塑料的第三位。聚丙烯在新能源汽车方面的应用已经非常广泛，如：新能源汽车保险杠、新能源汽车门板、工具箱、新能源汽车座椅等。但是在某些需要耐磨的部件，如喇叭罩等部件，需要对聚丙烯材料进行改性，以满足其耐磨的要求。

有鉴于此，确有必要提供一种具有耐油、耐磨特性和高的抗撕裂性能的新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料，以期满足正常使用的需求。

发明内容

针对现有技术中技术问题，本发明提供一种新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：

一种新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料，所述新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成：聚丙烯30-60份、丙烯酸接枝的聚丙烯20-40份、二氧化钼3-7份、聚四氟乙烯6-12份、陶瓷微粒2-6份、二乙烯基二甲基硅烷2-5份、耐磨剂2-4份、表面润滑剂2-4.3份、热稳定剂0.5-1.5份、苯乙烯-马来酸酐共聚物0.5-1份。

进一步的，所述新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成：聚丙烯40-50份、丙烯酸接枝的聚丙烯25-35份、二氧化钼4-6份、聚四氟乙烯8-11份、陶瓷微粒3-5份、二乙烯基二甲基硅烷3-4份、耐磨剂2.5-3.5份、表面润滑剂2.6-3.7份、热稳定剂0.8-1.3份、苯乙烯-马来酸酐共聚物0.6-0.9份。

进一步的，所述新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成：聚丙烯45份、丙烯酸接枝的聚丙烯30份、二氧化钼5份、聚四氟乙烯9份、陶瓷微粒4份、二乙烯基二甲基硅烷3.5份、耐磨剂3份、表面润滑剂3.2份、热稳定剂1份、苯乙烯-马来酸酐共聚物0.8份。

进一步的，所述聚丙烯为熔融指数为0.5-50g/min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种。

进一步的，所述丙烯酸接枝的聚丙烯是通过将丙烯酸与聚丙烯经过熔融混合制得，所述丙烯酸与聚丙烯的重量比为1-2：10-17。

进一步的，所述耐磨剂为二硫化钼。

进一步的，所述表面润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、中等分子量硅酮、单甘脂中的一种。

进一步的，所述热稳定剂为双酚A及其缩聚物、有机锡、水滑石、复合型热稳定剂、硬脂酸盐中的一种。

一种新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将改聚丙烯、丙烯酸接枝的聚丙烯、二氧化钼、聚四氟乙烯、陶瓷微粒、二乙烯基二甲基硅烷、耐磨剂投入混合机中混合5-10min，得到混合物料；

S3、将步骤S2制得的混合物料从双螺杆挤出机的主加料口喂入，将表面润滑剂、热稳定剂、苯乙烯-马来酸酐共聚物从双螺杆挤出机的侧料口喂入，混合，挤出造粒即可，其中，双螺杆挤出机的长径比为32-40，选用具有增强分散型的螺杆组合，螺筒各区温度为80-210℃，螺杆转速为420-550r/min。

本发明提供一种新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：

本发明新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料具有耐油、耐磨特性和高的抗撕裂性能，原料中聚丙烯分子链上嵌入有聚四氟乙烯链段和二乙烯基二甲基硅烷的硅烷基团，且形成一定的交联度，使聚丙烯具有更高的强度和耐磨性，二氧化钼、陶瓷微粒和耐磨剂之间相互作用，使聚丙烯的强度和耐磨性更好，加入表面润滑剂，通过表面润滑剂不断析出到表面，进一步降低材料的表面摩擦系数，进而显著增强材料的耐磨性能；加入苯乙烯-马来酸酐共聚物，提高了原料与基体聚丙烯的相容性，提高复合材料整体耐摩擦性能；

本发明本发明新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料的制备方法工艺简单，产品质量稳定，适合工业化、规模化生产。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成：聚丙烯30份、丙烯酸接枝的聚丙烯20份、二氧化钼3份、聚四氟乙烯6份、陶瓷微粒2份、二乙烯基二甲基硅烷2份、耐磨剂2份、表面润滑剂2份、热稳定剂0.5份、苯乙烯-马来酸酐共聚物0.5份；

其中，聚丙烯为熔融指数为0.5g/min的均聚聚丙烯；丙烯酸接枝的聚丙烯是通过将丙烯酸与聚丙烯经过熔融混合制得，且丙烯酸与聚丙烯的重量比为1：17；耐磨剂为二硫化钼；表面润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺；热稳定剂为双酚A及其缩聚物；

