CN116355315A - 一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，所述聚丙烯复合材料包括特定份数的聚丙烯树脂、增韧剂、填料、耐刮擦剂、增强剂、消光剂和相容剂，通过上述各个组分的协调配合，使得到的聚丙烯复合材料具有优异的机械性能、较高的硬度和较低的光泽度，还具有优异的耐刮擦性，满足所有汽车内饰件对于色彩的要求，同时满足用户对汽车内饰件洁净程度的要求。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
汽车内饰主要是指汽车内部改装所用到的汽车产品，涉及到汽车内部的方方面面，比如汽车方向盘套、汽车坐垫，汽车脚垫、汽车香水、汽车挂件、内部摆件、收纳箱等都是汽车内饰产品。随着汽车行业发展的越来越迅速，汽车内饰也使用的越来越广泛，其中在使用时内饰的材料大多为单层PU皮制成，容易被水脏污，且整体强度、抗拉扯效果较差，普通PP材料用于汽车仪表板和门板等内饰材料具有质轻价美、易加工、易回收等优点，但是随着人们对汽车内饰在耐老化、耐刮擦、耐磨、耐脏污、无异味等方面要求越来越高，普通PP材料已经不能满足。
目前，使用在汽车内饰改性材料未见在材料开发阶段进行哑光及不显脏的配方公开，现有的内饰门板，入门级车型的仪表板都是通过注塑工艺和模具表面腐蚀花纹来处理哑光效果，而不能解决材料本身的高管和容易脏的缺陷，通过模具处理会增加模具开发和制造的费用；有的内饰件色彩设计不需要花纹，则无法通过工艺和模具来解决零部件的哑光和不显脏的要求。CN104059295A公开了一种汽车内饰材料，该装饰材料的原料按重量份配方如下：聚丙烯树脂65～80份、热塑性聚氨酯树脂5～10份、饱和乙烯-辛烯共聚物5～20份、纳米二氧化钛3～5份、增韧剂10～20份、成核剂5～15份、接枝相容剂5～15份、抗氧剂2～5份、钡锌稳定剂2～6份、纤维素粉4～6份、复配稳定剂0.4～2份、偶联剂0.3～2份，涉及了耐刮擦、耐磨、耐脏污、无异味、耐老化和成型加工性的配方设计，满足了人们对汽车内饰的高要求、低价格的目的；但是上述这种方法得到的聚丙烯复合材料的光泽度较高，且抗拉强度较低，在使用时还是很容易显脏。
因此，开发一种硬度高、耐刮擦性、哑光及不显脏的聚丙烯复合材料，是本领域急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，所述哑光、不显脏的聚丙烯复合材料通过各个组分进行协调搭配，在提高聚丙烯复合材料耐刮擦性和抗拉强度的同时降低了其光泽度，使其作为汽车内饰材料使用时具有不易显脏的特点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，所述聚丙烯复合材料按照重量份包括如下组分：
其中，所述聚丙烯树脂可以为42重量份、44重量份、46重量份、48重量份、50重量份、52重量份、54重量份、56重量份、58重量份、60重量份、62重量份或64重量份等。
所述增韧剂可以为7重量份、9重量份、11重量份、13重量份、15重量份、17重量份或19重量份等。
所述填料可以为17重量份、19重量份、21重量份、23重量份、25重量份、27重量份或29重量份等。
所述耐刮擦剂可以为1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。
所述增强剂可以为2重量份、4重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份或14重量份等。
所述消光剂可以为1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。
所述相容剂可以为1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份或7重量份等。
本发明提供的哑光、不显脏的聚丙烯复合材料包括特定份数的聚丙烯树脂、增韧剂、填料、耐刮擦剂、增强剂、消光剂和相容剂，通过上述各个组分的搭配，使得到的聚丙烯复合材料中各个组分的相容性很好，进而具有优异的机械性能，同时还具有较高的硬度和较低的光泽度，进而具有优异的耐刮擦性。
优选地，所述聚丙烯树脂包括均聚聚丙烯树脂和/或共聚聚丙烯树脂。
优选地，所述均聚聚丙烯树脂的熔体流动速率不低于30g/10min，例如35g/10min、40g/10min、45g/10min、50g/10min或55g/10min等。
优选地，所述共聚聚丙烯树脂的熔体流动速率不低于25g/10min，例如25g/10min、30g/10min、35g/10min、40g/10min或45g/10min等。
优选地，所述增韧剂包括POE和/或EPDM，进一步优选为EPDM。
作为本发明的优选技术方案，限定增韧剂为EPDM，不仅有助于提升产品的韧性，还有助于进一步降低产品的光泽度。
优选地，所述填料包括超细滑石粉、碳酸钙、蒙脱土、硅灰石或云母中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述耐刮擦剂包括有机硅氧烷、芥酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺、油酸酰胺或山嵛酸酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述增强剂包括PMMA、PC、PA或ABS中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述消光剂包括二氧化硅。
优选地，所述相容剂包括马来酸酐接枝聚丙烯。
