CN114044977A - 一种抗虎皮纹的聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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CN114044977A CN202111600750.9A CN202111600750A CN114044977A CN 114044977 A CN114044977 A CN 114044977A CN 202111600750 A CN202111600750 A CN 202111600750A CN 114044977 A CN114044977 A CN 114044977A
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Abstract

本发明公开了一种抗虎皮纹的聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，所述复合材料包括聚丙烯混合物、聚烯烃弹性体、无机填料、抗虎皮纹剂、润滑剂、抗氧剂和光稳定剂。本发明聚丙烯复合材料在注塑薄壁化制件的过程中不会产生虎皮纹，也不会在制件后期使用的过程中因为外部原因产生虎皮纹，同时保证制件具有优良的强度和韧性，满足现代汽车行业轻量化和安全性的新要求和新标准。

Description

一种抗虎皮纹的聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种抗虎皮纹的聚丙烯复合材料，且还涉及所述复合材料的制备方法及应用。
背景技术
随着人们生活水平的提高和汽车行业的发展，人们对汽车的需求和要求也不断地提高，不但在动力性、经济性和安全性方面有着越来越高的追求，还在舒适性、环保性及美观性方面有额外的要求。在众多材料中，聚丙烯材料因其价格低、密度小、耐热性优异、耐化学品腐蚀强、易成型加工和回收利用等优势，而在汽车行业如仪表板、中控台、保险杠等零部件中得到广泛应用。然而，这两年来来对汽车轻量化即薄壁化的进程逐渐加快，但聚丙烯材料在注塑大型薄壁制件时表面极易出现虎皮纹，该纹路的存在严重影响了制件的外观和品质，造成大量材料的浪费。
CN 113583349 A公开了一种环境友好型聚丙烯复合材料及其制备方法，所述聚丙烯复合材料由聚丙烯20-40％、改性聚乳酸20-30％、聚烯烃弹性体5-10％、相容剂5-10％、滑石粉10-30％、抗氧剂0.2-0.6％、光稳定剂0.4-1％、耐刮擦剂1-4％、润滑剂0.2-0.6％和色粉1-3％按照重量百分比制备而成，其中，所述改性聚乳酸由聚乳酸和封端剂共混挤出制得。虽然该材料没有虎皮纹和气痕等缺陷，但对聚乳酸有特殊要求，需要特异性封端，这样会导致成本高的聚乳酸价格更高，进而导致该聚丙烯复合材料成本高，最终导致产品成本高，无法大规模使用。
CN 113512252 A公开了一种聚丙烯组合物及其制备方法，该材料，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂33.8～89.6份、增韧弹性体5～25份、滑石粉0～30份、耐曝晒虎皮纹消除剂5～10份、抗氧剂0.2～0.6份和耐候剂0.2～0.6份；所述耐曝晒虎皮纹消除剂包括乙烯-辛烯多嵌段共聚物、高二元乙丙相含量共聚聚丙烯和环氧树脂，所述高二元乙丙相含量共聚聚丙烯中二元乙丙相的质量含量≥25％。该组合物通过添加耐曝晒虎皮纹消除剂来消除虎皮纹，是远远不够的。如果单单依靠耐曝晒虎皮纹消除剂的作用，则其添加量需要增多，生产成本势必较高，不利于扩大生产。另外，虎皮纹消除剂用量增大，材料的整体塑性也会改变，造成浪费资源。
目前，材料改性生产者和研究者基本上是通过添加虎皮纹消除剂或者其他物质来消除注塑过程中产生的虎皮纹的缺陷，但是或多或少的都增加了成本，因此如何能够低成本地提供一种能够阻止虎皮纹产生的复合材料，成为了汽车生产商和材料改性研究者的新的研究趋势。
发明内容
鉴于现有汽车用聚丙烯材料不可避免形成虎皮纹的缺陷，本发明根据熔融态相似相容的原理，分析了虎皮纹的成因，针对现有汽车用聚丙烯材料的成分和性能，从各个材料的性能、结构和复配三方面深入研究，最终获得了一种抑制虎皮纹形成的聚丙烯复合材料。在薄壁化注塑制件的过程中不会产生虎皮纹，也不会在制件后期使用的过程中因为外部原因产生虎皮纹，同时保证制件具有优良的强度和韧性，满足现代汽车行业轻量化和安全性的新要求和新标准。
为实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种抗虎皮纹的聚丙烯复合材料，按重量份数计，其包含如下组分：
Figure BDA0003433016640000021
其中，所述聚丙烯混合物由第一聚丙烯(PP-I)、第二聚丙烯(PP-II)和第三聚丙烯(PP-III)组成，且第一聚丙烯的熔融指数大于80g/10min，第二聚丙烯的熔融指数为20-40g/10min，第三聚丙烯的熔融指数为5-15g/10min。
虎皮纹，又称“流痕”，是注塑过程中比较常见的一种注塑材料缺陷，该缺陷使得制件表面的色泽、纹理与反光程度不一致而严重影响了制品的外观，且会降低制件表面的机械性能如强度和耐摩擦性等等。虎皮纹出现的主要原因是塑料熔体在模腔中流动时由于各组分的分子结构与属性的差异，熔体流速不同，当遇到制件厚度不一，流态突变时，则熔体的流动阻力波动很大，熔体流动出现明显的差速现象；随着注塑的进程，后来居上的熔体会不断的往前蠕动，导致熔体出口的压力和流速产生较大的波动，出口前沿的熔体会发生湍流现象及出模膨胀，从而导致制件表面出现横向剪切的虎皮纹现象。注塑件虎皮纹形成的机理是复杂的流体相态，很难避免。这需要各组分之间协同熔融作用，才能减轻或避免产生虎皮纹。实践发现，提高材料的流动性(材料熔指只要达到25g/10min以上就可以有效改善虎皮纹现象)以及采用分子量分布较宽的材料，可以减少虎皮纹现象出现的几率。
