CN114213764A - 一种汽车内饰用聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车内饰用聚丙烯复合材料及其制备方法。本发明所述的复合材料按照重量份数计，包括以下组分：35～70份聚丙烯树脂、10～20份增韧剂、5～15份软触感改性剂、15～35份填充物、0.5～1份耐侯剂、0.5～1份抗氧化剂以及0.5～1份分散剂。本发明的汽车内饰专用聚丙烯复合材料表现出富有弹性的柔软触感。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种汽车内饰用聚丙烯复合材料及其制备方法
背景技术
聚丙烯(PP)是一种结构规整的结晶性聚合物，为白色粒料、无味、无毒、质轻的热塑性树脂，具备易加工、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好等优点，在汽车工业、家用电器、电子、包装及建材家具等方面具有广泛的应用。在汽车领域里，聚丙烯树脂或改性聚丙烯材料由于价格低、质量轻、易于成型等特点，主要应用于门板、仪表板、副仪表板、手套箱等内饰件中。但因聚丙烯本身材料特性所限，成型的汽车内饰件均属于硬质触感，特别是对触感有需求的仪表板制件，用聚丙烯成型的仪表板只能用于低档车中。近几年，随着人们对车的理解愈来愈超出其功能，对仪表板的手感、皮纹、色泽、色调也逐渐成为评判整车层级的重要标准。对于解决触感问题，现有技术主要是在其表面喷软触漆或者改用发泡材料替代聚丙烯材料，但这些技术工序复杂、成本高昂，只能应用于中高档汽车中，无法进行推广。
专利CN104530573A公开了一种低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物及制备和应用。但这一技术用到的无机填料是玻璃纤维，最终制得的材料塑料感很强，无法直接应用于汽车领域，需要后期进行蒙皮工艺，影响效率与成本。
专利CN107141687A公开了一种汽车内饰用低收缩、低翘曲地软触感聚丙烯复合材料及其制备方法，该专利聚丙烯复合材料的绒毛粉添加2-5％，添加量太大，影响材料的物理性能，并且在使用过程中很容易析出；其次，无机填料使用的是玻璃纤维与硅酸钙，导致复合材料的各向异性明显，稳定性较差，长久使用容易变形；另外还添加了大量相容剂，导致气味大，不符合汽车内饰要求；并且该复合材料不可二次回收。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种汽车内饰用聚丙烯复合材料及其制备方法。该汽车内饰为具有软触感的聚丙烯复合材料。
技术方案：本发明所述的一种汽车内饰用聚丙烯复合材料，按照重量份数计，包括以下组分：35～70份聚丙烯树脂、10～20份增韧剂、5～15份软触感改性剂、15～35份填充物、0.5～1份耐侯剂、0.5～1份抗氧化剂以及0.5～1份分散剂；所述增韧剂选自乙烯-辛烯聚合物(POE)或者苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)中的一种或两种；所述软触感改性剂选自三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、氢化苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)，有机硅-聚氨酯嵌段共聚物(PSU)中的一种或多种；所述填充物选自玻璃纤维粉、碳纤维、滑石粉、晶须中的一种或多种；所述抗氧化剂选自1010、1076、B225、1098、168中的一种或多种。
作为本发明的一种优选方式，所述的复合材料，按照重量份数计，包括以下组分：38.5～58.5份聚丙烯树脂、10～15份增韧剂、5～15份软触感改性剂、30～35份填充物、0.5～1份耐侯剂、0.5～1份抗氧化剂以及0.5～1份分散剂。
作为本发明的一种优选方式，所述的复合材料，按照重量份数计，包括以下组分：38.5～58.5份聚丙烯树脂、10～15份增韧剂、5～15份软触感改性剂、35份填充物、0.5份耐侯剂、0.5份抗氧化剂以及0.5份分散剂。
作为本发明的一种优选方式，所述的复合材料，按照重量份数计，包括以下组分：51.5份聚丙烯树脂、12份增韧剂、10份软触感改性剂、35份填充物、0.5份耐侯剂、0.5份抗氧化剂以及0.5份分散剂。
作为本发明的一种优选方式，所述的碳纤维为中复神鹰45S、49S、东丽T700中的一种。
作为本发明的一种优选方式，所述抗氧化剂为质量比为1:1的抗氧化剂1010和抗氧化剂168。
作为本发明的一种优选方式，所述聚丙烯树脂为均聚PP或共聚PP中的一种或两种。
