CN106479061A - 一种耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料及其制备方法，该材料由聚丙烯40~88份，矿物0~20份，增韧剂0~15份，偶联剂0.1~0.3份，抗氧剂0.2~0.4份，光稳剂0.1~0.5份，耐划伤剂12~25份，加工助剂0.3~0.5份和色粉0.1~2份组成。其中耐划伤剂由聚乙烯10~20份和耐划伤助剂2~5份组成。本发明制得的复合材料不仅具有良好的耐应力发白特性，还具有优异的耐划伤性能，可用于生产汽车门板、立柱、座椅饰盖等汽车内饰件。

Description

一种耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯（PP）是一种热塑性塑料，其密度低、成品表面硬度大、弹性高、耐热性、化学稳定性、绝缘性良好，被广泛应用于生产、生活的诸多领域。在汽车工业、家电以及机械领域，改性聚丙烯材料的应用范围不断扩大，对改性聚丙烯的技术要求也是越来越高。
由于聚丙烯表面硬度低，用改性聚丙烯材料制备的汽车内饰件在生产、运输和使用过程中，常常会被划伤，从而影响其美观。另外改性聚丙烯材料用于注塑汽车门板、立柱等汽车内饰件制品时，顶杆或者装配处容易应力集中，材料在此位置出现应力发白现象，影响产品外观和性能，从而导致产品不合格。
因此，开发一种耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料就非常有意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料，该材料由以下组分按重量份制备而成：
聚丙烯：40~88份，
矿物：0~20份，
增韧剂：0~15份，
偶联剂：0.1~0.3份，
抗氧剂：0.2~0.4份，
光稳剂：0.1~0.5份，
耐划伤剂：12~25份，
加工助剂：0.3~0.5份，
色粉：0.1~2份；
所述耐划伤剂是由以下组分按重量份制备而成：聚乙烯10~20份，耐划伤助剂2~5份。
进一步方案，所述的聚乙烯为高密度聚乙烯，所述的耐划伤助剂为硅酮母粒。
所述的聚丙烯为在230℃×2.16kg的条件下熔体流动速率为10~100 g/10min的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯或者两者混合物。
所述的矿物为滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石或它们的混合物，其粒径范围均为2~15微米。
所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物弹性体、乙烯-丙烯共聚物弹性体、三元乙丙橡胶、苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或两种。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的加工助剂为硬脂酸盐，优选硬脂酸钙。
所述的抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成，所述的主抗氧剂为受阻酚和硫酯类抗氧剂中的至少一种；所述的辅抗氧剂选自亚磷酸盐和酯类抗氧剂中的至少一种。
所述主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯（1010）或β-(4’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯（1076）；所述辅抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）。
所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，优选双(2,2,6,6－四甲基－4－哌啶)癸二酸酯（770）。
本发明的另一个发明目的是提供上述耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例，将聚丙烯，矿物、增韧剂、偶联剂、抗氧剂、光稳剂、聚乙烯、耐划伤助剂、加工助剂和色粉，放入高速混合机中混合3~5分钟；
（2）将上述混合物加入双螺杆挤出机中挤出，经循环水槽冷却至室温后，再经风机干燥后进入切粒机造粒得复合材料，其中挤出机的料筒温度在180~230℃。
本发明制备的聚丙烯材料的性能符合汽车内饰件材料如门板、立柱、座椅饰盖等制件的性能要求，因此，本发明的技术方案包括本发明的聚丙烯材料作为汽车内饰件材料的用途。
本发明的优点是：
本发明中由于耐划伤助剂的加入使材料表面形成一层润滑层，有效的降低材料表面的摩擦系数，改善材料的耐划伤性能；高密度聚乙烯（HDPE）的加入，其结晶作用与PP的结晶作用相制约，破坏了PP的大球晶结构，使PP表层的结晶细化，在一定程度上降低了改性聚丙烯材料的表面的摩擦系数和划痕深度，改善材料的耐划伤性能。另外，HDPE和耐划伤助剂的协同作用，使材料添加较少的耐划伤助剂，就能满足汽车内饰件材料对于耐划伤性能的要求。所以本发明所制得的聚丙烯复合材料不仅具有良好的耐应力发白特性，还具有优异的耐划伤性能，可用于生产汽车门板、立柱、座椅饰盖等汽车内饰件。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
各实施例和对比例获得的材料测试其应力发白性能和耐划伤性能。
应力发白测试采用样品为200mm*140mm*3mm注塑板，测试采用落球实验机，落球高度为140cm，落球重为500g。