本发明为了减少注塑过程中产生虎皮纹，巧妙地运用了聚丙烯不同分子链长短的熔融特性，选择不同熔融指数的聚丙烯进行与POE复配，并在抗虎皮纹剂以及润滑剂的协同作用下，减少了注塑时熔体产生湍流及出模膨胀的现象，从而降低虎皮纹的产生，确保了产品的质量提升。
优选地，在上述聚丙烯复合材料中，所述第一聚丙烯的熔融指数为100-200g/10min。熔融指数越高，流动性越好，则加工性能越好，但强度、硬度及耐老化性越差，为了使本发明的聚丙烯复合材料的加工性优异，需要对第一聚丙烯的熔融指数作进一步限定。
优选地，在上述聚丙烯复合材料中，所述第一聚丙烯、第二聚丙烯与第三聚丙烯的重量比为(10-30)：(14-34)：(15-25)。
本发明聚丙烯复合材料的主体材料指标必须进行严格限定，不单在熔融指数方面，还需要限定第一聚丙烯、第二聚丙烯与第三聚丙烯三者之间的重量比，从而使本发明聚丙烯复合材料在注塑时熔体流动形成速度梯度，降低湍流及出模膨胀现象，从而减少虎皮纹的产生，同时调整整个复合材料的加工性和韧性之间的平衡，使其既具有较好的加工性，又具有较好的韧性。
优选地，在上述聚丙烯复合材料中，所述聚烯烃弹性体(POE)为乙烯-辛烯无规共聚聚合物，其中辛稀的质量占整个所述乙烯-辛烯无规共聚聚合物的质量的百分比为10-20％，且所述辛烯为α-辛烯。POE具有连续相的互穿网格结构，辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯硬链结构作为物理交联点，有优异的韧性又有良好的加工性；POE分子结构中没有不饱和双键，具有优良的耐老化性能；POE分子量分布窄，具有较好的流动性，与聚丙烯相容性好；良好的流动性可改善填料的分散效果，同时也可提高制品的熔融接痕强度，减少横向剪切虎皮纹产生。
进一步优选地，在上述聚丙烯复合材料中，所述聚烯烃弹性体的熔融指数为0.8～1.5g/10min。
特别优选地，所述聚丙烯混合物与所述聚烯烃弹性体的质量比为(5-16):1。所述弹性体POE的加入能够增加材料的韧性，将其与加工性能有机结合，使整个复合材料的机械性能和韧性显著得到提高。
优选地，在上述聚丙烯复合材料中，所述无机填料选自滑石粉、碳酸钙、云母粉、硅灰石中的至少一种。
优选地，在上述聚丙烯复合材料中，所述无机填料为滑石粉，其粒径为1.0-3.0μm。小粒径的滑石粉能够有效分散在聚丙烯PP中，形成包裹的胶束体，提高材料的拉伸弹性模量和弯曲模量。
优选地，在上述聚丙烯复合材料中，所述抗虎皮纹剂由抗虎皮纹改性剂和共聚聚丙烯混熔而成，其中所述抗虎皮纹改性剂与共聚聚丙烯的重量比为(2-5):1。所述的抗虎皮纹改性剂是一种热塑性聚烯烃，具有柔韧性良好、低流动性、抗冲击性好、抗拉强度高以及延伸性好的特定，主要用于提高聚烯烃材料机械性能，提高成型零件的外观，尤其是能够提供改善注塑件虎皮纹和未上漆的汽车零部件表面美观性。
优选地，在上述聚丙烯复合材料中，所述抗虎纹改性剂为乙烯-戊烯嵌段共聚聚合物，且其熔融指数为0.7～1.5g/10min。
进一步优选地，在上述聚丙烯复合材料中，所述抗虎纹改性剂乙烯-戊烯嵌段共聚聚合物中戊烯的质量占所述乙烯-戊烯嵌段共聚聚合物总质量的百分比为20～30％。在乙烯-戊烯嵌段共聚物中，戊烯的片段减弱了聚乙烯链的结晶，形成高弹性的无定型区间(橡胶相)，。因此嵌段共聚物具有良好的弹性和非晶态-晶态结构，热塑性优良。故而，乙烯-戊烯嵌段共聚物能够与聚丙烯很好地混熔，各组分结构之间的作用力能够降低熔融体湍流和出模膨胀，最终减轻虎皮纹产生。
更优选地，所述共聚聚丙烯为丙烯与α-烯烃的无规共聚或嵌段共聚形成的共聚聚丙烯其中α-烯烃为碳原子数为2、4或5的α-烯烃，更具体为乙烯、1-丁烯、1-戊烯中的一种或多种。
进一步优选地，所述共聚聚丙烯的熔融指数为20-40g/10min。
特别优选地，所述共聚聚丙烯中α-烯烃的重量占所述共聚聚丙烯的重量的百分比为10-20％。
优选地，所述第一聚丙烯PP-I的熔融指数为100-200g/10min，第二聚丙烯PP-II的熔融指数为20-40g/10min，第三聚丙烯PP-III的熔融指数为5-15g/10min。熔融指数大的聚丙烯共聚物，其流动性好，结晶程度低，湍流和出模膨胀现象小；反之，流动性差，出模膨胀现象严重。利用熔融指数的差异，选择不同熔融指数的聚丙烯共聚物，使其熔融体与抗虎皮纹改性剂(乙烯-戊烯嵌段共聚物)具有良好的相容性，形成梯度分布的流速，减轻喷口形成的湍流与出模膨胀，进而防止虎皮纹产生。
本发明设计了三种不同熔融指数的聚丙烯进行复配，将低熔融指数的POE和抗虎皮纹剂进行配比以形成具有一定规格的熔融指数的复合体，有效地降低虎皮纹的产生。
在本发明中，所述抗虎皮纹剂需要预先制备，具体过程为将抗虎皮纹改性剂(乙烯-戊烯嵌段共聚聚合物)与共聚聚丙烯混合均匀，然后通过挤出机挤出，并经过冷却、干燥和造粒即可获得抗虎皮纹剂，其中挤出机的挤出温度在190-210℃，转速为380-450rpm之间。
本发明的抗虎皮纹剂由抗虎皮纹改性剂与共聚聚丙烯混熔而成，其能够有效分散在聚丙烯材料熔融体中，各组分之间的协同作用，晶态与非晶态的交融，降低了熔融体的湍流、出模膨胀性和结晶态-非结晶态的差异性，不但能在注塑过程中阻止虎皮纹的产生，还能防止薄壁化制件在使用过程中由于外部环境而产生的外观上的缺陷。
