汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料及其制备方法
技术领域
本发明属于化工材料技术领域,具体涉及一种改性PP/HDPE塑料及其制备方法,尤其涉及一种汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯,英文缩写为PP,是1957年于意大利首先投入工业生产,是继聚乙烯(PE)之后的又一个重要的塑料品种。它有较好的耐热性,在135℃蒸煮1000h也不会被破坏,PP的比热容、热导率皆小于PE,但绝热性优于PE。PP属于非极性聚合物,具有优异的介电性和电绝缘性,电性能基本不受环境湿度及电场频率的影响,在允许的工作范围内,温度升高会使电性能降低,它的耐电弧性较高。PP的耐化学性良好,除强氧化剂对它有侵蚀作用外,其他试剂对它均无作用。PP在室温下不溶于任何溶剂,但可以在某些溶剂,如四氯化碳、三氯甲烷、二硫化碳、苯中溶胀,在温度升高时,PP可溶解于某些溶剂中。PP对氧的作用较敏感,特别是在温度较高时。它耐紫外线能力很差,也易受高能辐射的破坏,在受到上述破坏时,它都会降解产生低分子物质。铜的存在会急剧加大PP的氧化降解速率,使其很快脆化,故称之为“铜害”。PP有较突出的耐应力开裂性。但它的耐寒性差,耐候性也不好,高温则刚性不足。
大部分汽车部件都是用注塑成型方法加工的,聚丙烯树脂可用于车内和车外部外壳,方向盘、导油管及把手和按钮等小部件,车外部包括前散热器护栅和灯罩等。聚丙烯树脂容易加工,加工尺寸稳定性和表面光泽好,容易涂装、着色,还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工性能,可广泛应用于电子电器领域,包括各种办公和消费性电子/电器,办公电器包括电子数据处理机、办公室设备。
聚丙烯树脂的韧性和耐划伤性能并不太好,这些缺点严重限制了聚丙烯树脂的应用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足,本发明所要解决的技术问题之一提供一种汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料,具有良好的抗冲击性和耐划伤性。
本发明所要解决的技术问题之二提供上述汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料的制备方法。
本发明目的是通过如下技术方案实现的:
一种汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料,包括下述重量份的组分:聚丙烯树脂80份,高密度聚乙烯树脂5-15份,偶联剂1-5份,增韧剂10-25份,耐划伤剂0.1-5份。
所述聚丙烯树脂优选为共聚聚丙烯树脂。
所述增韧剂优选为花生壳粉、核桃壳粉和棉籽壳粉中的一种或几种的混合物。
进一步优选的,所述增韧剂由下述重量份的组分组成:花生壳粉20-40份、核桃壳粉10-30份、棉籽壳粉5-15份。
将花生壳粉20-40份、核桃壳粉10-30份、棉籽壳粉5-15份搅拌混合均匀,即可制得所述增韧剂。
所述耐划伤剂优选为月桂酸二乙醇酰胺、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、二硫化钼和石墨中的一种或几种的混合物。
进一步优选的,所述耐划伤剂由下述重量份的组分组成:月桂酸二乙醇酰胺10-30份、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮30-60份、二硫化钼20-40份、石墨5-15份。
将月桂酸二乙醇酰胺10-30份、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮30-60份、二硫化钼20-40份、石墨5-15份搅拌混合均匀,即可制得所述耐划伤剂。
所述偶联剂优选为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或异丁基三乙氧基硅烷。
所述高密度聚乙烯,HighDensityPolyethylene,简称为HDPE,是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度的半透明状。
本发明还提供了上述汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料的制备方法,其包括以下步骤:按配比称取原料,高速充分混合2-5分钟后,通过螺杆挤出机,在200-220℃挤出造粒。
显然,在本发明中为提高产品的其他性能,还可以适应性地添加其他助剂,如阻燃剂、润滑剂、光稳定剂、抗氧剂、成核剂、增塑剂、着色剂和抗静电剂等。
本发明中,
花生壳粉,由花生壳洗净、烘干、粉碎后获得,也可直接购买得到,粒度优选为60-200μm。
核桃壳粉,由核桃壳洗净、烘干、粉碎后获得,也可直接购买得到,粒度优选为60-200μm。
棉籽壳粉,由棉籽壳(即棉籽皮)洗净、烘干、粉碎后获得,也可直接购买得到,粒度优选为60-200μm。
月桂酸二乙醇酰胺,CASNO:120-40-1,分子量:287.4381,ECNO:204-393-1,分子式:C16H33NO3。
2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮,英文名:2-Hydroxy-4-Methoxybenzophenone,CAS号:131-57-7。
二硫化钼,英文别名:Molybdenumdisulfide,CAS号:1317-33-5,EINECS号:215-263-9,化学式:MoS2,相对分子质量:160。二硫化钼的细度优选为500-1800目。
石墨,CAS号:7782-42-5,EINECS登录号:231-955-3。
γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷,别名:硅烷偶联剂KH-560;英文名称SilanecouplerKH-560,CASNO.为2530-83-8。EINECS号为219-784-2,分子式为C9H20O5SI,分子量为236.34。
异丁基三乙氧基硅烷,英文名:Triethoxyisobutylsilane;分子式为C10H24O3Si;分子量为220.38;CAS号为:17980-47-1;EINECS号为402-810-3。
发明人通过大量实验发现,通过增韧剂和耐划伤剂改性,聚丙烯树脂制成的塑料耐划伤性能和抗冲击性能有了明显提高,尤其是使用花生壳粉、核桃壳粉和棉籽壳粉复配的增韧剂,不但增韧效果好,而且是对农业废物的再利用,节约成本,降低污染。
另外,研究发现,将月桂酸二乙醇酰胺、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、二硫化钼和石墨四种组分进行合理复配使用,耐划伤性明显增强,特别针对PP/HDPE塑料的耐划伤性增强效果更加优异,拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度均较满足要求,其机理还有待发明人进一步研究探讨。
