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CN104194154A - 高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料及其制备方法 - Google Patents

高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料及其制备方法 Download PDF

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CN104194154A
CN104194154A CN201410429517.2A CN201410429517A CN104194154A CN 104194154 A CN104194154 A CN 104194154A CN 201410429517 A CN201410429517 A CN 201410429517A CN 104194154 A CN104194154 A CN 104194154A
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黄达成
何辉
黄代鹏
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
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Abstract

本发明公开了一种高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料及其制备方法，由聚丙烯、POE、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂制得。本发明复合聚丙烯材料流动性好，易于加工，并有效降低了收缩率，即使材料在高温高湿环境中使用也不会发生变形和后收缩；同时能满足聚丙烯汽车材料的其他力学性能指标，适用于制作保险杆、裙板、车内门板等部件的汽车材料。本发明原料易得，生产工艺简单，可大幅降低生产成本。

Description

高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料及其制备方法
技术领域
 本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料及其制备方法。
背景技术
 随着我国一跃成为全球最大汽车生产与消费大国，汽车轻量化、安全、环保与节能已经成为其产业调整的必由之路。聚丙烯及其改性产品能够满足汽车轻量化、低成本、环保等发展目标，聚丙烯应用于汽车改性研究方面也取得巨大进步。汽车塑料化趋势明显增强，汽车塑料化趋势即聚丙烯化，聚丙烯材料因其具有密度低（0.89-0.90g/cm3）、机械性能优异、有良好的耐应力龟裂、耐疲劳屈服和耐化学品性能、价格便宜和易于回收等特点，占总体车用塑料的45.6%。2011年国内聚丙烯材料市场用量约90万吨。随着汽车工业的发展，聚丙烯及其改性材料不再仅仅应用于汽车内、外饰件方面，在很多汽车功能件上也会有越来越多的应用，这必然对聚丙烯材料有着更高的要求。
聚丙烯原料结晶度约70%，成型收缩率在1.8-2.5%，尺寸不稳定，韧性特别是低温韧性较差，还有弯曲弹性模量较低的缺点，这些缺点也限制着其在汽车中的应用。为了使聚丙烯在汽车上得到良好的应用，必须对其进行改性。聚丙烯的主要改性方法有：大量填充矿物粉，此法缺点是影响材料的冲击性能，断裂伸长率及外观质量；添加玻璃纤维，此法缺点是影响材料的断裂伸长率及外观质量；CN 103059412A中使用聚丙烯与PMMA共混，此法缺点是材料冲击强度不高。
目前，我国聚丙烯材料不能同时满足低收缩率、力学性能及加工性能的需求，尚未取得实质性突破，从而陷入长期依赖进口受制于人的困境，严重阻碍了我国汽车工业的稳步健康快速发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料，由以下重量份数的原料制得：
聚丙烯               62.5-68.5份
POE                 10-16份
滑石粉               18-23份
抗氧剂               0.1-0.5份
光稳定剂             0.1-0.5份
润滑剂               0.2-0.6份。
优选的，所述聚丙烯为含有20-25重量份低收缩率聚丙烯的聚丙烯混合物，该聚丙烯混合物的熔体流动速率为10-100g/10min。
优选的，所述低收缩率聚丙烯的收缩率为0.8-0.9%。
优选的，所述POE的熔体流动速率为5-30g/10min。
优选的，所述滑石粉的目数为1250 -5000目。
优选的，所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配物。
优选的，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
上述高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯、POE、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、滑石粉混合均匀后，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，得到高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料。
优选的，熔融挤出温度为180-230℃。
优选的，螺杆转速为400-550转/分。
本发明的有益效果是：
本发明复合聚丙烯材料流动性好，易于加工，并有效降低了收缩率（低于8.5‰），即使材料在高温高湿环境中使用也不会发生变形和后收缩；同时能满足聚丙烯汽车材料的其他力学性能指标，适用于制作保险杆、裙板、车内门板等部件的汽车材料。
本发明原料易得，生产工艺简单，因而可使生产成本大幅降低。
具体实施方式
一种高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料，由以下重量份数的原料制得：
聚丙烯               62.5-68.5份
POE                 10-16份
滑石粉               18-23份
抗氧剂               0.1-0.5份
光稳定剂             0.1-0.5份
润滑剂               0.2-0.6份。
优选的，所述聚丙烯为含有20-25重量份低收缩率聚丙烯的聚丙烯混合物，该聚丙烯混合物的熔体流动速率为10-100g/10min。
优选的，所述低收缩率聚丙烯的收缩率为0.8-0.9%。
优选的，所述POE的熔体流动速率为5-30g/10min。
优选的，所述滑石粉的目数为1250 -5000目。
优选的，所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配物。
优选的，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
上述高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯、POE、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、滑石粉混合均匀后，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，得到高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料。