优选地，所述聚丙烯复合材料中还包括抗氧剂、光稳定剂或分散剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述分散剂包括EBS。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述聚丙烯复合材料的制备方法，所述制备方法包括：将聚丙烯树脂、增韧剂、填料、耐刮擦剂、增强剂、消光剂、相容剂、任选地抗氧剂、任选地光稳定剂和任选分散剂混合，挤出造粒，得到所述聚丙烯复合材料。
优选地，所述挤出造粒在双螺杆挤出机中进行。
优选地，所述双螺杆挤出机的转速为250～350r/min，例如270r/min、290r/min、310r/min或330r/min等。
优选地，所述挤出造粒的温度为160～210℃，例如170℃、180℃、190℃或200℃等。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的聚丙烯复合材料作为汽车内饰材料的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的哑光、不显脏的聚丙烯复合材料包括特地份数的聚丙烯树脂、增韧剂、填料、耐刮擦剂、增强剂、消光剂和相容剂，通过上述各个组分的搭配，使得到的聚丙烯复合材料中各个组分的相容性很好，进而具有优异的机械性能，同时还具有较高的硬度和较低的光泽度，进而具有优异的耐刮擦性，满足所有汽车内饰件的色彩要求以及满足用户对内饰件洁净程度的要求
(2)本发明通过选择均聚聚丙烯树脂和共聚聚丙烯树脂的搭配，使得到的聚丙烯复合材料的拉伸强度为18.1～26.3MPa，简支梁缺口冲击强度为10.5～23.5KJ/m2，耐刮擦测试显示△L为0.5～0.97，光泽度为22～38，兼具优异的机械性能、耐刮擦性能和哑光性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明具体实施方式部分涉及到的部分原料信息如下所示：
均聚聚丙烯树脂：来源于华锦化工，牌号为HJ9060，其熔体流动速率为60g/10min；
共聚聚丙烯树脂：来源于燕山石化，牌号为9829，其熔体流动速率为29g/10min；
POE：来源于陶氏，牌号为8150；
EPDM：来源于陶氏，牌号为4770P；
超细滑石粉：1250目、3000目；
硅灰石：400目；
PMMA：来源于奇美，牌号为CM-205；
有机硅氧烷：杭州凯杰塑料，牌号为JK-B；
二氧化硅：粒径为3～5μm；
马来酸酐接枝聚丙烯：沈阳科通塑胶有限公司，牌号为KT-1；
EBS：来源于印尼CMS，牌号为B50。
实施例1
一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其按照重量份包括如下组分：
本实施例提供的聚丙烯复合材料的制备方法包括：将均聚聚丙烯树脂、共聚聚丙烯树脂、超细滑石粉、POE、有机硅氧烷、PMMA、二氧化硅、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧剂1010、抗氧剂168、光稳定剂770、光稳定剂944和EBS在混合器中混合均匀，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机的转速为300转/分，温度为160～210℃，料粒在80℃下干燥4h后注塑样条，得到所述聚丙烯复合材料。
实施例2
一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其按照重量份包括如下组分：
本实施例提供的聚丙烯复合材料的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其与实施例1的区别仅在于，采用15重量份超细滑石粉(1250目)和10重量份硅灰石(400目)替换25重量份超细滑石粉(1250目)，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例4
一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其与实施例1的区别仅在于，采用EPDM替换POE，他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例5
一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其与实施例1的区别在于，采用15重量份超细滑石粉(1250目)和10重量份硅灰石(400目)替换25重量份超细滑石粉(1250目)，采用EPDM替换POE，他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例6
一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其与实施例1的区别仅在于，采用硅灰石(400目)替换超细滑石粉(1250目)，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例7
一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其与实施例1的区别在于，采用硅灰石(400目)替换超细滑石粉(1250目)，采用EPDM替换POE，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例8