所述抗氧剂、润滑剂和光稳定剂均是本领域常规种类和用量，均可基于实际需要进行调节。
进一步地，在上述聚丙烯复合材料中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂(如抗氧剂1010即四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯，抗氧剂1076即β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯)；亚磷酸酯类抗氧剂(如抗氧剂168即三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)；硫酯类辅助抗氧剂(如硫代二丙酸二月桂酯DLTP)，中的一种或其混合物，更优选为抗氧剂1010和抗氧剂168。
进一步地，在上述聚丙烯复合材料中，所述润滑剂选自硬酯酸钙、硬酯酸锌、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、石蜡、混合蜡(如购自上海壮景化工有限公司的STRUKTOLTR451)中的一种或几种，特别优选STRUKTOL TR451。在本发明中润滑剂能够改善无机填料与聚烯烃的相容性，降低了材料在加工过程中的粘度，提高生产加工稳定性。而且与填料碳酸钙类相容性好，不影响复合材料的加工性能和其他力学性能，降低生产成本。
进一步地，在上述聚丙烯复合材料料中，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，如2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯。在本发明中，所述光稳定剂最优选为
Figure BDA0003433016640000051
5589(烟台新秀化学科技股份有限公司，简称新秀化学)。这是因为其与聚丙烯类树脂具有良好的兼容性，降低了析出和起霜的现象，注塑件表面稳定，挥发性(VOCs)低。
特别的，在本发明中，所述复合材料包括其他助剂如颜料、增塑剂、抗静电剂等等，其用量和种类本领域技术人员均可根据实际需要进行调节和选择，并无特别设置。
本发明的聚丙烯复合材料严格限定聚丙烯混合物的组成，选择了三种不同熔融指数的聚丙烯作为主体材料，同时结合抗虎皮纹剂和POE，可以在注塑过程中使熔体流动形成速度梯度，降低湍流和出模膨胀现象，进而减少虎皮纹的产生，提高了薄壁化制件的成型率，降低了损耗率。故而，本发明聚丙烯复合材料可在需要轻量化的汽车、家电、其他电子电器等行业中实现广泛应用。
此外，在本发明的第二方面，提供了一种制备上述聚丙烯复合材料的方法，具体过程为：将聚丙烯混合物、聚烯烃弹性体、无机填料、抗虎皮纹剂(自制)、抗氧剂、润滑剂和光稳定剂混合均匀，然后通过挤出机挤出、冷却、干燥并造粒，即可获得所述聚丙烯复合材料。
本发明的制备方法不需要改变现有的设备，且生产过程简单，易于控制，能够实现大规模制备。
特别地，在上述制备过程中，所述挤出机为双螺杆挤出机，其各区加工温度设置在180～230℃之间，更优选I-XI区的加工温度依次设置为：190℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，220℃，220℃，210℃，210℃；主螺杆转速为300-700rpm。
此外，在本发明的第三方面，还提供了一种上述聚丙烯复合材料在汽车内饰零部件中的应用，具体而言，所述复合材料用于制造大型薄壁汽车零部件。另外，所述复合材料不仅可以用于汽车行业，还可以用于其他薄壁化需求的领域，如家电，电子器件领域等等。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明发明人微观上分析了注塑制件上出现的虎皮纹现象的原因，宏观上采用特定的组成解决此问题，且本发明的聚丙烯复合材料在制备过程中首先预先制备抗虎皮纹剂，确保抗虎皮纹改性剂二次均匀分散在材料中，能够有效减少材料在大型薄壁汽车制件注塑时所产生的虎皮纹现象。
(2)本发明复合材料严格限定聚丙烯化合物中的三种聚丙烯，这三种聚丙烯相互配合，从而使复合材料在制造薄壁化器件时熔体流动出现湍流、出模膨胀的现象大幅减少，进而避免虎皮纹的产生。
(3)本发明还添加了共聚聚丙烯辅助抗虎皮纹剂的作用，其不但能够阻止注塑过程中虎皮纹的产生，还能避免后期制件使用过程中由于外部环境影响而导致的虎皮纹的出现。
(4)本发明复合材料以聚丙烯为主体材料，配合其他组分如聚烯烃弹性体、无机填料、抗虎皮纹剂、抗氧剂、润滑剂、光稳定剂，不但能够减少虎皮纹的产生，还能保证复合材料具有优异的力学性能，从而使其在应用方面不受限制，满足汽车行业在安全性方面的要求，能够广泛应用于汽车零部件领域，且同时能够用于其他需要轻量化的领域如家电、电子电器等领域，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明，但本发明要求的保护范围并不局限于实施例。
下述实施例所采用的原料如无特殊说明，均为市售。
其中，第一聚丙烯为购自韩国SK集团的PP BX3920，其熔融指数为100g/10min，第二聚丙烯为购自韩国SK集团的PP BX3800，其熔融指数为30g/10min，第三聚丙烯为购自韩国SK集团的PP BX3520，其熔融指数为10g/10min。
所述POE为乙烯与α-辛烯无规共聚产生的共聚物购自美国陶氏化学的POE 7467，其中所述共聚物的熔融指数为1.2g/10min，α-辛稀的质量占所述聚烯烃弹性体的质量的百分比为15％。
