CN112646307A - 一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112646307A CN112646307A CN202011537388.0A CN202011537388A CN112646307A CN 112646307 A CN112646307 A CN 112646307A CN 202011537388 A CN202011537388 A CN 202011537388A CN 112646307 A CN112646307 A CN 112646307A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite material
- polypropylene
- antioxidant
- polypropylene composite
- toughness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- -1 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 80
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 79
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 49
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 16
- NFMWFGXCDDYTEG-UHFFFAOYSA-N trimagnesium;diborate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] NFMWFGXCDDYTEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 9
- PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N distearyl thiodipropionate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCSCCC(=O)OCCCCCCCCCCCCCCCCCC PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 claims description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 3
- 229920001911 maleic anhydride grafted polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920011250 Polypropylene Block Copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000012661 block copolymerization Methods 0.000 claims description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 2
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical group OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 2
- 150000007970 thio esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 2
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 abstract description 26
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 13
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 abstract description 13
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 6
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000013329 compounding Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 17
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 15
- 229920000734 polysilsesquioxane polymer Polymers 0.000 description 8
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 6
- 230000003678 scratch resistant effect Effects 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 2
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- VNQNXQYZMPJLQX-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris[(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)methyl]-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CN2C(N(CC=3C=C(C(O)=C(C=3)C(C)(C)C)C(C)(C)C)C(=O)N(CC=3C=C(C(O)=C(C=3)C(C)(C)C)C(C)(C)C)C2=O)=O)=C1 VNQNXQYZMPJLQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VKJLYEDTHCTCOH-UHFFFAOYSA-N 3-(3-octadecoxy-3-oxopropyl)sulfanylpropanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCSCCC(O)=O VKJLYEDTHCTCOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000005476 size effect Effects 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料及其制备方法,这种聚丙烯复合材料由以下重量百分比的原料组成:聚丙烯52~97,硼酸镁晶须1~30,疏水性气相白炭黑1~10,相容剂0.1~5,抗氧剂0.1~1,其它助剂0~2。