可完全消除虎皮紋的聚丙烯復合材料及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及聚丙締復合材料技術領域,具體設及一種可完全消除虎皮紋的聚丙締 復合材料及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 聚丙締是一種綜合性能優(yōu)良的通用熱塑性塑料,具有價格低廉、質量輕、耐溶劑、 彈性良好、剛性、易回收、無毒等特點,是最重要的汽車輕質材料,它不僅可減輕汽車零部件 約40%的質量,而且還可W使采購成本降低40%左右,已經廣泛的應用在汽車內飾件上, 如儀表板、n板、立柱、保險杠等。除了輕量化外,汽車內外飾件的外觀美觀是大眾關注點, 如儀表板、n板、輪眉、n檻條等制件的外觀是尤為重要的,因此制件表面是不能產生虎皮 紋、流痕等外觀問題。
[0003] 虎皮紋是一種注塑部件的表面流痕現象,它呈現出明紋和暗紋交變的特征,有同 步虎皮紋、異步虎皮紋、輕微流痕等表現。虎皮紋的產生主要是烙融狀態(tài)的聚丙締改性料在 模具中呈現噴泉式的流動,烙流流向模具內壁的過程中,橡膠粒子拉伸,隨后又開始回縮, 回縮時間的快慢引起了制件表面的明暗條紋,從而導致了制件表面虎皮紋的產生。一般的 輕微虎皮紋都是通過提高材料的流動性來改善,而對于要求超高沖擊性能的材料,通常會 導致大量虎皮紋,運樣就會產生嚴重虎皮紋,只是單單提高流動性也很難消除。 W04] 現已有關于可消除虎皮紋的改性聚丙締研究報道。申請公布號為CN102964686A(申請?zhí)枮?01210511919. 8)的中國發(fā)明專利申請中公開了一種消除虎皮紋 聚丙締復合材料及其制備方法,該材料由W下重量百分含量的原料組成:聚丙締39. 2%~ 80 %、消除虎皮紋助劑(小分子聚丙締,烙體流動速率為1800g/10min) 5 % -15 %,填充礦物 10 %~40 %,抗氧劑0. 3 % -1 %、潤滑劑0. 5 % -5 %、相容劑1 % -10 %,可消除虎皮紋,該 消除虎皮紋的方法主要就是通過提高材料的流動性,來減輕虎皮紋,一旦烙體流動速率低 于15g/10min,則虎皮紋現象就難W徹底解決,并且,該方法制備的聚丙締材料缺口沖擊強 度低,難W用于超高沖擊性能要求的儀表板,n檻條等大制件。 陽0化]申請公布號為CN103434102A(申請?zhí)枮?01310366967. 7)的中國發(fā)明專利申請 公開了一種消除聚丙締復合材料虎皮紋的工藝方法,工藝方法包括W下幾步:(1)按照配 方稱取各原料:60~75份共聚聚丙締,10~20份彈性體,1~15份乙締-丙締嵌段共聚物, 10~30份礦物填料,所述乙締-丙締嵌段共聚物中乙締含量為13 %,丙締含量為87 %: (2) 將原料放入高混機中混合5min,原料混合均勻,出料;(3)將混合均勻的原料放入注塑機中 注塑成型,得到成品。該技術方案通過工藝的改進結合材料配方的改進有效解決虎皮紋的 現象,采用5000~10000目的滑石粉,減少填充物的尺寸,改善流體末端的虎皮紋現象,采 用的橡膠相的黏度較低,提高了材料前鋒的穩(wěn)定性,也改善了流體末端的虎皮紋現象。該技 術方案仍然主要是通過提高材料的流動性,來減輕虎皮紋,無法用于超高沖擊性能要求的 儀表板,n檻條等大制件。
【發(fā)明內容】
[0006] 本發(fā)明提供了一種可完全消除虎皮紋的聚丙締復合材料及其制備方法和應用,具 有優(yōu)異的沖擊性能,可應用于中高檔汽車儀表板、n板、n檻條、格柵等容易產生虎皮紋的 大制件或結構復雜制件。
[0007] 一種可完全消除虎皮紋的聚丙締復合材料,由W下重量百分含量的原料組成:
[0008] 聚丙婦 50%-80%; 聚乙精 熱塑性彈性體 1%-20%; 滑石粉 ;10%-30%; 復合光熱穩(wěn)定劑 0.2%-5%; 潤滑劑 0.1%-3%; 消除虎皮紋助劑 1 % -10 %; 著色劑 0 %-5%;
[0009] 所述的熱塑性彈性體為乙締-辛締共聚物(POE);
[0010] 所述的消除虎皮紋助劑為熱塑性聚締控(TPO)或者熱塑性聚締控(TPO)與環(huán)氧脂 肪酸甲醋的混合物。 W11] 本發(fā)明中,采用特定的熱塑性彈性體(乙締-辛締共聚物P0E)化及采用特定的消 除虎皮紋助劑(熱塑性聚締控或者熱塑性聚締控與環(huán)氧脂肪族化合物的混合物)兩者能夠 產生協(xié)同作用,消除虎皮紋助劑有利于滑石粉和POE在復合材料中分散和細化,POE在基體 中分散越均勻,粒子越小,在注塑成型過程中的松弛時間越短,形成明紋的幾率就越小,相 應注塑件的虎皮紋越不明顯。
