CN111909460A - 一种耐刮擦低散发的汽车内饰pp复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料及其制备方法，包括以下组分和重量份数：基体材料30‑87.8、增强剂10‑40、增韧剂2‑20、耐刮擦剂0.1‑10、添加剂0.1‑5。本发明采用刚韧平衡的共聚聚丙烯作为基体材料；采用碳酸钙、滑石粉作为增强剂，提高了复合物的力学性能；采用脂肪族聚酮替代普通耐刮擦剂，提高了材料的耐刮擦性能和机械性能，同时降低了低分子量耐刮擦剂的气味、VOC等散发性；采用抗氧剂、光稳剂等添加剂，提高了材料的耐老化性能、耐候性能。本发明的PP复合材料具有刚韧平衡、优异的耐刮擦性及散发性等特点，很好地满足了汽车内饰材料的需求，同时也可广泛应用于机械、建材、体育等需要滑动或运转塑料零部件的领域。

Description

一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料改性技术领域，具体涉及一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料及其制备方法。
背景技术
改性聚丙烯材料在汽车内饰中具有广泛的应用，主要用于制造仪表板、门护板、副仪表板、柱护板等部件。聚丙烯复合材料作为汽车内饰件应用的主要材料，其在加工性以及价格上具有明显的优势，但由于其表面硬度较小、自身耐刮擦性能较差，导致该材料的制件表面易划伤，影响用户使用体验。
目前，耐刮擦性的改善方案主要是添加含有特殊官能团的有机硅物质，这种含特殊官能团的有机硅分子的一部分在PP树脂中起锚固作用，一部分富集在聚丙烯材料表面，通过降低表面摩擦系数来改善复合材料的耐刮擦性。然而，在耐刮擦剂的合成过程中，小分子很难完全去除，会在加工过程中释放出来，影响最终制件的散发性，导致产品气味较重、VOC较高。因此，在改善材料的综合性能时，需解决这类拮抗作用，满足人们对汽车内饰的环保、耐用需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料及其制备方法，显著改善了PP复合材料的力学性能、耐刮擦性能、机械性能、耐老化性能、耐候性能，同时降低了低分子量耐刮擦剂的气味、VOC等散发性，很好地满足了汽车内饰材料的需求，同时也可广泛应用于机械、建材、体育等需要滑动或运转塑料零部件的领域。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料，包括以下组分和重量份数：
基体材料：30-87.8wt.%；
增强剂：10-40wt.%；
增韧剂：2-20wt.%；
耐刮擦剂：0.1-10wt.%；
添加剂：0.1-5wt.%。
优选的，所述基体材料为聚丙烯树脂，可以是一种聚丙烯，也可以是不同粘度的多种聚丙烯；优选共聚聚丙烯，在230℃、2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为3～100g/10min。
优选的，所述增强剂为滑石粉、碳酸钙中的任意一种或者两者混合；滑石粉及碳酸钙的粒径在0.01-100um之间。
优选的，所述增韧剂为乙烯-α-辛烯共聚弹性体和乙烯-α-丁烯共聚弹性体的任意一种或者两者混合，在190℃、2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为0.1～50g/10min。
优选的，所述耐刮擦剂为脂肪族聚酮，具体为由一氧化碳、乙烯、丙烯制备而成的聚合物，其化学结构式为：
[-CH2-CH2-CO-]n-m[-CH2-CH(CH3)-CO-]m；
在240℃、2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为10-100g/10min。
优选的，所述添加剂为热稳定剂、光稳定剂、颜料、脱模剂、润滑剂、流动促进剂中的任意一种或多种混合。
一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将基体材料聚丙烯树脂在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.03% 以下，干燥后备用；
（2）按重量配比称取增强剂、增韧剂、耐刮擦剂、添加剂，从侧喂料加入与干燥后的聚丙烯树脂混合均匀后，一起加入到混合器中继续混合2～5 分钟；
（3）将上述充分混合好的原料投入双螺杆挤出机，经熔融挤出并造粒，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，经充分塑化、熔融、复合、机头挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装，即得一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料。
优选的，步骤（3）中的混合物料通过经双螺杆挤出机的挤出温度为220～240℃。
优选的，注塑机温度设置为230-250℃，注塑压力为20-100bar。
与现有技术相比，本发明提供了一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料及其制备方法，具备以下有益效果：
1、采用碳酸钙、滑石粉作为增强剂，提高了PP复合材料的力学性能；
2、采用脂肪族聚酮替代普通耐刮擦剂，提高了PP复合材料的耐刮擦性能和机械性能，同时降低了低分子量耐刮擦剂的气味、VOC等散发性；
3、采用抗氧剂、光稳剂等添加剂，提高了PP复合材料的耐老化性能、耐候性能。
4、该PP复合材料具有刚韧平衡、优异的耐刮擦性及散发性等特点，很好地满足了汽车内饰材料的需求，同时也可广泛应用于机械、建材、体育等需要滑动或运转塑料零部件的领域。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料，各组分按照以下质量份组成：
共聚聚丙烯（基体材料）：62wt.%；
滑石粉（增强剂）：30wt.%；
乙烯-α-辛烯共聚弹性体（增韧剂）：3wt.%；
脂肪族聚酮（耐刮擦剂）：4 wt.%；
抗氧剂（添加剂）：0.4wt.%；
润滑剂（添加剂）：0.2wt.%；
光稳剂（添加剂）：0.4wt.%。
