CN110964248A - 汽车用软触感聚丙烯复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了汽车用软触感聚丙烯复合材料。包括以下重量份数的原料：聚丙烯100‑120份、K树脂10‑15份、硅橡胶10‑15份、芳纶短切纤维分散液10‑15份、有机硅氧烷3‑8份和相容剂2‑4份。本发明的聚丙烯复合材料采用聚丙烯为主料，添加了K树脂和硅橡胶，改善了聚丙烯的硬度，同时，添加了芳纶短切纤维分散液保证了复合材料的强度，配合有机硅氧烷和相容剂共同赋予了复合材料的机械性能。

Description

汽车用软触感聚丙烯复合材料
技术领域
本发明涉及一种汽车用软触感聚丙烯复合材料，属于复合材料技术领域。
背景技术
近年来，汽车产业的迅猛发展对内外饰材料提出了越来越高的要求。如车用内饰材料通常要求具有软触感，但常见的聚烯烃(聚丙烯和聚乙烯）材料的硬度较高，缺乏皮革般的软触感。目前主要通过在聚烯烃组分中加入大量的弹性体(橡胶）来降低硬度，获得软触感。一些具体的实施方法公开在中国专利CN100537653、欧洲 专利 EP1279699、美国专利US0249080、US0132956、US0063207 以及 US0107328 中。然而，在这些体系中，弹性体的熔体粘度大，流动性较差。高含量的弹性体组分严重降低了聚烯烃组合物的流动性。此外，一些弹性体与聚丙烯等材料的相容性较差，在基体中分散困难。这些缺陷导致聚烯烃组合物在挤出、注塑、搪塑等成型时，产品容易出现如厚薄不均、流痕、表面麻点等问题，严重影响表观和性能。
因此，一种汽车用软触感聚丙烯复合材料是很有必要的。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种汽车用软触感聚丙烯复合材料。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
汽车用软触感聚丙烯复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯100-120份、K树脂10-15份、硅橡胶10-15份、芳纶短切纤维分散液10-15份、有机硅氧烷3-8份和相容剂2-4份。
所述的汽车用软触感聚丙烯复合材料，所述K树脂和硅橡胶的总和与芳纶短切纤维的重量比为2:1。
所述的汽车用软触感聚丙烯复合材料，所述相容剂包括以下重量份数的原料：马来酸酐接枝聚丙烯10-12份和甲基丙烯酸缩水甘油酯2-4份。
所述的汽车用软触感聚丙烯复合材料，所述芳纶短切纤维分散液是通过以下步骤获得的：将芳纶短切纤维置于氢氧化钠水溶液中，在超声条件下加入硬脂酸镁和甲基纤维素，得到分散液，将分散液进行高压均质处理之后得到芳纶短切纤维分散液。
所述的汽车用软触感聚丙烯复合材料，以芳纶短切纤维为10份计，所述氢氧化钠水溶液、硬脂酸镁和甲基纤维素的重量份数分别为：50-60份、1-2份、0.2-0.5份。
所述的汽车用低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯和芳纶短切纤维分散液充分混合后得到混料A；
（2）将K树脂、硅橡胶、有机硅氧烷和相容剂充分混合后得到混料B；
（3）将混料A置于双螺旋挤出机中的主喂料仓中，混料B置于侧喂料仓中，所述双螺杆挤出机从进料到挤出料各温区的温度设置为：一区：150℃-170℃、二区：190℃-210℃、三区：190℃-210℃、四区：190℃-210℃、五区：190℃-210℃、六区：190℃-210℃、七区：210℃-230℃、九区：210℃-230℃、模头：210℃-250℃。
所述的汽车用软触感聚丙烯复合材料，所述双螺旋杆挤出机的主机转速为400转/min。
本发明所达到的有益效果：
本发明的聚丙烯复合材料采用聚丙烯为主料，添加了K树脂和硅橡胶，改善了聚丙烯的硬度，同时，添加了芳纶短切纤维分散液保证了复合材料的强度，配合有机硅氧烷和相容剂共同赋予了复合材料的机械性能。
本发明的芳纶短切纤维分散液在碱性和超声的条件下与硬脂酸镁和甲基纤维素进行混合，具有良好的分散性和稳定性，适用于聚丙烯，增强材料的强度，同时，提高材料的稳定性。
本发明的相容剂包括马来酸酐接枝聚丙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯，改善聚丙烯与其余材料的相容性。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