本产品的制备工艺简单,产品成本低,产品的综合性能较优异。本发明的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料,可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件,可用于制成汽车用内饰件。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例和对比例中所用聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂。
实施例和对比例中均加入了群青蓝作为着色剂,其目的是,以便使用色度计测得划伤前后表面颜色偏差△E,考察耐划伤性能。
实施例1
按照表1中对应的实施例1数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到实施例1的复配耐划伤剂;
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例1的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,加入螺杆挤出机的喂料口;控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例1的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
表1:实施例1-7的PP/HDPE塑料耐划伤剂配方表单位:公斤
实施例2
按照表1中对应的实施例2数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到实施例2的复配耐划伤剂;
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例2的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,加入螺杆挤出机的喂料口;控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例2的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例3
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到实施例3的复配耐划伤剂;
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,加入螺杆挤出机的喂料口;控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例3的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例4
按照表1中对应的实施例4数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到实施例4的复配耐划伤剂;
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例4的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,加入螺杆挤出机的喂料口;控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例4的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例5
按照表1中对应的实施例5数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到实施例5的复配耐划伤剂;
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例5的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,加入螺杆挤出机的喂料口;控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例5的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例6
按照表1中对应的实施例6数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到实施例6的复配耐划伤剂;
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例6的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,加入螺杆挤出机的喂料口;控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例6的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例7
按照表1中对应的实施例7数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到实施例7的复配耐划伤剂;
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、花生壳粉15公斤、群青蓝0.5公斤和实施例7的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,加入螺杆挤出机的喂料口;控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例7的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
测试例1
对实施例1-7的PP/HDPE塑料的常规性能和耐划伤性进行测试,测试结果见表2。
耐划伤性能的测试方法为使用划伤测试仪评价划伤程度。用一把机械驱动的刮刀在ABS塑料表明刮出一个线段图形。每个刮刀在一个方向上只刮一次。然后利用一个色度计测得未划伤表面相比的颜色偏差△E。
测试条件为:
温度:23±5℃,
支撑力:10N,
划伤速度:1000mm/min,
刮刀直径:1mm。
表2:实施例1-7的PP/HDPE塑料常规性能和耐划伤性测试表
|
拉伸强度/Mpa |
缺口冲击强度/KJ/m2 |
弯曲强度/Mpa |
弯曲模量/Mpa |
划伤后的色差△E |
实施例1 |
15.1 |
21.0 |
42.9 |
1140 |
0.16 |
实施例2 |
14.5 |
21.4 |
41.5 |
1104 |
0.19 |
实施例3 |
12.7 |
20.5 |
44.6 |
1098 |
0.12 |
实施例4 |
16.3 |
18.5 |
43.0 |
1128 |
0.28 |
实施例5 |
15.5 |
17.6 |
40.8 |
1065 |
0.39 |
实施例6 |
15.0 |
20.0 |
42.4 |
1115 |
0.30 |
实施例7 |
13.9 |
18.4 |
42.2 |
1091 |
0.35 |
对实施例1-7的PP/HDPE塑料的耐划伤性进行测试,结果发现实施例1-7制得的PP/HDPE塑料显著降低了划伤后的色差,尤其是实施例1-3使用了月桂酸二乙醇酰胺10-30份、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮30-60份、二硫化钼20-40份、石墨5-15份制成复配耐划伤剂,耐划伤性能提高更为明显,同时实施例1-7制得的PP/HDPE塑料保持了良好的常规性能。