一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其与实施例1的区别仅在于，不添加共聚聚丙烯树脂，均聚聚丙烯树脂的添加量为62重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例9
一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其与实施例1的区别仅在于，不添加均聚聚丙烯树脂，共聚聚丙烯树脂的添加量为62重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例1
一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其与实施例1的区别在于，不添加PMMA，均聚聚丙烯树脂的添加量为40.5重量份，共聚聚丙烯树脂的添加量为27.5重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例2
一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其与实施例1的区别仅在于，不添加有机硅氧烷，均聚聚丙烯树脂的添加量为38.8重量份，共聚聚丙烯树脂的添加量为27.5重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
性能测试：
(1)拉伸强度：参照ISO 527-2提供的测试方法进行测试；
(2)简支梁缺口冲击强度：参照ISO 179-1/1eA提供的测试方法进行测试；
(3)耐刮擦△L：参照PV 3952 10N提供的测试方法进行测试；
(4)光泽度(60°角)：采用光泽度测试仪进行测试。
按照上述测试方法对实施例1～9和对比例1～2提供的聚丙烯复合材料进行测试，测试结果如表1所示：
表1
根据表1数据可以看出：
实施例1～7提供的聚丙烯复合材料的拉伸强度为18.1～26.3MPa，简支梁缺口冲击强度为10.5～23.5KJ/m2，耐刮擦测试显示△L为0.5～0.97，光泽度为22～38，兼具优异的机械性能、耐刮擦性能和哑光性。
比较实施例1和对比例1可以发现，不添加PMMA得到的聚丙烯复合材料耐刮擦性较差，且易显脏。
再比较实施例1和对比例2可以发现，不添加有机硅氧烷得到的聚丙烯复合材料同样耐刮擦性较差，且易显脏。
最后进一步比较实施例1和实施例8～9还可以发现，仅采用均聚聚丙烯树脂得到的聚丙烯复合材料(实施例8)的耐冲击性能较差，且易显脏；而仅采用共聚聚丙烯树脂得到的聚丙烯复合材料(实施例9)的耐刮擦性较差，且易显脏。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种哑光、不显脏的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯复合材料按照重量份包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂包括均聚聚丙烯树脂和/或共聚聚丙烯树脂；
优选地，所述均聚聚丙烯树脂的熔体流动速率不低于30g/10min；
优选地，所述共聚聚丙烯树脂的熔体流动速率不低于25g/10min。
3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增韧剂包括POE和/或EPDM，优选为EPDM；
优选地，所述填料包括超细滑石粉、碳酸钙、蒙脱土、硅灰石或云母中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1～3任一项所述聚丙烯复合材料，其特征在于，所述耐刮擦剂包括有机硅氧烷、芥酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺、油酸酰胺或山嵛酸酰胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述增强剂包括PMMA、PC、PA或ABS中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1～4任一项所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述消光剂包括二氧化硅；
优选地，所述相容剂包括马来酸酐接枝聚丙烯。
6.根据权利要求1～5任一项所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯复合材料还包括抗氧剂、光稳定剂或分散剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述分散剂包括EBS。
7.一种如权利要求1～6任一项所述聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将聚丙烯树脂、增韧剂、填料、耐刮擦剂、增强剂、消光剂、相容剂、任选地抗氧剂、任选地光稳定剂和任选地分散剂混合，挤出造粒，得到所述聚丙烯复合材料。
8.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述挤出造粒在双螺杆挤出机中进行；
优选地，所述双螺杆挤出机的转速为250～350r/min。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述挤出造粒的温度为160～210℃。
10.一种如权利要求1～5任一项所述的聚丙烯复合材料作为汽车内饰材料的应用。
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