优选的，熔融挤出温度为180-230℃。
优选的，螺杆转速为400-550转/分。
下面结合具体实施例进一步阐述本发明内容。
实施例1
取68.5重量份的熔体流动速率为10g/10min的聚丙烯（其中，含有20重量份收缩率为0.8%-0.9%的低收缩率聚丙烯。）；将其与10重量份的熔体流动速率为5g/10min的POE通过高速混料机混合1分钟；随后与0.2重量份的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）、0.1重量份的辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）、0.2重量份的光稳定剂受阻胺类复配物（UV3346和V703）、0.2重量份的乙撑双硬脂酸酰胺、21重量份1250目的滑石粉通过高速混料机混合2分钟后，从计量喂料器加入双螺杆挤出机（长径比为36:1）中熔融挤出，熔融挤出温度在180-230℃之间，螺杆转速为450转/分，对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装，得到成品。
实施例2
取65.5重量份的熔体流动速率为50g/10min的聚丙烯（其中，含有25重量份收缩率为0.8%-0.9%的低收缩率聚丙烯。）；将其与13重量份的熔体流动速率为13g/10min的POE通过高速混料机混合1分钟；随后与0.2重量份的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）、0.1重量份的辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）、0.3重量份的光稳定剂受阻胺类复配物（UV3346和V703）、0.4重量份的乙撑双硬脂酸酰胺、21重量份3000目的滑石粉通过高速混料机混合2分钟后，从计量喂料器加入双螺杆挤出机（长径比为40:1）中熔融挤出，熔融挤出温度在180-230℃之间，螺杆转速为500转/分，对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装，得到成品。
实施例3
取62.5重量份的熔体流动速率为100g/10min的聚丙烯（其中，含有20重量份收缩率为0.8%-0.9%的低收缩率聚丙烯。）；将其与16重量份的熔体流动速率为30g/10min的POE通过高速混料机混合1分钟；随后与0.2重量份的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）、0.1重量份的辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）、0.3重量份的光稳定剂受阻胺类复配物（UV3346和V703）、0.2重量份的乙撑双硬脂酸酰胺、21重量份5000目的滑石粉通过高速混料机混合2分钟后，从计量喂料器加入双螺杆挤出机（长径比为40:1）中熔融挤出，熔融挤出温度在180-230℃之间，螺杆转速为550转/分，对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装，得到成品。
对实施例1、实施例2和实施例3所得的成品复合聚丙烯汽车材料进行性能检测，结果如下表所示:
测试项目 测试标准 测试条件 实施例1 实施例2 实施例3
比重（g/cm3） GB 1033.1-2008 23℃ 1.037 1.037 1.037
拉伸强度（Mpa） GB 1040.2-2006 50mm/min 22 20 21
弯曲强度（Mpa） GB 9341-2008 2mm/min 26 23 25
弯曲模量（Mpa） GB 9341-2008 2mm/min 1720 1500 1680
悬臂梁缺口冲击强度（KJ/m2） GB 1843-2008 23℃ 28 32 30
熔体流动速率（g/10min） GB/T3682-2000 230℃，2.16KG 29 25 28
收缩率(‰) GB/T17037.4-2003 23℃，24h 8.5 7.8 8.0
可见，本发明复合聚丙烯材料流动性好，易于加工，并有效降低了收缩率（低于8.5‰），即使材料在高温高湿环境中使用也不会发生变形和后收缩；同时能满足聚丙烯汽车材料的其他力学性能指标，适用于制作保险杆、裙板、车内门板等部件的汽车材料。
本发明原料易得，生产工艺简单，因而可使生产成本大幅降低。
上述实施例是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所做出的改变，所产生的功能作用未能超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料，由以下重量份数的原料制得：
聚丙烯               62.5-68.5份
POE                 10-16份
滑石粉               18-23份
抗氧剂               0.1-0.5份
光稳定剂             0.1-0.5份
润滑剂               0.2-0.6份。
2.根据权利要求1所述的高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料，其特征在于：所述聚丙烯为含有20-25重量份低收缩率聚丙烯的聚丙烯混合物，该聚丙烯混合物的熔体流动速率为10-100g/10min。
3.根据权利要求2所述的高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料，其特征在于：所述低收缩率聚丙烯的收缩率为0.8-0.9%。
4.根据权利要求1所述的高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料，其特征在于：所述POE的熔体流动速率为5-30g/10min。
5.根据权利要求1所述的高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料，其特征在于：所述滑石粉的目数为1250 -5000目。
6.根据权利要求1所述的高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料，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)季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配物。
7.根据权利要求1所述的高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料，其特征在于：所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
8.权利要求1-7任意一项所述高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯、POE、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、滑石粉混合均匀后，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，得到高流动性低收缩率复合聚丙烯汽车材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：熔融挤出温度为180-230℃。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于：螺杆转速为400-550转/分。
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