CN111978627A - 一种易粘接的聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种易粘接的聚丙烯复合材料及其制备方法，包括聚丙烯树脂、SBS、填料、改性聚丙烯、硅酮树脂、颜料、助剂。本发明通过添加硅酮树脂，在提高聚丙烯复合材料表面的粘接效果的同时提高材料在高低温湿热循环后的粘接强度，使得聚丙烯复合材料的耐用性进一步提升，拓宽了在汽车材料的应用范围。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种易粘接的聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯PP已作为车用塑料中用量最大的塑料之一。车用材料的聚烯烃化也是目前汽车轻量化发展趋势之一。所以现在聚丙烯材料在汽车的内外饰件上都有了大量的应用。聚丙烯由于合成方法简单，具有原料来源丰富、密度低以及良好的物理力学性能与加工性能。但聚丙烯是一种非极性树脂，存在表面能低，粘接性能差等问题。
为提高聚丙烯的粘接性能，需在粘胶之前对聚丙烯表面进行处理，如等离子或火焰处理等。表面处理后的表面张力明显提高可以增加胶水的浸润效果。但是对聚丙烯材料的改性是达到好的粘接效果的必要途径。随着汽车轻量化和智能化的进程，汽车全塑化后的粘接在汽车材料应用中越来越广泛，提高聚丙烯材料的粘接性能是备受关注的问题，专利CN109486026A公开了一种可以提高火焰处理效果的改性聚丙烯复合材料，但是对材料的粘接效果没有提及，同时粘接后样品在高低温湿热循环后往往会出现粘胶失效问题，因此本领域尚需开发符合高低温湿热循环后满足粘胶强度的复合材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种易粘接的聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料通过添加硅酮树脂，在提高聚丙烯复合材料表面的粘接效果的同时提高材料在高低温湿热循环后的粘接强度。
本发明提供了一种易粘接的聚丙烯复合材料，按重量份数，包括如下组分：
所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯树脂、共聚聚丙烯树脂、无规共聚聚丙烯中的至少一种，230℃、2.16kg测试条件下熔融指数为30-100g/10min。
所述SBS的苯乙烯含量为25％～30％，200℃、5.0kg测试条件下熔融指数为2-10g/10min。
所述填料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、短切玻璃纤维中的至少一种。
所述改性聚丙烯为马来酸酐改性聚丙烯、聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯、氯化聚丙烯中的至少一种。
所述硅酮树脂的分子量范围在30万-45万之间。
所述颜料为炭黑母粒。
所述助剂为抗氧剂、光稳定剂中的至少一种。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。具体可以是1010、1076、3114、168、PEP-36中的至少一种。
所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。具体可以是UV-3808PP5、LA-402XP、LA-402AF中的至少一种。
本发明提供了一种易粘接的聚丙烯复合材料的制备方法，包括：
按质量份数，将原料混合均匀后加入双螺杆挤出机中进行熔融混炼，挤出造粒，得到易粘接的聚丙烯复合材料。
所述双螺杆挤出机的工艺参数为：温度为170-220℃，螺杆转速为350-450转/分。
有益效果
本发明通过添加硅酮树脂，在提高聚丙烯复合材料表面的粘接效果的同时提高材料在高低温湿热循环后的粘接强度，使得聚丙烯复合材料的耐用性进一步提升，拓宽了在汽车材料的应用范围。另外，本发明通过添加SBS和硅酮树脂，还可以提高复合材料的表面张力、润湿性以及粘接强度，提升了材料的综合性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例和对比例中所用原料均来自市售：
聚丙烯树脂：M60RHC镇海炼化
SBS：D1102科腾化学
滑石粉：TYT-777A辽宁艾海
碳酸钙：MLT-1003东莞梅立泰化工
短切玻纤：ECS13-04-T538D泰山玻纤
马来酸酐接枝PP：CA100阿科瑪化学
硅酮树脂：HG-600浙江佳华精细化工
炭黑母粒：PE 2772KF卡博特碳黑
抗氧剂1010：巴斯夫
抗氧剂168：巴斯夫
光稳定剂3808PP5：索尔维化学
乙撑双硬脂酸酰胺：SinWon Chemical Co,.Ltd。
制备方法均为：按质量份数，将原料混合均匀后加入双螺杆挤出机中进行熔融混炼，温度为180℃，螺杆转速为400转/分，挤出造粒，得到易粘接的聚丙烯复合材料。
实施例1～6及对比例1～4按照表1所示配方，按照上述方法制备聚丙烯组合物，然后将组合物注塑3mm厚样条，处理后的表面进行接触角、表面张力以及粘接强度测试。
性能测试方法：
接触角测试：采用接触角测试仪KrussDSA100测试火焰处理后的水接触角。
表面张力测试：采用A.SHINE达因笔对火焰处理后的表面进行表面张力测试。
粘接强度测试：按照国标GB/T 7124-2008，测试条件：使用6021(聚氨酯胶水)在标准聚丙烯样条上进行粘接测试。室温固化24h后进行拉力测试；高低温湿热老化的条件：第一步70℃,95％RH,放置250小时后-20℃放置2小时，室温静置24小时后测试。
测试得到的性能参数如表2所示。
表1实施例和对比例的聚丙烯复合材料的配方(均以份数计)
表2实施例和对比例的聚丙烯复合材料的表面性能测试结果
由表2的测试结果可得出：
实施例1与对比例1、实施例5与对比例2相比，加入了硅酮树脂的聚丙烯复合材料的粘接强度在高低温湿热循环后保持率良好，拓宽材料的应用范围。
实施例1与实施例2相比，随着硅酮树脂含量的增加，接触角逐渐变小，表面张力变大，有利于提高材料的粘接强度。
实施例1与实施例3、4相比，不同的填料对样条高低温湿热循环后粘接强度均无明显变化，材料经火焰处理后的接触角略有差异。
实施例5与对比例3相比，添加SBS后，材料经火焰处理后的表面接触角更小、表面张力更大以及更好的初始粘接强度。
实施例5与对比例4相比，使用硅酮树脂相较于乙撑硬脂酸酰胺，利于提高材料表面张力和粘结强度。
实施例4和实施例5、6相比，玻纤含量的增加有利于处理后的粘接状态，同时样条高低温湿热循环后粘接强度均无明显变化。
Claims (10)
1.一种易粘接的聚丙烯复合材料，其特征在于：按重量份数，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯树脂、共聚聚丙烯树脂、无规共聚聚丙烯中的至少一种，230℃、2.16kg测试条件下熔融指数为30-100g/10min。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述SBS的苯乙烯含量为25％～30％，200℃、5.0kg测试条件下熔融指数为2-10g/10min。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述填料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、短切玻璃纤维中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述改性聚丙烯为马来酸酐改性聚丙烯、聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯、氯化聚丙烯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述硅酮树脂的分子量范围在30万-45万之间；所述颜料为炭黑母粒。
7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述助剂为抗氧剂、光稳定剂中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
9.一种如权利要求1所述的易粘接的聚丙烯复合材料的制备方法，包括：
按质量份数，将原料混合均匀后加入双螺杆挤出机中进行熔融混炼，挤出造粒，得到易粘接的聚丙烯复合材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的工艺参数为：温度为170-220℃，螺杆转速为350-450转/分。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201124 |