所述耐刮擦低散发的PP复合材料可采用以下的方法制备而成：按配方取各原料，充分混合后加入双螺杆挤出机，在230℃、螺杆转速500转/分钟的条件下混炼，挤出，造粒即得。
实施例2：
一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料，各组分按照以下质量份组成：
共聚聚丙烯（基体材料）：50wt.%；
碳酸钙（增强剂）：30wt.%；
乙烯-α-丁烯共聚弹性体（增韧剂）：10wt.%；
脂肪族聚酮（耐刮擦剂）：9 wt.%；
抗氧剂（添加剂）：0.4wt.%；
润滑剂（添加剂）：0.2wt.%；
光稳剂（添加剂）：0.4wt.%。
所述耐刮擦低散发的PP复合材料可采用以下的方法制备而成：按配方取各原料，充分混合后加入双螺杆挤出机，在230℃、螺杆转速500转/分钟的条件下混炼，挤出，造粒即得。
实施例3：
一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料，各组分按照以下质量份组成：
共聚聚丙烯（基体材料）：53wt.%；
滑石粉（增强剂）：15wt.%；
碳酸钙（增强剂）：15wt.%；
乙烯-α-辛烯共聚弹性体（增韧剂）：6 wt.%；
乙烯-α-丁烯共聚弹性体（增韧剂）：4 wt.%；
脂肪族聚酮（耐刮擦剂）：6 wt.%；
抗氧剂（添加剂）：0.4wt.%；
润滑剂（添加剂）：0.2wt.%；
光稳剂（添加剂）：0.4wt.%。
所述耐刮擦低散发的PP复合材料可采用以下的方法制备而成：按配方取各原料，充分混合后加入双螺杆挤出机，在230℃、螺杆转速500转/分钟的条件下混炼，挤出，造粒即得。
根据ISO527测试材料的拉伸强度，根据ISO178测试材料的弯曲性能，采用硬度试验笔和球形分光光度计对材料的耐刮擦性能进行测定，取相同的样条80℃/2h后热测气味。
测试结果为：
实施例1 实施例2 实施例3
共聚聚丙烯（基体材料） 62wt.% 50wt.% 53wt.%
滑石粉（增强剂） 30wt.% 15wt.%
碳酸钙（增强剂） 30wt.% 15wt.%
增韧剂 3wt.% 10wt.% 10wt.%
脂肪族聚酮（耐刮擦剂） 4wt.% 9wt.% 6wt.%
添加剂 1wt.% 1wt.% 1wt.%
拉伸强度 24MPa 21MPa 22MPa
δL值 0.7 0.6 0.5
气味等级 3.5级 3.5级 3级
实施例1、实施例2和实施例3的拉伸强度分别为24、21MPa和22MPa，耐刮擦性能均较好，δL值最低可达0.5，气味等级最低可达3级。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料，其特征在于，包括以下组分和重量份数：
基体材料：30-87.8wt.%；
增强剂：10-40wt.%；
增韧剂：2-20wt.%；
耐刮擦剂：0.1-10wt.%；
添加剂：0.1-5wt.%。
2.根据权利要求1所述的一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料，其特征在于，所述基体材料为聚丙烯树脂，可以是一种聚丙烯，也可以是不同粘度的多种聚丙烯；优选共聚聚丙烯，在230℃、2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为3～100g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料，其特征在于，所述增强剂为滑石粉、碳酸钙中的任意一种或者两者混合；滑石粉及碳酸钙的粒径在0.01-100um之间。
4.根据权利要求1所述的一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-α-辛烯共聚弹性体和乙烯-α-丁烯共聚弹性体中的任意一种或者两者混合，在190℃、2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为0.1～50g/10min。
5.根据权利要求1所述的一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料，其特征在于，所述耐刮擦剂为脂肪族聚酮，具体为由一氧化碳、乙烯、丙烯制备而成的聚合物，其化学结构式为：
[-CH2-CH2-CO-]n-m[-CH2-CH(CH3)-CO-]m；
在240℃、2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为10-100g/10min。
6.根据权利要求1所述的一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料，其特征在于，所述添加剂为热稳定剂、光稳定剂、颜料、脱模剂、润滑剂、流动促进剂中的任意一种或多种混合。
7.一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将基体材料聚丙烯树脂在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.03% 以下，干燥后备用；
（2）按重量配比称取增强剂、增韧剂、耐刮擦剂、添加剂，从侧喂料加入与干燥后的聚丙烯树脂混合均匀后，一起加入到混合器中继续混合2～5 分钟；
（3）将上述充分混合好的原料投入双螺杆挤出机，经熔融挤出并造粒，在双螺杆挤出机的输送和剪切作用下，经充分塑化、熔融、复合、机头挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装，即得一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料。
8.根据权利要求7所述的一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中的混合物料通过经双螺杆挤出机的挤出温度为220～240℃。
9.根据权利要求7所述的一种耐刮擦低散发的汽车内饰PP复合材料的制备方法，其特征在于，注塑机温度设置为230-250℃，注塑压力为20-100bar。
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