所述抗虎皮纹改性剂的乙烯-戊烯嵌段共聚聚合物，购自荷兰利安德巴塞尔的Hifax X1956A，其熔融指数为1.2g/10min，且戊烯的质量占所述乙烯-戊烯嵌段共聚聚合物总质量的百分比为28％。
所述无机填料为滑石粉，具体为购自辽宁艾海滑石有限公司的AH51105，其平均粒径1.3μm。
所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168。
所述润滑剂为购自德国STRUKTOL公司的STRUKTOL TR451。
所述光稳定剂为2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，具体为购自烟台新秀化学科技股份有限公司的
Figure BDA0003433016640000071
5589。
预制备实施例：抗虎皮纹剂的制备
将30kg的抗虎皮纹改性剂Hifax X1956A(乙烯-戊烯嵌段共聚聚合物)与10kg共聚聚丙烯混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出，并经过冷却、干燥和造粒即可获得抗虎皮纹剂。其中，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：190℃，195℃，195℃，200℃，210℃，210℃，210℃，210℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为400rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
其中所述共聚聚丙烯为重量占所述共聚聚丙烯的重量的百分比为15％的乙烯与丙烯常规共聚合成的无规共聚聚丙烯，熔融指数为30g/10min。
以下实施例中采用的抗虎皮纹剂均为本预制备实施例所制备的抗虎皮纹剂。
制备实施例
制备实施例1
将下表1中所示的量的第一聚丙烯、第二聚丙烯、第三聚丙烯、聚烯烃弹性体、无机填料、抗虎皮纹剂、抗氧剂、润滑剂和光稳定剂混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出、冷却、干燥并造粒，即可获得所述的聚丙烯复合材料，记作A1，其中双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：185℃，190℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，215℃，200℃，200℃，主螺杆转速为400rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
制备实施例2
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作A2，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表1，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：185℃，190℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为400rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
制备实施例3
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作A3，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表1，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：180℃，190℃，210℃，215℃，215℃，220℃，220℃，220℃，220℃，200℃，200℃，主螺杆转速为450rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
制备实施例4
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作A4，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表1，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：180℃，190℃，195℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为500rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
制备实施例5
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作A5，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表1，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：180℃，195℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为500rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
制备实施例6