耐划伤性能测试条件为：注塑成型样板尺寸为：210*160*3mm，在样板表面进行划痕实验，针头为1mm，负荷为10N，划痕间隔为2mm，横向和纵向各划10~20条线，用色差仪测试材料的色差变化，即△L。
实施例1
将40份均聚聚丙烯，20份碳酸钙、15份乙烯-辛烯共聚物弹性体、0.3份硅烷偶联剂、0.1份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168、0.5份光稳剂770、20份高密度聚乙烯、5份硅酮母粒、0.3份硬脂酸钙和2份色粉，放入高速混合机中混5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区185℃、三区195℃、四区195℃、五区200℃、六区200℃、机头205℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒得复合材料。
实施例2
将30份共聚聚丙烯、20份均聚聚丙烯、20份滑石粉、13份乙烯-丙烯共聚物弹性体、0.2份硅烷偶联剂、0.2份抗氧剂1076，0.2份抗氧剂168、0.3份光稳剂770、15份高密度聚乙烯、2份硅酮母粒、0.3份硬脂酸钙和1.5份色粉，放入高速混合机中混5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区185℃、三区195℃、四区195℃、五区200℃、六区200℃、机头205℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。
实施例3
将30份共聚聚丙烯、30份均聚聚丙烯，15份云母、10份三元乙丙橡胶、0.15份硅烷偶联剂、0.2份抗氧剂1076，0.2份抗氧剂168、0.3份光稳剂770、13份高密度聚乙烯、2份硅酮母粒、0.3份硬脂酸钙和1.5份色粉，放入高速混合机中混5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区185℃、三区195℃、四区195℃、五区200℃、六区200℃、机头205℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。
实施例4
将42份共聚聚丙烯、25份均聚聚丙烯，10份滑石粉、2份乙烯-辛烯共聚物弹性体、3份乙烯-丙烯共聚物弹性体、0.1份硅烷偶联剂、0.2份抗氧剂1010，0.2份抗氧剂168、0.3份光稳剂770、15份高密度聚乙烯、3份硅酮母粒、0.3份硬脂酸钙和0.5份色粉，放入高速混合机中混5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区185℃、三区195℃、四区195℃、五区200℃、六区200℃、机头205℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。
实施例5
将53份共聚聚丙烯、25份均聚聚丙烯，2份硅灰石、2份云母、5份苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯共聚物、0.1份硅烷偶联剂、0.1份抗氧剂1010，0.1份抗氧剂168、0.1份光稳剂770、10份高密度聚乙烯、2份硅酮母粒、0.3份硬脂酸钙和0.8份色粉，放入高速混合机中混5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区185℃、三区195℃、四区195℃、五区200℃、六区200℃、机头205℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。
实施例6
将88份共聚聚丙烯、0.1份硅烷偶联剂、0.1份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168、0.3份光稳剂770、10份高密度聚乙烯、2份硅酮母粒、0.5份硬脂酸钙和0.1份色粉，放入高速混合机中混3分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区190℃、二区200℃、三区205℃、四区215℃、五区220℃、六区225℃、机头230℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。
上述实施例1-6制备的复合材料的应力发白性能和耐划伤性能测试数据见表1。
表1实施例1-6性能表
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
耐划伤（△L） 0.7 1.3 0.9 0.8 0.8 1.1
应力发白现象 无 无 无 无 无 无
对比例1
将45份共聚聚丙烯、25份均聚聚丙烯、10份滑石粉、5份乙烯-辛烯共聚物弹性体、0.15份硅烷偶联剂、0.1份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168、0.3份光稳剂770、15份高密度聚乙烯、0.3份硬脂酸钙和0.5份色粉，放入高速混合机中混5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区185℃、三区195℃、四区195℃、五区200℃、六区200℃、机头205℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。
对比例2