作为本发明的一种优选方式，所述聚丙烯树脂为共聚PP，其熔融指数为30～100g/10min。
作为本发明的一种优选方式，所述耐候剂为受阻胺光稳定剂UV-770。
作为本发明的一种优选方式，所述分散剂为硬酯酸钙、硬酯酸锌、PE蜡，硅酮粉中的一种或多种。
作为本发明的一种优选方式，所述填充物为质量比为1:4～4:1的滑石粉以及玻璃纤维粉。
作为本发明的一种优选方式，所述填充物为质量比为4:1、3:2或2:3的滑石粉以及玻璃纤维粉。
作为本发明的一种优选方式，所述玻璃纤维粉长径比为4:1～8:1；纤维直径：9～13μm。
作为本发明的一种优选方式，所述滑石粉的目数2000～5000目。
作为本发明的一种优选方式，所述有机硅-聚氨酯嵌段共聚物中有机硅的含量为20～30％。
本发明所述的汽车内饰用聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯树脂、增韧剂、软触感改性剂、填充物、助剂加入搅拌机，以高于400r/min的转速搅拌3～8分钟；
(2)将混合好的原料加到双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒工艺参数包括以下：1区为40-100℃，2区170-190℃，3区190-210℃，4区210-230℃区，5-8区220-230℃。机头温度200～230℃；螺杆长度L和直径D之比L/D为44:1；双螺杆主机转速为300-600转/分钟，真空度-0.06～-0.08MPa。
除非另有说明，本发明中所述的“％”为质量百分比。
有益效果：本发明提供了一种软触感汽车内饰专用聚丙烯复合材料，通过在聚丙烯树脂中加入特定要求的增韧剂剂与软触感改性剂，材料表现出富有弹性的柔软触感；本发明的材料具有良好的机械性能，且产品保持非常好的外观。
具体实施方式
一、原料来源
聚丙烯树脂：PP 3204，台湾台塑，熔融指数在30g/10min；增韧剂：POE DF640，三井化学，熔融指数在3～4g/10min之间；软触感改性剂：SEBS YH-503T，巴陵石化；玻璃纤维粉长径比为：8:1，靖江易诺；碳纤维，东丽T700；滑石粉：TYT-777A(3000目滑石粉)厂家：辽宁添源；耐侯剂UV-770，天津利安隆；抗氧化剂，选用天津利安隆1010和168按1：1比例复配；分散剂PE蜡，科莱恩，牌号520。
二、样品制备
实施例1：一种具有良好触感的车用改性聚丙烯材料，其组成为：
58.5份共聚PP 3204，10份POE DF640，5份软触感改性剂SEBS YH-503T，20份滑石粉777A，5份玻璃纤维粉，0.5份抗氧剂，0.5份分散剂PE520，0.5份耐候剂UV-770,按照以下步骤制备：
A1:将聚丙烯树脂、增韧剂、软触感改性剂、填充物、助剂(抗氧剂、分散剂PE520、耐候剂UV-770)的混合物加入搅拌机，以高于400r/min的转速搅拌6分钟；A2:将混合好的原料通过主喂料加到双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒工艺参数包括以下：1区为40℃，2区为170℃，3区为190℃，4区为210℃区，5-8区为220℃。机头温度220～230℃。螺杆长度L和直径D之比L/D为44:1；双螺杆主机转速为400转/分钟，真空度-0.06～-0.08MPa。
实施例2：一种具有良好触感的车用改性聚丙烯材料，其组成为：
51.5份共聚PP3204，12份POE DF640，10份软触感改性剂YH-503T，15份滑石粉777A，10份玻璃纤维粉，0.5份抗氧剂，0.5份分散剂PE520，耐候剂UV-770 0.5份按照以下步骤制备：
A1：将聚丙烯树脂、增韧剂、软触感改性剂、填充物、助剂(抗氧剂、分散剂PE520、耐候剂UV-770)的混合物加入搅拌机，以高于400r/min的转速搅拌8分钟；A2、将混合好的原料通过主喂料加到双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒工艺参数包括以下：1区为50℃，2区为190℃，3区为210℃，4区为220℃，5-8区225℃。机头温度220～230℃。螺杆长度L和直径D之比L/D为44:1；双螺杆主机转速为450转/分钟，真空度-0.06～-0.08MPa。
实施例3：一种具有良好触感的车用改性聚丙烯材料，其组成为：
38.5份共聚PP3204，15份POE DF640，15份软触感改性剂YH-503T，10份滑石粉777A，15份玻璃纤维粉，0.5份抗氧剂，0.5份分散剂PE520，0.5份耐候剂UV-770，按照以下步骤制备：