实施例8
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到复配耐划伤剂;
按照表3中对应的实施例8数据称取各种增韧剂组分,取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,将它们从螺杆挤出机的喂料口加入,控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例8的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
表3:实施例8-14的PP/HDPE塑料增韧剂配方表单位:公斤
|
实施例8 |
实施例9 |
实施例10 |
实施例11 |
实施例12 |
实施例13 |
实施例14 |
花生壳粉 |
8 |
14 |
8 |
11 |
17 |
/ |
/ |
核桃壳粉 |
6 |
/ |
9 |
6 |
/ |
17 |
/ |
棉籽壳粉 |
3 |
3 |
/ |
/ |
/ |
/ |
17 |
本发明实施例中所使用的花生壳粉、核桃壳粉和棉籽壳粉的粒度均为60-200μm。
实施例9
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到复配耐划伤剂;
按照表3中对应的实施例9数据称取各种增韧剂组分,取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,将它们从螺杆挤出机的喂料口加入,控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例9的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例10
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到复配耐划伤剂;
按照表3中对应的实施例10数据称取各种增韧剂组分,取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,将它们从螺杆挤出机的喂料口加入,控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例10的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例11
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到复配耐划伤剂;
按照表3中对应的实施例11数据称取各种增韧剂组分,取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,将它们从螺杆挤出机的喂料口加入,控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例11的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例12
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到复配耐划伤剂;
按照表3中对应的实施例12数据称取各种增韧剂组分,取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,将它们从螺杆挤出机的喂料口加入,控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例12的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例13
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到复配耐划伤剂;
按照表3中对应的实施例13数据称取各种增韧剂组分,取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,将它们从螺杆挤出机的喂料口加入,控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例13的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
实施例14
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到复配耐划伤剂;
按照表3中对应的实施例14数据称取各种增韧剂组分,取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,将它们从螺杆挤出机的喂料口加入,控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得实施例14的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料。
对比例
按照表1中对应的实施例3数据称取各耐划伤剂组分,充分混合后,得到复配耐划伤剂;
取干燥处理后的聚丙烯树脂80公斤、高密度聚乙烯树脂5公斤、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2公斤、群青蓝0.5公斤和实施例3的复配耐划伤剂1公斤,高速充分混合5分钟后,将它们从螺杆挤出机的喂料口加入,控制螺杆挤出机的转速在300rpm,温度在200℃,通过螺杆挤出机挤出造粒,即获得对比例的汽车内饰件用耐划伤PP/HDPE塑料。
测试例2
对实施例8-14和对比例的PP/HDPE塑料的缺口冲击强度和耐划伤性能进行测试,测试结果见表4。
表4:实施例8-14和对比例的PP/HDPE塑料缺口冲击强度测试表
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缺口冲击强度/KJ/m2 |
实施例8 |
26.9 |
实施例9 |
22.8 |
实施例10 |
20.5 |
实施例11 |
22.0 |
实施例12 |
19.8 |
实施例13 |
18.4 |
实施例14 |
19.0 |
对比例 |
15.1 |
实施例8-14和对比例的划伤后的色差△E均在0.10-0.20之间,均具有良好的耐划伤效果。
由表4中的测试结果,我们发现与对比例相比较,实施例8-14制得的PP/HDPE塑料的缺口冲击强度明显提高,说明塑料的韧性得到了加强,尤其是实施例8使用了花生壳粉、核桃壳粉、棉籽壳粉的复配增韧剂,显著的增强了PP/HDPE塑料的韧性。
因此,本发明的增韧耐划伤PP/HDPE塑料可以显著提高耐划伤性,提高缺口冲击强度,增强塑料韧性,且制备工艺简单,产品成本低,产品的综合性能较优异。还可以适应性地添加其他助剂,如阻燃剂、润滑剂、光稳定剂、抗氧剂、成核剂、增塑剂、着色剂和抗静电剂等,用以提高其他方面性能。而且本发明所使用的增韧剂均为农业废料,节约成本,对环境保护也有重要意义。
本发明的汽车内饰件用增韧耐划伤PP/HDPE塑料,可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件,可用于制成汽车用内饰件。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。