将57份共聚聚丙烯、25份均聚聚丙烯、10份滑石粉、5份乙烯-辛烯共聚物弹性体、0.15份硅烷偶联剂、0.1份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168、0.3份光稳剂770、3份硅酮母粒、0.3份硬脂酸钙和0.5份色粉，放入高速混合机中混5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区185℃、三区195℃、四区195℃、五区200℃、六区200℃、机头205℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。
对比例3
将60份聚丙烯、25份均聚聚丙烯、10份滑石粉、5份乙烯-辛烯共聚物弹性体、0.15份硅烷偶联剂、0.1份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168、0.3份光稳剂770、0.3份硬脂酸钙和0.5份色粉，放入高速混合机中混5分钟，然后将混合物加入双螺杆挤出机中挤出。双螺杆挤出机的料筒各区段温度分别设置为：一区180℃、二区185℃、三区195℃、四区195℃、五区200℃、六区200℃、机头205℃。挤出条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒。
对比例1-3制备的材料的应力发白性能和耐划伤性能测试数据见表2。
表2对比例1~3性能表
对比例1 对比例2 对比例3
耐划伤（△L） 2.8 2.5 4.0
应力发白现象 无 有 有
对比表1、2可知，本发明制得的聚丙烯复合材料不仅具有良好的耐应力发白特性，还具有优异的耐划伤性能，可用于生产汽车门板、立柱、座椅饰盖等汽车内饰件。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料，其特征在于：该材料由以下组分按重量份制备而成：
聚丙烯：40~88份，
矿物：0~20份，
增韧剂：0~15份，
偶联剂：0.1~0.3份，
抗氧剂：0.2~0.4份，
光稳剂：0.1~0.5份，
耐划伤剂：12~25份，
加工助剂：0.3~0.5份，
色粉：0.1~2份；
所述耐划伤剂是由以下组分按重量份制备而成：聚乙烯10~20份，耐划伤助剂2~5份。
2.根据权利要求1所述的耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料，其特征在于：所述的聚乙烯为高密度聚乙烯，所述的耐划伤助剂为硅酮母粒。
3.根据权利要求1所述的耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料，其特征在于：所述的聚丙烯为在230℃×2.16kg的条件下熔体流动速率为10~100 g/10min的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯或者两者混合物。
4.根据权利要求1所述的耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料，其特征在于：所述的矿物为滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石或它们的混合物，其粒径范围均为2~15微米。
5.根据权利要求1所述的耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物弹性体、乙烯-丙烯共聚物弹性体、三元乙丙橡胶、苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂；所述的加工助剂为硬脂酸盐，优选硬脂酸钙。
7.根据权利要求1所述的耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料，其特征在于：所述的抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成，所述的主抗氧剂为受阻酚和硫酯类抗氧剂中的至少一种；所述的辅抗氧剂选自亚磷酸盐和酯类抗氧剂中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料，其特征在于：所述主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(4’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)丙酸十八醇酯；所述辅抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
9.根据权利要求1所述的耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料，其特征在于：所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，优选双(2,2,6,6－四甲基－4－哌啶)癸二酸酯。
10.如权利要求1-9任一所述的耐划伤、抗应力发白汽车内饰件材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按比例，将聚丙烯，矿物、增韧剂、偶联剂、抗氧剂、光稳剂、聚乙烯、耐划伤助剂、加工助剂和色粉，放入高速混合机中混合3~5分钟；
（2）将上述混合物加入双螺杆挤出机中挤出，经循环水槽冷却至室温后，再经风机干燥后进入切粒机造粒得复合材料，其中挤出机的料筒温度在180~230℃。
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