CN107353491A - 一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料及其制备方法，其由聚丙烯45‑70份、氢化丁腈橡胶粉末10‑15份、无机填料15‑30份、相容剂5‑10份、抗氧剂0.1‑1份、光稳剂0.2‑0.5份、润滑剂0.2‑1份、偶联剂0.2‑0.5份和色粉0.5‑1份经混合、挤出造粒制成。本发明制备的聚丙烯复合材料有着较好的刚性及韧性，且尺寸稳定性较好，还具有较好的耐油性能，能防止机油等试剂对制件表面的腐蚀及浸润，可以作为免喷涂保险杠材料进行广泛的推广。

Description

一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及改性材料技术领域，具体涉及一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(简称PP)具有优异的力学性能、较低的密度、良好的耐热性能、优良的抗弯曲疲劳性、化学稳定性和电性能等优点，是用量最大的通用塑料之一。正因其具有良好的物理力学性能和加工性能，因此在汽车内饰件中得到广泛的应用，包括用于汽车领域的保险柜、主副仪表板、门板和立柱等。
然而随着免喷涂保险柜的使用逐渐增多，对改性聚烯烃料有着新的要求和变化，特别是耐油方面，丰田、日产等都对保险柜、仪表盘、通风格栅等提出了具体的耐油要求，国产车如比亚迪也提出了保险柜在20摄氏度下，用溶剂机油、汽油、正庚烷、乙醇、清洗剂五种溶剂分别处理24小时，产品表面不允许有溶解、变色、变形、凹凸不平、污染、龟裂、破损、膨胀等现象，而聚丙烯本身耐油性能差。因此，急需开发出一种耐油聚丙烯复合材料用于汽车保险柜、仪表盘、通风格栅等来满足汽车行业各主机厂的要求。
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，其耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强等特点。丁腈橡胶中丙烯腈含量(％)有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24等五种。丙烯腈含量越多，耐油性越好,可以在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外，它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能，广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。
氢化丁腈橡胶(HNBR)是由丁腈橡胶进行特殊加氢处理而得到的一种高度饱和的弹性体。氢化丁腈橡胶具有良好耐油性能，其对燃料油、润滑油、芳香系溶剂的耐抗性良好；并且由于其高度饱和的结构，使其具良好的耐热性能，优良的耐化学腐蚀性能，如对氟利昂、酸、碱的具有良好的抗耐性，优异的耐臭氧性能，较高的抗压缩永久变形性能；同时氢化丁腈橡胶还具有高强度，高撕裂性能、耐磨性能优异等特点，是综合性能极为出色的橡胶之一。
因此，将氢化丁腈橡胶引入聚丙烯中改性，制得的材料不仅能有着较好的物理性能，还有望较好的耐油性能。能满足汽车行业各主机厂对材料性能的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料，其由以下组分按重量份制备而成：
进一步方案，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中至少一种。
所述氢化丁腈橡胶粉末中丙烯腈含量为45wt％。
所述无机填料为硅灰石、滑石粉、碳酸钙、碳酸钙晶须、高岭土、蒙脱土、重晶石、云母、钛白粉、粉煤灰中的一种或几种的混合物。
所述相容剂为氯化聚乙烯。
所述抗氧剂为为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、硫代二丙酸双十八醇酯(DSTDP)中的至少一种。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。
所述润滑剂为硬脂酸钙(EBS)、聚乙烯蜡(PE蜡)、亚乙基二硬脂酸胺中的一种或两种的混合物。
所述光稳剂为2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并***(UV-329)、2-(2’-羟基苯基)苯并***、三丙酮胺或TH-944(聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]])。
本发明的另一个发明目的是提供上述耐油丙烯复合材料的具体制备方法为：将聚丙烯45-70份，粉末氢化丁腈橡胶10-15份，无机填料15-30份，相容剂5-10份，抗氧剂0.1-1份，光稳剂0.2-0.5份，润滑剂0.2-1份，色粉0.5-1份加入高混机进行混合5-15min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，得到耐油丙烯复合材料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-170℃、170-185℃、175-185℃、175-185℃、175-185℃、180-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃、185-200℃。
本发明采用高结晶PP为基料与耐油性非常好的氢化丁腈橡胶粉末共混，同时采用氯化聚乙烯为相容剂，从而保证了二者的相容剂。另外由于橡胶量的引入，使所制得的聚丙烯复合材料有着非常高的冲击强度，综合各项性能；同时使所制得的产品有着较高的完全模量和非常高的冲击强度，还具有较好的耐油性能，能防止机油等试剂对制件表面的腐蚀及浸润，可以作为免喷涂保险杠材料进行广泛的推广。
具体实施方式
实施例1
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合5min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、185℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例2
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合10min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为170℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃、195℃、195℃、200℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例3
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、195℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例4
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、175℃、175℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃，挤出螺杆长径比为44，挤出螺杆转速为300转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例5
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、175℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为400转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例6
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、170℃、175℃、175℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为400转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
表1
表2
从上表2可看出实施例1-实施例6所制得的复合材料具有较高的弯曲模量和缺口冲击强度，并且具有较好的流动性，完全符合保险杠、仪表盘等部件对材料性能的要求。
为了表征材料的耐油性能，将上述实施例1-6制得的材料制成拉伸样条，用溶剂在23℃下处理24小时，来测试拉伸性能保持率，其结果如表3：
表3
从上述表3数据可以看出，实施例1-6的试样，在23℃下用溶剂表面处理24小时后，性能基本上无变化，都保持在99％以上，可以充分说明实施例1-6制成的复合材料针对上述溶剂均具有非常好的耐油性。
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)

1.一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
聚丙烯 45-70份，
氢化丁腈橡胶粉末 10-15份，
无机填料 15-30份，
相容剂 5-10份，
抗氧剂 0.1-1份，
光稳剂 0.2-0.5份，
润滑剂 0.2-1份，
偶联剂 0.2-0.5份，
色粉 0.5-1份。
2.根据权利要求1 所述的一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中至少一种。
3.根据权利要求1 所述的一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料，其特征在于：所述氢化丁腈橡胶粉末中丙烯腈含量为45wt%。
4.根据权利要求1 所述的一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料，其特征在于：所述无机填料为硅灰石、滑石粉、碳酸钙、碳酸钙晶须、高岭土、蒙脱土、重晶石、云母、钛白粉、粉煤灰中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1 所述的一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂为氯化聚乙烯。
6.根据权利要求1 所述的一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5- 二叔丁基4- 羟基苯基) 丙酸] 季戊四醇酯、β-(3，5- 二叔丁基-4- 羟基苯基) 丙酸正十八碳醇酯、三-(2，4- 二叔丁基苯基) 亚磷酸酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种。
7.根据权利要求1 所述的一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。
8.根据权利要求1 所述的一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡、亚乙基二硬脂酸胺中的一种或两种的混合物。
9.根据权利要求1 所述的一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料，其特征在于：所述光稳剂为2-(2- 羟基-5- 叔辛基苯基) 苯并***、2-（2’- 羟基苯基）苯并***、三丙酮胺或TH-944。
10.一种如权利要求1 所述的一种免喷涂保险杠用耐油聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：将聚丙烯45-70份、粉末氢化丁腈橡胶10-15份、无机填料15-30份、相容剂5-10份、抗氧剂 0.1-1份、光稳剂0.2-0.5份、润滑剂0.2-1份、偶联剂0.2-0.5份和色粉0.5-1份加入高混机进行混合5-15min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，得到耐油丙烯复合材料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-170℃、170-185℃、175-185℃、175-185℃、175-185℃、180-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃、185-200℃。
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