[0012] W下作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案:
[0013] 所述的可完全消除虎皮紋的聚丙締復合材料,由W下重量百分含量的原料組成:
[0014] 聚兩稀 55%-70%; 聚己扼 熱塑性彈性體 1 %-!0%; 滑石粉 10%-30%; 復合光熱穩(wěn)定劑 0.2%-5%; 潤滑劑 0.1%-3%; 消除虎皮紋助劑 2%-10%; 著色劑 0%-5%;
[0015] 所述的熱塑性彈性體為乙締-辛締共聚物(POE);
[0016] 所述的消除虎皮紋助劑為熱塑性聚締控(TPO)或者熱塑性聚締控(TPO)與環(huán)氧脂 肪酸甲醋的混合物。
[0017] 進一步優(yōu)選,所述的可完全消除虎皮紋的聚丙締復合材料,由W下重量百分含量 的原料組成:
[0018] 聚兩稀 60%-65%; 萊乙婦 5%; 熱塑性彈牲體 5縣; 滑石粉 20%; 復合光熱穩(wěn)定劑 0.5%-2%; 擱滑劑 0.1%-1〇/〇; 消除虎皮紋助劑 3%-8%; 著色劑 0 %-5%;
[0019] 所述的熱塑性彈性體為乙締-辛締共聚物(POE);
[0020] 所述的消除虎皮紋助劑為熱塑性聚締控(TPO)或者熱塑性聚締控(TPO)與環(huán)氧脂 肪酸甲醋的混合物。
[0021] 所述的聚丙締為共聚聚丙締,由丙締分子和乙締分子聚合而成,其中,丙締基摩爾 百分含量為80%~90%,乙締基摩爾百分含量為10%~20%。運類高乙締基含量的丙 締-乙締嵌段共聚聚丙締在常溫下具有良好的沖擊性能,可進一步改善聚丙締改性材料的 沖擊性能。所述的共聚聚丙締的烙體流動速率在230°CX2. 16kg條件下為lOg/lOmin~ lOOg/lOmin,進一步優(yōu)選為15g/10min~60g/10min。采用特定黏度的共聚聚丙締,使復合 材料有合適的黏度,有利于各組分的分散,從而各組分組合在一起發(fā)揮出更加優(yōu)異的性能。
[0022] 所述的聚乙締選用高密度聚乙締、低密度聚丙締、線性低密度聚乙締中的一種或 兩種;可選用市售產品。由于聚丙締存在常低溫沖擊性能較差,尺寸穩(wěn)定性差等缺點,因此 添加適當的聚乙締進行改性,達到良好的初性。
[0023]所述的熱塑性彈性體為乙締-辛締共聚物(POE),所述的乙締-辛締共聚物的玻璃 化轉換溫度低于-45°C。通過選擇玻璃化轉換溫度低的該類彈性體,可提高共聚聚丙締改 性材料的低溫沖擊性能。所述的乙締-辛締共聚物的烙體流動速率一般在230°CX2. 16kg 條件下為0. 3g/10min~20g/10min,特定的黏度的乙締-辛締共聚物有利于POE在復合材 料中分散和細化。
[0024] 所述的滑石粉的粒徑為10微米~50微米,滑石粉中Si〇2重量百分含量為60%~ 90%。高目數滑石粉填充聚丙締使得材料的結晶度提高,此外,選擇Si〇2重量百分含量高 于60%的滑石粉可進一步增強聚丙締復合材料的剛性。
[00巧]所述的復合穩(wěn)定劑選自本領域常用的熱氧穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑中的一種或兩種。所 述的熱氧穩(wěn)定劑可選用酪類抗氧劑(如:瑞±汽己精化生產的IrganoxlOlO)、亞憐酸醋輔 助抗氧劑(如:瑞:t汽己精化生產的Irganoxl68)中的一種或兩種。所述的光穩(wěn)定劑可選 用受阻胺類光穩(wěn)定劑(如:瑞±汽己精化生產的Tinuvin770和化imassorb944)。熱氧穩(wěn) 定劑和光穩(wěn)定劑均可選用市售產品。聚丙締的耐候性較差,易降解,為了有效利用資源、延 長聚丙締壽命,添加復合熱穩(wěn)定劑是必須的,運種復合光熱穩(wěn)定劑能防止料在生產過程中 的降解,同時提高產品在使用過程中的耐熱性、耐光性及變色性,且能有效滿足汽車飾件材 料的耐候性能。
[00%] 所述的潤滑劑選用市售的聚丙締蠟、脂肪酸、脂肪酷胺、脂肪酸金屬鹽(如硬脂酸 巧等)中的一種或兩種,其能改善材料的加工性能,降低加工能耗,此外,硬脂酸金屬鹽除 有外潤滑作用外,還有一定改善流動性和中和殘留酸性物質的作用。進一步優(yōu)選,所述的潤 滑劑為脂肪酸金屬鹽,更進一步優(yōu)選為硬脂酸巧。
[0027] 所述的消除虎皮紋助劑為熱塑性聚締控(TPO)或者熱塑性聚締控(TPO)與環(huán)氧脂 肪酸甲醋的混合物。TPO的英文全稱是化ermoplasticOlefin,是指熱塑性聚締控,W聚丙 締(P巧為硬鏈段和=元乙丙橡膠巧PDM)為軟鏈段的共混物,具體可采用己塞爾生產的高 拉伸強度、延展率好的TPO材料。環(huán)氧脂肪酸甲醋能進一步提