A1：将聚丙烯树脂、增韧剂、软触感改性剂、填充物、助剂(抗氧剂、分散剂PE520、耐候剂UV-770)的混合物加入搅拌机，以高于400r/min的转速搅拌6分钟；A2、将混合好的原料通过主喂料加到双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒工艺参数包括以下：1区为50℃，2区为180℃，3区为200℃，4区为210℃区，5-8区为220℃。机头温度220～230℃。螺杆长度L和直径D之比L/D为44:1；双螺杆主机转速为500转/分钟，真空度-0.06～-0.08MPa。
对比例1：61.5份共聚PP3204，12份POE DF640，15份滑石粉777A，10份玻璃纤维粉，0.5份抗氧剂，0.5份分散剂PE520，0.5份耐候剂UV-770，按照以下步骤制备：A1：将聚丙烯树脂、增韧剂、软触感改性剂、填充物、助剂(抗氧剂、分散剂PE520、耐候剂UV-770)的混合物加入搅拌机，以高于400r/min的转速搅拌6分钟；A2、将混合好的原料通过主喂料加到双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒工艺参数包括以下：1区为50℃，2区为180℃，3区为200℃，4区为210℃区，5-8区为220℃。机头温度220～230℃。螺杆长度L和直径D之比L/D为44:1；双螺杆主机转速为500转/分钟，真空度-0.06～-0.08MPa。
对比例2：63.5份共聚PP3204，10份软触感改性剂YH-503T，15份滑石粉777A，10份玻璃纤维粉，抗氧剂0.5份，分散剂PE520 0.5份，耐候剂UV-770 0.5份按照以下步骤制备：
A1、将聚丙烯树脂、增韧剂、软触感改性剂、填充物、助剂(抗氧剂、分散剂PE520、耐候剂UV-770)的混合物加入搅拌机，以高于400r/min的转速搅拌6分钟；A2、将混合好的原料通过主喂料加到双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒工艺参数包括以下：1区为50℃，2区为180℃，3区为200℃，4区为210℃区，5-8区为220℃。机头温度220～230℃。螺杆长度L和直径D之比L/D为44:1；双螺杆主机转速为500转/分钟，真空-0.06～-0.08MPa。
对比例3：57.5份共聚PP3204，8份POE DF640，8份软触感改性剂YH-503T，15份滑石粉777A，10份碳纤维T700，0.5份抗氧剂，0.5份分散剂PE520，0.5份耐候剂UV-770，按照以下步骤制备：
A1：将聚丙烯树脂、增韧剂、软触感改性剂、填充物、助剂(抗氧剂、分散剂PE520、耐候剂UV-770)的混合物加入搅拌机，以高于400r/min的转速搅拌7分钟；A2：将上述混合好的原料通过主喂料加到双螺杆挤出机中挤出造粒，10份碳纤维T700从排气口加入，造粒工艺参数包括以下：1区为50℃，2区为180℃，3区为200℃，4区为210℃区，5-8区为220℃。机头温度220～230℃。螺杆长度L和直径D之比L/D为44:1；双螺杆主机转速为500转/分钟，真空度-0.06～-0.08MPa。
对比例4：33.5份共聚PP3204，20份POE DF640，20份软触感改性剂YH-503T，15份滑石粉777A，10份玻璃纤维粉，0.5份抗氧剂，0.5份分散剂PE520，0.5份耐候剂UV-770按照以下步骤制备：A1、将聚丙烯树脂、增韧剂、软触感改性剂、填充物、助剂(抗氧剂、分散剂PE520、耐候剂UV-770)的混合物加入搅拌机，以高于400r/min的转速搅拌8分钟；A2、将混合好的原料通过主喂料加到双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒工艺参数包括以下：1区为50℃，2区为180℃，3区为200℃，4区为210℃区，5-8区为220℃。机头温度220～230℃。螺杆长度L和直径D之比L/D为44:1；双螺杆主机转速为500转/分钟，真空度-0.06～-0.08MPa。
表1实施例1～3和对比例1～4各组分配比(重量份)
实施例1～3和对比例1～4的聚丙烯材料性能测试结果见表2，各项性能测试方法如下：
(1)拉伸强度按照ISO 527:2012标准进行测试；
(2)弯曲强度和弯曲模量按照ISO 178:2010标准进行测试；
(3)缺口冲击强度按照ISO 180:2000标准进行测试；
(5)邵氏硬度按照ISO 7619:2010标准进行测试。
(6)软触感性能：注塑边长为100mm，厚度为5mm的正方形，常温放置24小时后，用手触摸是否柔软判断。