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作A6，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表1，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：185℃，190℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为550rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
制备实施例7
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作A7，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表1，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：185℃，190℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为600rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
制备实施例8
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作A8，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表1，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：180℃，190℃，210℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为600rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
制备实施例9
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作A9，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表1，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：180℃，190℃，200℃，200℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，210℃，210℃，主螺杆转速为650rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
制备实施例10
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作A10，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表1，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：185℃，190℃，210℃，220℃，225℃，225℃，215℃，225℃，220℃，210℃，210℃，主螺杆转速为650rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
表1制备实施例1-10中各组分的量
Figure BDA0003433016640000101
对比实施例
对比实施例1
将下表2中所示的量的第一聚丙烯、第二聚丙烯、第三聚丙烯、聚烯烃弹性体、无机填料、抗氧剂、润滑剂和光稳定剂混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出、冷却、干燥并造粒，即可获得聚丙烯复合材料，记作B1，其中双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：185℃，190℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，215℃，200℃，200℃，主螺杆转速为450rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
对比实施例2
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作B2，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表2，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：185℃，190℃，210℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为450rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
对比实施例3
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作B3，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表2，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：180℃，185℃，190℃，200℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为400rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
对比实施例4
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作B4，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表2，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：180℃，185℃，190℃，200℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为500rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
对比实施例5
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记B5，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表2，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：180℃，185℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为500rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
对比实施例6
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作B6，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表2，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：180℃，190℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，220℃，200℃，200℃，主螺杆转速为550rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
对比实施例7
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作B7，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表2，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：180℃，190℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，220℃，200℃，200℃，主螺杆转速为550rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
对比实施例8
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作B8，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表2，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：185℃，190℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为600rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
对比实施例9
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作B9，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表2，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：185℃，190℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为600rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
对比实施例10
按照制备实施例1的制备过程制备聚丙烯复合材料，所获得的产物记作B10，其区别在于各组分的量不同和挤出机的设置，其中各组分的量如下表2，双螺杆挤出机I-XI区的加工温度依次设置为：185℃，190℃，200℃，210℃，215℃，215℃，215℃，215℃，210℃，200℃，200℃，主螺杆转速为600rpm，冷却过程中水槽温度为45℃。
表2对比实施例1-10中各组分的量
Figure BDA0003433016640000121
Figure BDA0003433016640000131
性能测试
将制备实施例1-10制备的复合材料和对比实施例1-6制备的复合材料及市售用于生产汽车零部件的聚丙烯复合材料(记作C)均按照统一的注塑工序(注塑温度依次为：200℃，200℃，195℃，190℃；注射速度依次为：40，40，40，40；注射压力依次为：40，40，40，40)注塑成相应的测试条，按照以下测试标准和条件进行性能测试，结果示于下表3中。