本发明在聚丙烯基体中引入微米级的硼酸镁晶须与纳米级的疏水性气相白炭黑,通过两种不同尺度体系的复配,能够显著提高聚丙烯复合材料的刚性和抗冲击性能,所得汽车硬塑无缝气囊仪表板在低温爆破过程中无分层及开裂现象,气囊盖板能够完全沿着弱化线展开,满足低温爆破的要求;本发明所得复合材料具有较低的密度,且在无需添加阻燃剂的情况下,赋予材料较高的阻燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料,是一种工艺简单、成本低、综合性能好的聚丙烯复合材料,属于聚合物改性和加工技术领域。
背景技术
聚丙烯因具有较好的成型加工性能和优异的机械、物理及化学性能,同时质轻价廉,广泛应用于汽车内外饰、家用电器及电子等行业,是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。近年来,随着汽车工业的快速发展,各大汽车主机厂对于汽车内饰零件的性能提出了更高的要求,尤其是作为承载着驾乘人员生命安全的汽车仪表板;作为目前应用较多的硬塑无缝气囊仪表板,不仅需要较高的刚性作为结构支撑,同时还需要兼具较好的韧性,在受到外界冲击或撞击时,汽车安全气囊在弹开的瞬间不能产生分层碎片和开裂,能够最大限度的保护驾乘人员的人身安全。此外,为赋予聚丙烯复合材料优异的耐刮擦和抗压痕性能,避免制品受到外界尖锐物品作用而产生划痕,较高含量刮擦助剂的添加往往伴随着制品的析出发粘问题。同时,聚丙烯易燃且燃烧时伴随着熔滴现象,容易引起火灾,使其在实际应用中受到很大限制。因此如何提高聚丙烯复合材料的刚性和韧性,赋予其优异的耐刮擦和抗压痕性能,并兼具高的阻燃性,成为开发这类材料一个急需解决的问题。
目前,提高聚丙烯复合材料的刚性和韧性,主要通过添加大量的无机填料或玻纤和弹性体,但过多的填充会造成复合材料的重量增加;改善聚丙烯复合材料的耐刮擦和抗压痕性能,主要是通过添加耐刮擦助剂,但大部分刮擦助剂分子量较低,在制品长期使用过程中容易迁移到制品表面从而导致析出和发粘问题;而聚丙烯复合材料阻燃性能的提升,主要是通过加入阻燃剂,但较多的阻燃剂会影响材料的机械性能和耐热性能。目前已有的专利仅仅针对上述某一方面或部分方面进行改善,但无法兼具材料的高刚性和高韧性、耐刮擦和抗压痕性能,以及阻燃性等综合性能的研究。如专利CN106273350A通过加入碱式硫酸镁晶须和高目数滑石粉来提高复合材料的刚性和韧性,但未涉及耐刮擦、抗压痕性能和阻燃性。
硼酸镁晶须是一种以单晶形式生长而成的微米级的纤维材料,具有高强度、高弹性模量、高硬度,耐高温、耐腐蚀以及良好的机械强度和电绝缘性等优异性能,是一种可广泛应用于聚合物基复合材料的新型增强材料。疏水性气相白炭黑是一种通过化学气相沉积法得到的高纯度纳米二氧化硅,其具有高流动性和小尺寸效应,能够使复合材料变得更加致密,大大提高复合材料的强度和硬度,同时能够降低制品表面的摩擦系数,提高其耐磨性。
因此,利用微米级的硼酸镁晶须和纳米级的疏水性气相白炭黑,进行不同尺度体系复配,达到提到聚丙烯材料刚性和韧性,赋予其优异的耐刮擦和抗压痕性能,同时所得硬塑无缝气囊仪表板具有较高的阻燃性和优异的轻量化效果,在低温爆破过程中气囊盖板能够完全沿着弱化线展开,无分层和开裂现象的产生,具有较好的实际应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料及其制备方法,以解决现有技术的上述问题。
为了赋予聚丙烯复合材料较高的刚性和韧性,满足硬塑无缝气囊仪表板爆破的要求,同时提高复合材料的耐刮擦性和抗压痕性,并解决材料阻燃性差的问题,本发明的技术方案是在聚丙烯复合材料中加入微米级的硼酸镁晶须和纳米级的疏水性气相白炭黑,在挤出共混过程中,通过两种不同尺度体系的复配,能够显著提高聚丙烯材料的刚性和抗冲击性能,所制得汽车硬塑无缝气囊仪表板在低温爆破过程中无分层及开裂现象,气囊盖板能够完全沿着弱化线展开,满足低温爆破的要求;同时,硼酸镁晶须和疏水性气相白炭黑的复配,所得复合材料具有较低的密度,且在无需添加阻燃剂的情况下,赋予材料较高的阻燃性能,具有协同阻燃的效果。此外,复合材料还具有较优异的耐划擦和抗压痕性能,能够解决添加传统耐刮擦助剂带来的制品表面析出发粘问题。
一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料,由按以下重量百分比计的原料制备而成:
本发明所适用的聚丙烯复合材料体系中,
所述的聚丙烯在230℃、2.16kg负荷条件下,熔体流动速率为10~60g/10min。所述聚丙烯为嵌段共聚丙烯,共聚单体为乙烯,乙烯单体重复单元摩尔含量为5~10%。
所述的硼酸镁晶须为白色粉末状,堆密度为0.5~0.6g/cm3,长径比为30-50。
所述的疏水性气相白炭黑外观为蓬松的白色超细粉末,其原生粒径为7~40nm,比表面积为100~400m2/g。
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯,密度为0.89~0.91g/cm3,接枝率为0.5~1.0%,为任意嵌段共聚聚丙烯经马来酸酐熔融挤出改性所得。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂;辅抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。所述的主抗氧剂为3114、1010和DSTP中的一种或几种混合;辅抗氧剂为618和168中的一种或两种。
所述的其它添加剂为各种颜色添加剂、光稳定剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂等。
上述汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料的制备方法,其具体步骤如下:
(1)按上述重量配比称取原料;
(2)将各原料置于高速混合器中混合3~5分钟;