本实施例新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将改聚丙烯、丙烯酸接枝的聚丙烯、二氧化钼、聚四氟乙烯、陶瓷微粒、二乙烯基二甲基硅烷、耐磨剂投入混合机中混合5min，得到混合物料；

S3、将步骤S2制得的混合物料从双螺杆挤出机的主加料口喂入，将表面润滑剂、热稳定剂、苯乙烯-马来酸酐共聚物从双螺杆挤出机的侧料口喂入，混合，挤出造粒即可，其中，双螺杆挤出机的长径比为32，选用具有增强分散型的螺杆组合，螺筒各区温度为80℃，螺杆转速为420r/min。

实施例2：

本实施例新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成：聚丙烯60份、丙烯酸接枝的聚丙烯40份、二氧化钼7份、聚四氟乙烯12份、陶瓷微粒6份、二乙烯基二甲基硅烷5份、耐磨剂4份、表面润滑剂4.3份、热稳定剂1.5份、苯乙烯-马来酸酐共聚物1份；

其中，聚丙烯为熔融指数为50g/min的共聚聚丙烯；丙烯酸接枝的聚丙烯是通过将丙烯酸与聚丙烯经过熔融混合制得，且丙烯酸与聚丙烯的重量比为1：10；耐磨剂为二硫化钼；表面润滑剂为油酸酰胺；热稳定剂为有机锡；

本实施例新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将改聚丙烯、丙烯酸接枝的聚丙烯、二氧化钼、聚四氟乙烯、陶瓷微粒、二乙烯基二甲基硅烷、耐磨剂投入混合机中混合10min，得到混合物料；

S3、将步骤S2制得的混合物料从双螺杆挤出机的主加料口喂入，将表面润滑剂、热稳定剂、苯乙烯-马来酸酐共聚物从双螺杆挤出机的侧料口喂入，混合，挤出造粒即可，其中，双螺杆挤出机的长径比为40，选用具有增强分散型的螺杆组合，螺筒各区温度为210℃，螺杆转速为550r/min。

实施例3：

本实施例新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成：聚丙烯45份、丙烯酸接枝的聚丙烯30份、二氧化钼5份、聚四氟乙烯9份、陶瓷微粒4份、二乙烯基二甲基硅烷3.5份、耐磨剂3份、表面润滑剂3.2份、热稳定剂1份、苯乙烯-马来酸酐共聚物0.8份；

其中，聚丙烯为熔融指数为30g/min的均聚聚丙烯；丙烯酸接枝的聚丙烯是通过将丙烯酸与聚丙烯经过熔融混合制得，且丙烯酸与聚丙烯的重量比为1.5：13；耐磨剂为二硫化钼；表面润滑剂为中等分子量硅酮；热稳定剂为水滑石；

本实施例新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将改聚丙烯、丙烯酸接枝的聚丙烯、二氧化钼、聚四氟乙烯、陶瓷微粒、二乙烯基二甲基硅烷、耐磨剂投入混合机中混合8min，得到混合物料；

S3、将步骤S2制得的混合物料从双螺杆挤出机的主加料口喂入，将表面润滑剂、热稳定剂、苯乙烯-马来酸酐共聚物从双螺杆挤出机的侧料口喂入，混合，挤出造粒即可，其中，双螺杆挤出机的长径比为36，选用具有增强分散型的螺杆组合，螺筒各区温度为160℃，螺杆转速为480r/min。

实施例4：

本实施例新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成：聚丙烯40份、丙烯酸接枝的聚丙烯25份、二氧化钼4份、聚四氟乙烯8份、陶瓷微粒3份、二乙烯基二甲基硅烷3份、耐磨剂2.5份、表面润滑剂2.6份、热稳定剂0.8份、苯乙烯-马来酸酐共聚物0.6份；

其中，聚丙烯为熔融指数为10g/min的共聚聚丙烯；丙烯酸接枝的聚丙烯是通过将丙烯酸与聚丙烯经过熔融混合制得，且丙烯酸与聚丙烯的重量比为1：10；耐磨剂为二硫化钼；表面润滑剂为单甘脂；热稳定剂为复合型热稳定剂；

本实施例新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将改聚丙烯、丙烯酸接枝的聚丙烯、二氧化钼、聚四氟乙烯、陶瓷微粒、二乙烯基二甲基硅烷、耐磨剂投入混合机中混合8min，得到混合物料；

S3、将步骤S2制得的混合物料从双螺杆挤出机的主加料口喂入，将表面润滑剂、热稳定剂、苯乙烯-马来酸酐共聚物从双螺杆挤出机的侧料口喂入，混合，挤出造粒即可，其中，双螺杆挤出机的长径比为36，选用具有增强分散型的螺杆组合，螺筒各区温度为160℃，螺杆转速为480r/min。