熔融指数：根据ISO1133-2011“塑料--热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定--第1部分:标准方法中规定的测量方法进行测量，其中测试条件为230℃，2.16k。
拉伸强度：按照ISO 527-2塑料拉伸性能测试方法中规定的测量方法进行测量，其中拉伸速率为50mm/min。
缺口冲击强度悬臂梁：按照ISO 180-2013塑料伊兆特(Izod)冲击强度的测定标准中规定的测量方法进行测量，其中样条尺寸：80×8×4mm，摆锤能量：2.75J。
弯曲强度：按照ISO-178-2010塑料——弯曲性能的测定中规定的测量方法进行测量，其中弯曲速率为2mm/min，使用购自美特斯工业系统(中国)有限公司的微机控制电子万能试验机CMT6104进行测试。
弯曲模量：按照ISO-178-2010塑料——弯曲性能的测定中规定的测量方法进行测量，其中弯曲速率为2mm/min。
虎皮纹等级(无暴晒)：使用螺旋纹模具进行评价，观察虎皮纹出现位置，虎皮纹出现在620mm以上位置，等级为1级，虎皮纹出现在580-620mm之间，等级为2级，虎皮纹出现在0-580mm之间，等级为3级。等级越高，虎皮纹越明显。
表3材料性能测试结果
Figure BDA0003433016640000141
从表3中可以看出以下结果：
(1)本发明自制的抗虎皮纹剂用于聚丙烯复合材料中具有明显的抗虎皮纹的作用，抗虎皮纹等级为1级，而没有抗虎皮纹剂的材料，等级2以上，甚至3级。同时需要注意抗虎皮纹剂的量，如果抗虎皮纹剂添加量增大，反而增加了虎皮纹产生的程度，可见本发明抗虎皮纹剂并非越多越好；
(2)本发明设计了三种不同熔融指数的聚丙烯混熔，这利于抗虎皮纹剂的二次分散。对比实施例1中没有添加抗虎皮纹剂，等级为2；对比实施例例2没有添加高熔融指数的PP-I，只有熔融指数高的PP-II和PP-III，则虎皮纹现象更严重，等级3级，可见本发明三种熔融指数不同的聚丙烯需要相互配合并在合理的范围内才能起到优异的抗虎皮纹的作用；
(3)本发明三种聚丙烯与聚烯烃弹性体POE相互配合，并对复合材料的力学性能有所提高，对比实施例8的聚丙烯与POE不在本发明范围内时，复合材料的力学性能指标降低，而且虎皮纹现象严重；
(4)本发明制备实施例3～6制备的复合材料A3-A6各方面性能指标优异，好于市售的聚丙烯复合材料C的性能指标，而且成本较低，可见本发明复合材料可用于汽车零部件，并具有优异的机械性能；
(5)需要特别注意的是，本发明复合材料体系比较复杂，需要各个组分相互配合，并非单独一种组分能够实现本发明的技术效果，特别是聚丙烯的组成、聚烯烃弹性体、抗虎皮纹剂这三种组分，每一种组分相互配合才能形成预期的力学性能并能显著降低抗虎皮纹的形成。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种抗虎皮纹的聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数计，包含如下组分：
Figure FDA0003433016630000011
其中，所述聚丙烯混合物由第一聚丙烯(PP-I)、第二聚丙烯(PP-II)和第三聚丙烯(PP-III)组成，且第一聚丙烯(PP-I)的熔融指数大于80g/10min，第二聚丙烯(PP-II)的熔融指数为20-40g/10min，第三聚丙烯(PP-III)的熔融指数为5-15g/10min。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述第一聚丙烯的熔融指数为100-200g/10min。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第一聚丙烯、第二聚丙烯与第三聚丙烯的重量比为(10-30)：(14-34)：(15-25)。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于所述聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯无规共聚聚合物，其中辛稀的质量占整个所述乙烯-辛烯无规共聚聚合物的质量的百分比为10-20％，且所述辛烯为α-辛烯。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚丙烯混合物与所述聚烯烃弹性体的质量比为(5-16):1。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述无机填料选自滑石粉、碳酸钙、云母粉、硅灰石中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的复合材料，其特征在于，所述抗虎皮纹剂由抗虎皮纹改性剂和共聚聚丙烯混熔而成，其中所述抗虎皮纹改性剂与共聚聚丙烯的重量比为(2-5):1。
8.根据权利要求7所述的复合材料，其特征在于，所述抗虎皮纹改性剂为乙烯-戊烯嵌段共聚聚合物，且其熔融指数为0.7～1.5g/10min，其中戊烯的质量占所述乙烯-戊烯嵌段共聚聚合物总质量的20-30％。
9.权利要求1-8任一所述的复合材料的制备方法，其特征在于：将聚丙烯混合物、聚烯烃弹性体、无机填料、抗虎皮纹剂、抗氧剂、润滑剂和光稳定剂混合均匀，然后通过挤出机挤出、冷却、干燥并造粒，即可获得所述聚丙烯复合材料。
10.权利要求1-8任一所述的复合材料的用途，其特征在于，所述应用为所述复合材料用于制造大型薄壁汽车零部件。
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