(3)将混合的原料置于双螺杆机中,经熔融挤出,造粒,其工艺为:一区190~200℃,二区200~210℃,三区210~220℃,四区205~215℃;整个挤出过程的停留时间为1~2分钟,压力为12~18MPa,排气真空度达到5~20kPa。
本发明的优点是:
1、本发明使用微米级的硼酸镁晶须与纳米级的疏水性气相白炭黑在复合材料体系中复配,使得所制得的聚丙烯复合材料具有较高的刚性和抗冲击性能。
2、与传统滑石粉增强聚丙烯复合材料相比,本发明所得复合材料具有较低的密度,且在无需添加阻燃剂的情况下,赋予材料较高的阻燃性能。
3、本发明复合材料具有较优异的耐划擦和抗压痕性能,能够解决添加传统耐刮擦助剂带来的制品表面析出发粘问题。
4、本发明复合材料制得的硬塑无缝气囊仪表板,在低温爆破过程中,气囊盖板能够完全沿弱化线展开,不易出现传统滑石粉和弹性体填充聚丙烯材料所得制品低温爆破中的分层及开裂现象。
5、本发明提出的汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料的制备工艺简单、生产成本低。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例的方式对本发明作进一步的详细说明,并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
在实施例及对比例中,所述的聚丙烯为上海石化生产的共聚聚丙烯,商品牌号为M2600R,熔体流动速率为30g/10min(测试条件:230℃×2.16kg)。所述的硼酸镁晶须堆密度为0.5~0.6g/cm3,长径比为30-50,市售。疏水性气相白炭黑原生粒径为10~40nm,比表面积为100~400m2/g,为卡博特公司生产的TS-610。所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯,密度为0.89~0.91g/cm3,接枝率为0.8~1.0%,市售。所述的主抗氧剂为BASF公司产的3114,商品牌号为Irganox 3114,化学名称为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯,以及英国ICE公司产的DSTP,商品牌号为Negonox DSTP,化学名称为硫代二丙酸十八酯。辅抗氧剂为BASF公司产的168,商品牌号为Irgafos 168,化学名称为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。所述的其它助剂包括各种颜色添加剂、光稳定剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂等。
在对比例中,所述的滑石粉目数为5000目,其平均粒径为2.6μm,市售。所述的弹性体POE为DOW公司的乙烯-辛烯共聚物,商品名为Engage7467,其密度为0.862g/cm3,熔融指数为1.2g/10min(测试条件:190℃×2.16kg)。所述的刮擦助剂为硅酮类大分子刮擦助剂,市售。
实施例1
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括90.6%聚丙烯、5%笼形聚倍半硅氧烷、2%弹性体、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
实施例2
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括82.6%聚丙烯、5%滑石粉、5%笼形聚倍半硅氧烷、5%弹性体、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
实施例3
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括74.6%聚丙烯、10%滑石粉、5%笼形聚倍半硅氧烷、8%弹性体、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。。
实施例4
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括67.6%聚丙烯、15%滑石粉、5%笼形聚倍半硅氧烷、10%弹性体、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
实施例5
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括60.6%聚丙烯、20%滑石粉、5%笼形聚倍半硅氧烷、12%弹性体、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
实施例6
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括74.6%聚丙烯、5%滑石粉、10%笼形聚倍半硅氧烷、8%弹性体、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
实施例7
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括67.6%聚丙烯、10%滑石粉、10%笼形聚倍半硅氧烷、10%弹性体、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
实施例8
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括60.6%聚丙烯、15%滑石粉、10%笼形聚倍半硅氧烷、12%弹性体、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
对比例1
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括90.6%聚丙烯、5%滑石粉、2%弹性体、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
对比例2
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括82.6%聚丙烯、10%滑石粉、5%弹性体、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
对比例4
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括69.6%聚丙烯、16%滑石粉、10%弹性体POE、2%相容剂、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