表2性能测试结果
从表2可以看出，实施例1～3添加特定要求的增韧剂剂与软触感改性剂，材料表现出富有弹性的柔软触感，并产品外观保持非常好，而未添加软化剂的YH-503T的对比例1，材料具有硬质感，且光泽较高，因此触感及外观表现很差；未添加增韧剂的对比例2，材料用手抚摸时表现不够光滑，因此触感和外观也很差；对比例3和对比例4的聚丙烯树脂增韧剂，软化剂SEBS YH-503T用量未在本发明限定的范围内，而且比例3中添加碳纤维，邵氏硬度高于45D，表面外观触感较差。而对比例4的邵氏硬度低于45D，也表现出很差的触感。实施例2的聚丙烯材料相对而言具有最好的机械性能。
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，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种汽车内饰用聚丙烯复合材料，其特征在于，按照重量份数计，包括以下组分：35～70份聚丙烯树脂、10～20份增韧剂、5～15份软触感改性剂、15～35份填充物、0.5～1份耐侯剂、0.5～1份抗氧化剂以及0.5～1份分散剂；所述增韧剂选自乙烯-辛烯聚合物或者苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或两种；所述软触感改性剂选自三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氢化苯乙烯嵌段共聚物以及有机硅-聚氨酯嵌段共聚物中的一种或多种；所述填充物选自玻璃纤维粉、碳纤维、滑石粉、晶须中的一种或多种；所述抗氧化剂选自1010、1076、B225、1098、168中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的汽车内饰用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂为均聚PP或共聚PP中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的汽车内饰用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂为共聚PP，其熔融指数为30～100g/10min。
4.根据权利要求1所述的汽车内饰用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述耐候剂为受阻胺光稳定剂UV-770。
5.根据权利要求1所述的汽车内饰用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述分散剂为硬酯酸钙、硬酯酸锌、PE蜡，硅酮粉中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的汽车内饰用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述填充物为质量比为1:4～4:1的滑石粉以及玻璃纤维粉。
7.根据权利要求6所述的汽车内饰用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维粉长径比为4:1～8:1；纤维直径：9～13μm。
8.根据权利要求6所述的汽车内饰用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述滑石粉的目数2000～5000目。
9.根据权利要求6所述的汽车内饰用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述有机硅-聚氨酯嵌段共聚物中有机硅的含量为20～30％。
10.一种如权利要求1所述的汽车内饰用聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯树脂、增韧剂、软触感改性剂、填充物、助剂加入搅拌机，以高于400r/min的转速搅拌3～8分钟；
(2)将混合好的原料加到双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒工艺参数包括以下：1区为40-100℃，2区170-190℃，3区190-210℃，4区210-230℃区，5-8区220-230℃。机头温度200～230℃；螺杆长度L和直径D之比L/D为44:1；双螺杆主机转速为300-600转/分钟，真空度-0.06～-0.08MPa。
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