实施例5：

本实施例新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成：聚丙烯50份、丙烯酸接枝的聚丙烯35份、二氧化钼6份、聚四氟乙烯11份、陶瓷微粒5份、二乙烯基二甲基硅烷4份、耐磨剂3.5份、表面润滑剂3.7份、热稳定剂1.3份、苯乙烯-马来酸酐共聚物0.9份；

其中，聚丙烯为熔融指数为40g/min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种；丙烯酸接枝的聚丙烯是通过将丙烯酸与聚丙烯经过熔融混合制得，且丙烯酸与聚丙烯的重量比为2：10；耐磨剂为二硫化钼；表面润滑剂为芥酸酰胺；热稳定剂为硬脂酸盐；

本实施例新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将改聚丙烯、丙烯酸接枝的聚丙烯、二氧化钼、聚四氟乙烯、陶瓷微粒、二乙烯基二甲基硅烷、耐磨剂投入混合机中混合8min，得到混合物料；

S3、将步骤S2制得的混合物料从双螺杆挤出机的主加料口喂入，将表面润滑剂、热稳定剂、苯乙烯-马来酸酐共聚物从双螺杆挤出机的侧料口喂入，混合，挤出造粒即可，其中，双螺杆挤出机的长径比为36，选用具有增强分散型的螺杆组合，螺筒各区温度为160℃，螺杆转速为480r/min。

根据相关检测标准，对具体实施例1-5制得的新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料进行测试，主要测试物性指标如下：拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强，摩擦系数(玻璃面上的摩擦系数)，耐磨耗程度，其中耐磨耗程度采用GB/T15-92检测方法，采用同等磨耗下所需要的摩擦周期进行评价。其检测标准与性能检测结果如表1所示：

表1新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料的性能指标

从表1可看出，本发明制备的新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料的拉伸强度、耐磨性能好、弯曲强度等机械性能好。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成：聚丙烯30-60份、丙烯酸接枝的聚丙烯20-40份、二氧化钼3-7份、聚四氟乙烯6-12份、陶瓷微粒2-6份、二乙烯基二甲基硅烷2-5份、耐磨剂2-4份、表面润滑剂2-4.3份、热稳定剂0.5-1.5份、苯乙烯-马来酸酐共聚物0.5-1份。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成：聚丙烯40-50份、丙烯酸接枝的聚丙烯25-35份、二氧化钼4-6份、聚四氟乙烯8-11份、陶瓷微粒3-5份、二乙烯基二甲基硅烷3-4份、耐磨剂2.5-3.5份、表面润滑剂2.6-3.7份、热稳定剂0.8-1.3份、苯乙烯-马来酸酐共聚物0.6-0.9份。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成：聚丙烯45份、丙烯酸接枝的聚丙烯30份、二氧化钼5份、聚四氟乙烯9份、陶瓷微粒4份、二乙烯基二甲基硅烷3.5份、耐磨剂3份、表面润滑剂3.2份、热稳定剂1份、苯乙烯-马来酸酐共聚物0.8份。

4.根据权利要求1或2或3所述的新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为熔融指数为0.5-50g/min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种。

5.根据权利要求1或2或3所述的新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述丙烯酸接枝的聚丙烯是通过将丙烯酸与聚丙烯经过熔融混合制得，所述丙烯酸与聚丙烯的重量比为1-2：10-17。

6.根据权利要求1或2或3所述的新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述耐磨剂为二硫化钼。

7.根据权利要求1或2或3所述的新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述表面润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、中等分子量硅酮、单甘脂中的一种。

8.根据权利要求1或2或3所述的新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述热稳定剂为双酚A及其缩聚物、有机锡、水滑石、复合型热稳定剂、硬脂酸盐中的一种。

9.一种如权利要求1-8任一所述新能源汽车用高耐磨改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将改聚丙烯、丙烯酸接枝的聚丙烯、二氧化钼、聚四氟乙烯、陶瓷微粒、二乙烯基二甲基硅烷、耐磨剂投入混合机中混合5-10min，得到混合物料；

S3、将步骤S2制得的混合物料从双螺杆挤出机的主加料口喂入，将表面润滑剂、热稳定剂、苯乙烯-马来酸酐共聚物从双螺杆挤出机的侧料口喂入，混合，挤出造粒即可，其中，双螺杆挤出机的长径比为32-40，选用具有增强分散型的螺杆组合，螺筒各区温度为80-210℃，螺杆转速为420-550r/min。