对比例5
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括67.6%聚丙烯、16%滑石粉、10%弹性体POE、2%刮擦助剂、2%相容剂、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
对比例6
本发明聚丙烯复合材料主要成分包括62.6%聚丙烯、16%滑石粉、15%弹性体POE、2%刮擦助剂、2%相容剂、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168、0.1%抗氧剂DSTP以及2%其它助剂。
实施例及对比例主要成分质量百分含量见表1。
表1实施例1-8及对比例1-5材料配方表(重量%)
上述实施例和对比例中各树脂和各种添加剂在高速混合器中干混3~5分钟,再在双螺杆挤出机中经熔融挤出,造粒,其工艺为:一区190~200℃,二区200~210℃,三区210~220℃,四区205~215℃;整个挤出过程的停留时间为1~2分钟,压力为12~18MPa,排气真空度达到5~20kPa。
将按上述方法制备的粒子材料,在90~100℃的鼓风烘箱中干燥2~3小时,然后再将干燥好的粒子材料在注射成型机上进行注射成型制样,并进行性能测试。
密度测试:按ISO 1183-1标准进行,试样尺寸为10×10×4mm;
拉伸性能测试:按ISO 527-2标准进行,试样尺寸为170×10×4mm,拉伸速度为50mm/min;
弯曲性能测试:按ISO 178标准进行,试样尺寸为80×10×4mm,弯曲速度为2mm/min,跨距为64mm;
缺口冲击强度测试:按ISO 179-1标准进行,试样尺寸为80×10×4mm,缺口深度为试样厚度的三分之一;
阻燃性能测试:根据GB/T2406标准测试材料的氧指数;
耐划擦性能:按照德国大众PV3952标准进行十字划格测试,试样尺寸为50×50×3.2mm,负载为10N,用色差仪测量划格区域测试前后的色差L值的变化ΔL,ΔL值越小,表明材料的耐划擦性能越好,一般要求ΔL≤1.5;
抗压痕性能:按照德国大众PV3974标准进行圆片刮擦测试,试样尺寸为50×50×3.2mm,负载为3N,用光泽度仪测量刮擦区域测试前后的光泽度变化DGG,DGG值越小,表明材料的抗压痕性能越好,一般要求DGG≤0.6;
低温爆破性能测试:将上述干燥好的粒子材料,注塑成硬塑无缝气囊仪表板本体,与其它零部件焊接组装成仪表板总成,在低温-35℃条件下进行气囊爆破试验,查看爆破试验后气囊盖板展开是否出现分层及开裂现象;
材料的综合性能通过测试密度、拉伸强度、弯曲模量和缺口冲击强度,以及耐刮擦和抗压痕性能来评判,阻燃性能通过测试材料的氧指数进行评判,低温爆破性能通过查看爆破试验后气囊盖板展开是否出现分层及开裂现象来评判。
本发明实施例1~7和对比例1~6聚丙烯复合材料的性能检测结果分别见表2。
表2实施例1-7及对比例1-6材料性能表
从实施例1-2,实施例3-5以及实施例5-7的对比可以看出,随着硼酸镁晶须和疏水性气相白炭黑含量的增加,复合材料的刚性和韧性增加显著,同时氧指数不断提高,甚至可以达到难燃水平,耐刮擦和抗压痕性能提升较明显。从实施例2-3与对比例1-3可以看出,硼酸镁晶须和疏水性气相白炭黑具有优异的协同效果,两者同时添加可以提高复合材料体系的刚性和韧性,改善材料易燃的缺陷,同时对材料的耐刮擦和抗压痕性能提升较明显。实施例4与对比例4-6的对比可以发现,在相同含量的无机填料填充下,硼酸镁晶须和疏水性气相白炭黑能够大大降低复合材料体系的密度,实现制品轻量化的需求;同时,在无需额外添加耐刮擦助剂的情况下,即可赋予材料优异的耐刮擦和抗压痕性能,且优于传统添加刮擦助剂的复合材料体系,能够从根本上解决添加传统耐刮擦助剂带来的制品表面析出发粘问题。
此外,从实施例1-7和对比例1-6的对比中还可以发现,相比传统滑石粉和弹性体填充聚丙烯复合材料体系制得的硬塑仪表板低温爆破易出现分层和开裂现象,硼酸镁晶须和疏水性气相白炭黑填充聚丙烯体系,所得硬塑仪表板低温爆破无分层和开裂现象,气囊盖板能够完全沿弱化线展开,能够最大限度的保障驾乘人员的生命安全,具有较好的实际应用价值。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的聚丙烯在230℃、2.16kg负荷条件下,熔体流动速率为10~60g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述聚丙烯为嵌段共聚丙烯,共聚单体为乙烯,乙烯单体重复单元摩尔含量为5~10%。
4.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的硼酸镁晶须为白色粉末状,堆密度为0.5~0.6g/cm3,长径比为30-50。
5.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的疏水性气相白炭黑外观为蓬松的白色超细粉末,其原生粒径为7~40nm,比表面积为100~400m2/g。
6.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯,密度为0.89~0.91g/cm3,接枝率为0.5~1.0%,为任意嵌段共聚聚丙烯经马来酸酐熔融挤出改性所得。
7.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂;辅抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。
8.根据权利要求7所述的一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的主抗氧剂为3114、1010和DSTP中的一种或几种混合;辅抗氧剂为618和168中的一种或两种。
9.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的其它添加剂为各种颜色添加剂、光稳定剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂。
10.根据权利要求1-9任意之一所述汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料的制备方法,其特征在于:其具体步骤如下:
(1)按上述重量配比称取原料;
(2)将各原料置于高速混合器中混合3~5分钟;