汽车用软触感聚丙烯复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯100份、K树脂10份、硅橡胶10份、芳纶短切纤维分散液10份、有机硅氧烷3份和相容剂2份。
所述相容剂包括以下重量份数的原料：马来酸酐接枝聚丙烯10份和甲基丙烯酸缩水甘油酯2份。
所述芳纶短切纤维分散液是通过以下步骤获得的：将芳纶短切纤维置于重量份数为10%的氢氧化钠水溶液中，在超声条件下加入硬脂酸镁和甲基纤维素，得到分散液，将分散液进行高压均质处理之后得到芳纶短切纤维分散液。以芳纶短切纤维为10份计，所述氢氧化钠水溶液、硬脂酸镁和甲基纤维素的重量份数分别为：50份、1份、0.2份。
所述的汽车用低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯和芳纶短切纤维分散液充分混合后得到混料A；
（2）将K树脂、硅橡胶、有机硅氧烷和相容剂充分混合后得到混料B；
（3）将混料A置于双螺旋挤出机中的主喂料仓中，混料B置于侧喂料仓中，所述双螺杆挤出机从进料到挤出料各温区的温度设置为：一区：150℃-170℃、二区：190℃-210℃、三区：190℃-210℃、四区：190℃-210℃、五区：190℃-210℃、六区：190℃-210℃、七区：210℃-230℃、九区：210℃-230℃、模头：210℃-250℃。所述双螺旋杆挤出机的主机转速为400转/min。
实施例2
汽车用软触感聚丙烯复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯120份、K树脂15份、硅橡胶15份、芳纶短切纤维分散液15份、有机硅氧烷8份和相容剂4份。
所述相容剂包括以下重量份数的原料：马来酸酐接枝聚丙烯12份和甲基丙烯酸缩水甘油酯4份。
所述芳纶短切纤维分散液是通过以下步骤获得的：将芳纶短切纤维置于重量份数为10%的氢氧化钠水溶液中，在超声条件下加入硬脂酸镁和甲基纤维素，得到分散液，将分散液进行高压均质处理之后得到芳纶短切纤维分散液。以芳纶短切纤维为10份计，所述氢氧化钠水溶液、硬脂酸镁和甲基纤维素的重量份数分别为：60份、2份、0.5份。
所述的汽车用低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯和芳纶短切纤维分散液充分混合后得到混料A；
（2）将K树脂、硅橡胶、有机硅氧烷和相容剂充分混合后得到混料B；
（3）将混料A置于双螺旋挤出机中的主喂料仓中，混料B置于侧喂料仓中，所述双螺杆挤出机从进料到挤出料各温区的温度设置为：一区：150℃-170℃、二区：190℃-210℃、三区：190℃-210℃、四区：190℃-210℃、五区：190℃-210℃、六区：190℃-210℃、七区：210℃-230℃、九区：210℃-230℃、模头：210℃-250℃。所述双螺旋杆挤出机的主机转速为400转/min。
实施例3
汽车用软触感聚丙烯复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯110份、K树脂11份、硅橡胶13份、芳纶短切纤维分散液12份、有机硅氧烷5份和相容剂3份。
所述相容剂包括以下重量份数的原料：马来酸酐接枝聚丙烯11份和甲基丙烯酸缩水甘油酯3份。
所述芳纶短切纤维分散液是通过以下步骤获得的：将芳纶短切纤维置于重量份数为10%的氢氧化钠水溶液中，在超声条件下加入硬脂酸镁和甲基纤维素，得到分散液，将分散液进行高压均质处理之后得到芳纶短切纤维分散液。以芳纶短切纤维为10份计，所述氢氧化钠水溶液、硬脂酸镁和甲基纤维素的重量份数分别为：50份、1份、0.4份。
所述的汽车用低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯和芳纶短切纤维分散液充分混合后得到混料A；
（2）将K树脂、硅橡胶、有机硅氧烷和相容剂充分混合后得到混料B；
（3）将混料A置于双螺旋挤出机中的主喂料仓中，混料B置于侧喂料仓中，所述双螺杆挤出机从进料到挤出料各温区的温度设置为：一区：150℃-170℃、二区：190℃-210℃、三区：190℃-210℃、四区：190℃-210℃、五区：190℃-210℃、六区：190℃-210℃、七区：210℃-230℃、九区：210℃-230℃、模头：210℃-250℃。所述双螺旋杆挤出机的主机转速为400转/min。
