[发明专利]一种新型的耐划痕聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的耐划痕聚丙烯复合材料的制备方法，可用于汽车和家电领域，属于聚合物改性和加工技术领域。

背景技术

聚丙烯因其具有良好的加工性能和物理、力学、化学性能，同时质轻、价廉因而广泛应用于汽车内外饰件。内饰件一些重要部件如仪表板、门板的形状和表面状态直接影响着轿车的美观，因此汽车公司对相关材料的耐划痕性能提出了相应的要求。聚丙烯因耐划痕性能较差而影响了其在汽车材料中的应用，因此如何提高聚丙烯材料的耐划痕性能成为开发这类材料的急需解决的问题。

有关提高聚丙烯耐划痕性能已有一些报道，提出了一些解决方案，如聚丙烯填充增强，提高聚丙烯的结晶度，加入一些含有有机硅氧烷的方法。

国外专利WO02051933涉及到用云母代替部分滑石粉提高材料硬度的方法来改善材料的耐划痕性能。日本专利特开平6-220270报道在聚丙烯改性中通过加入成核剂提高表面硬度，来达到改善耐划痕性能的目的，同时发现增大橡胶用量也可提高耐划痕性能。美国专利US5585420及US5731376涉及到加入高分子硅氧烷的方法提高材料的耐划痕性能，未提及橡胶增韧。中国专利CN1580115A提到采用橡胶增韧技术，并加入高分子量有机硅弹性体及成核剂NA-21使材料的刚性和韧性达到了良好的平衡。中国专利CN 1631959A中采用高结晶聚丙烯与滑石粉共混，制备了具有高刚性高耐热的耐划痕滑石粉填充聚丙烯。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐划痕、抗光老化和耐热性能的改性聚丙烯材料及其制备方法。

为了提高聚丙烯复合材料的耐划痕性能，本发明的技术方案是在聚丙烯材料的基础配方中加入一种氟系耐划痕助剂，该助剂能够有效地改善聚丙烯复合材料中的耐划痕性能。这种氟系耐划痕助剂为一种低分子量的聚四氟乙烯(PTFE)白色粉末，具有润滑和防磨损的特性。

这种新型的耐划痕聚丙烯复合材料，按以下重量百分比的原料配制成：

聚丙烯      55～98

无机填料    0～35

增韧剂POE   0～20

耐划痕助剂  0.5～10

抗氧剂      0.1～2

光稳定剂    0.1～1

其他助剂    0～5

本发明所适用的聚丙烯复合材料体系中，所述的聚丙烯为熔体流动速率(测试条件：230℃×2.16kg)在5～50g/10min之间的高结晶均聚丙烯或嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚单体常见为乙烯，其含量在4～10mol％的范围内，高结晶聚丙烯的结晶度在70％以上，等规度大于99％；所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或它们的组合物，其粒径范围均为1～10微米；所述的增韧剂POE为线形乙烯-辛烯共聚物，密度为0.88～0.90g/cm³，熔融指数为0.5～15g/10min(测试条件：190℃×2.16kg)；所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂可以选用受阻酚或硫酯类抗氧剂如3114、1010、DSTP的其中一种或几种；辅抗氧剂可以选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂如618、168等；所述的光稳定剂可以选用受阻胺类光稳定剂如944、770中的一种或几种的组合物。

本发明所述的氟系耐划痕助剂是一种低分子量的PTFE白色粉末，粉体粒径在3-7μm之间。所述的耐划痕助剂，其添加量为重量百分比为0.5～10％，效果更好的添加量是1～5％。

本发明所述的其他助剂包括各种颜色添加剂、各种酯类润滑剂或脂肪酸类润滑剂等。

这种提高聚丙烯复合材料的耐光照老化性能的制备方法如下所述：

(1)按重量配比称取原料；

(2)将聚丙烯、滑石粉、热塑性弹性体、耐划痕助剂、抗氧剂、光稳定剂或其他添加剂在高速混合器中干混3～5分钟；

(3)将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。

本发明在聚丙烯复合材料的基础配方中添加一种能够有效地提高耐划痕性能的助剂，从而制备出耐划痕性能更好的聚丙烯复合材料。

本发明的优点是：

1、本发明使用适量耐划痕助剂在复合材料体系中，使得所制得的聚丙烯复合材料具有更好的耐划痕特性。

2、本发明所制得的聚丙烯复合材料在保证材料耐划痕性能的同时，材料的各项物理力学性能基本不受影响。