(3)将混合的原料置于双螺杆机中,经熔融挤出,造粒,其工艺为:一区190~200℃,二区200~210℃,三区210~220℃,四区205~215℃;整个挤出过程的停留时间为1~2分钟,压力为12~18MPa,排气真空度达到5~20kPa。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011537388.0A CN112646307B (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011537388.0A CN112646307B (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112646307A true CN112646307A (zh) | 2021-04-13 |
CN112646307B CN112646307B (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=75359518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011537388.0A Active CN112646307B (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112646307B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113549271A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-10-26 | 上海金发科技发展有限公司 | 一种阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法与应用 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU4893393A (en) * | 1991-10-25 | 1994-01-27 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Thermoplastic compositions and nonwoven webs prepared therefrom |
CN102504414A (zh) * | 2011-11-28 | 2012-06-20 | 成都理工大学 | 一种改性硼酸镁晶须/pp复合材料的制备方法 |
CN103421245A (zh) * | 2013-08-23 | 2013-12-04 | 苏州长盛机电有限公司 | 一种增强型无卤阻燃pp/ppo合金及其制备方法 |
CN104231437A (zh) * | 2014-09-24 | 2014-12-24 | 晋德塑料科技(东莞)有限公司 | 一种车用内饰件聚丙烯组合物及其制备方法 |
CN105646947A (zh) * | 2014-11-10 | 2016-06-08 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种碱式硫酸镁晶须作为聚丙烯耐寒剂的用途 |
CN106366416A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-01 | 浙江省现代纺织工业研究院 | 一种抗老化聚乙烯塑料的制备方法 |
CN106496782A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-03-15 | 金福兴 | 添加有硼酸镁晶须的生物材料及其制备方法 |
CN107236186A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-10-10 | 广东圆融新材料有限公司 | 一种低密度加硬透明阻燃聚丙烯材料及其制备方法 |
CN111635587A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-08 | 上海化工研究院有限公司 | 高补强、低发烟、无卤环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法 |
CN111763399A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-13 | 金发科技股份有限公司 | 一种汽车仪表板聚丙烯复合材料及其制备方法 |
CN111849116A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-10-30 | 浙江王氏科技有限公司 | 一种高强度塑料及其加工工艺 |
-
2020
- 2020-12-23 CN CN202011537388.0A patent/CN112646307B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU4893393A (en) * | 1991-10-25 | 1994-01-27 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Thermoplastic compositions and nonwoven webs prepared therefrom |
CN102504414A (zh) * | 2011-11-28 | 2012-06-20 | 成都理工大学 | 一种改性硼酸镁晶须/pp复合材料的制备方法 |
CN103421245A (zh) * | 2013-08-23 | 2013-12-04 | 苏州长盛机电有限公司 | 一种增强型无卤阻燃pp/ppo合金及其制备方法 |
CN104231437A (zh) * | 2014-09-24 | 2014-12-24 | 晋德塑料科技(东莞)有限公司 | 一种车用内饰件聚丙烯组合物及其制备方法 |
CN105646947A (zh) * | 2014-11-10 | 2016-06-08 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种碱式硫酸镁晶须作为聚丙烯耐寒剂的用途 |
CN106366416A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-01 | 浙江省现代纺织工业研究院 | 一种抗老化聚乙烯塑料的制备方法 |