对比例1
汽车用软触感聚丙烯复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯100份、K树脂10份、芳纶短切纤维分散液10份、有机硅氧烷3份和相容剂2份。其余均与实施例1相同。
对比例2
汽车用软触感聚丙烯复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯100份、K树脂10份、硅橡胶10份、有机硅氧烷3份和相容剂2份。其余均与实施例1相同。
对比例3
汽车用软触感聚丙烯复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯100份、芳纶短切纤维分散液10份、有机硅氧烷3份和相容剂2份。其余均与实施例1相同。
各实施例和对比例的复合材料进行力学性能和硬度的测试，结果见下表。
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
拉伸强度MPa 117 114 116 108 100 110
弯曲强度MPa 145 150 152 139 130 140
伸长率 62 63 65 55 60 50
邵氏硬度 42D 42D 42D 55D 50D 65 D
从以上实施例和对比例可以看出，与对比例1相比，本发明添加了硅橡胶，制备得到的聚丙烯复合材料（实施例1-3）具有更高的机械性能，尤其是具备更高的强度。与对比例2相比，本发明添加了芳纶短切纤维分散液，制备得到的聚丙烯复合材料（实施例1-3）具有更高的机械性能，尤其是硬度低，具有良好的触感，与对比例3相比，本发明添加了K树脂和硅橡胶，具有良好的触感。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.汽车用软触感聚丙烯复合材料，其特征是，包括以下重量份数的原料：聚丙烯100-120份、K树脂10-15份、硅橡胶10-15份、芳纶短切纤维分散液10-15份、有机硅氧烷3-8份和相容剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的汽车用软触感聚丙烯复合材料，其特征是，所述K树脂和硅橡胶的总和与芳纶短切纤维的重量比为2:1。
3.根据权利要求1所述的汽车用软触感聚丙烯复合材料，其特征是，所述相容剂包括以下重量份数的原料：马来酸酐接枝聚丙烯10-12份和甲基丙烯酸缩水甘油酯2-4份。
4.根据权利要求1所述的汽车用软触感聚丙烯复合材料，其特征是，所述芳纶短切纤维分散液是通过以下步骤获得的：将芳纶短切纤维置于氢氧化钠水溶液中，在超声条件下加入硬脂酸镁和甲基纤维素，得到分散液，将分散液进行高压均质处理之后得到芳纶短切纤维分散液。
5.根据权利要求4所述的汽车用软触感聚丙烯复合材料，其特征是，以芳纶短切纤维为10份计，所述氢氧化钠水溶液、硬脂酸镁和甲基纤维素的重量份数分别为：50-60份、1-2份、0.2-0.5份。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的汽车用低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征是，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯和芳纶短切纤维分散液充分混合后得到混料A；
（2）将K树脂、硅橡胶、有机硅氧烷和相容剂充分混合后得到混料B；
（3）将混料A置于双螺旋挤出机中的主喂料仓中，混料B置于侧喂料仓中，所述双螺杆挤出机从进料到挤出料各温区的温度设置为：一区：150℃-170℃、二区：190℃-210℃、三区：190℃-210℃、四区：190℃-210℃、五区：190℃-210℃、六区：190℃-210℃、七区：210℃-230℃、九区：210℃-230℃、模头：210℃-250℃。
7.根据权利要求6所述的汽车用软触感聚丙烯复合材料，其特征是，所述双螺旋杆挤出机的主机转速为400转/min。
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