CN106496782A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-03-15 | 金福兴 | 添加有硼酸镁晶须的生物材料及其制备方法 |
CN107236186A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-10-10 | 广东圆融新材料有限公司 | 一种低密度加硬透明阻燃聚丙烯材料及其制备方法 |
CN111635587A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-09-08 | 上海化工研究院有限公司 | 高补强、低发烟、无卤环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法 |
CN111849116A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-10-30 | 浙江王氏科技有限公司 | 一种高强度塑料及其加工工艺 |
CN111763399A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-13 | 金发科技股份有限公司 | 一种汽车仪表板聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
乐志强等: "《无机精细化学品手册》", vol. 1, 31 January 2001, 北京:化学工业出版社, pages: 1232 * |
兰永强等: "《分离生物乙醇用渗透汽化复合膜》", vol. 1, 30 June 2018, 厦门大学出版社, pages: 19 - 20 * |
汪多仁等: "中学化学教学情境素材", vol. 1, 北京:科学技术文献出版社, pages: 101 * |
胡海青等: "晶须改性聚丙烯", 《塑料工业》, vol. 29, no. 2, 31 March 2001 (2001-03-31) * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113549271A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-10-26 | 上海金发科技发展有限公司 | 一种阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法与应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112646307B (zh) | 2024-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108368314B (zh) | 轻量纤维增强聚丙烯组合物 | |
CN107722448B (zh) | 利用天然纤维的汽车内饰材料用复合组合物 | |
CN111484719A (zh) | 一种高抗冲阻燃增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法 | |
CN109679216A (zh) | 一种高刚韧平衡性、抗应力发白、无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN111978640A (zh) | 一种石墨烯改性保险杠用聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
JPH10505370A (ja) | 充填剤入りカーボネートポリマーブレンド組成物 | |
CN111763383B (zh) | 一种良触感玻纤增强聚丙烯复合物及其制备方法 | |
CN106947158A (zh) | 一种无卤高抗冲阻燃聚丙烯材料 | |
KR101317596B1 (ko) | 저비중, 고탄성 및 저휨 특성의 열가소성 장섬유 폴리프로필렌 수지 조성물 | |
CN111484731A (zh) | 一种高模量阻燃增强尼龙复合材料及其制备方法 | |
CN112646307A (zh) | 一种汽车硬塑仪表板用低密度、高刚高韧、高阻燃性聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
KR20160057528A (ko) | 폴리올레핀계 탄성체 조성물 | |
CN111978641A (zh) | 一种高模量、高流动、高抗冲玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN114044966A (zh) | 一种抗雾化聚丙烯组合物及其制备方法和应用 | |
CN1315933C (zh) | Pp和abs纳米填料合金及其制备方法 | |
KR101469271B1 (ko) | 열가소성 수지 조성물 및 그 성형품 | |
CN111484680A (zh) | 一种高光泽度、高耐温度聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
KR102187566B1 (ko) | 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이의 성형품 | |
CN112679860B (zh) | 一种汽车硬塑爆破仪表板专用聚丙烯组合物及其制备方法 | |
CN104277448A (zh) | 一种用于空调压缩机外罩的聚苯醚树脂合金材料 | |
KR101876021B1 (ko) | 외관 및 내스크래치성 특성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물 | |
KR101580957B1 (ko) | 내충격성 및 내스크래치성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물 | |
CN114181456A (zh) | 一种高硬度聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN103937094A (zh) | 一种抗打螺钉爆裂增强聚丙烯材料、其制备方法及其应用 | |
CN112280180A (zh) | 一种良外观良触感聚丙烯组合物及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |