[发明专利]高极性聚丙烯材料及其作为汽车内外饰件的应用

说明书

技术领域

本发明属于改性材料技术领域，具体涉及一种提高极性的聚丙烯 (PP)复合材料及其应用。

背景技术

塑料在满足汽车美观、舒适、安全、防腐、轻量化及设计自由度 大等方面起着其它材料无法替代的作用。在汽车用诸多高分子材料 中，改性PP材料在汽车上的开发与应用，一直是汽车工业和塑料工业 关注的焦点。通过各种改性加工手段可以获得满足各种汽车部件不同 功能要求的改性PP材料，加之其优异的性价比，使各种增韧、填充、 增强PP材料在汽车各大总成系统中获得了广泛应用。目前，发达汽车 工业国家单车PP材料的用量达到近60kg，占整车塑料材料应用量的47 ％左右，成为汽车上所有塑料材料中用量最大的品种。PP材料由于其 来源广泛、密度小、力学均衡性好、耐化学腐蚀、易加工及价格低廉 等突出优点，因而被广泛使用。

保险杠用改性PP材料，不仅需要良好的冲击性能、加工性能，而 且还需要良好的油漆附着性能。油漆喷涂后保险杠有良好的外观，产 生美好的视觉效果。油漆喷涂后的保险杠材料要通过耐汽油、耐湿、 耐水与密着性等实验。如果保险杠材料的表面张力低，这些测试将无 法通过。由于PP材料是非极性材料，表面能低，使得其与大多数聚合 物的相容性差，不易浸润、粘合与印刷，涂覆性能差，与涂料的粘结 强度低，因此要达到可喷涂，就需要一些方法提高其极性。对于汽车 内饰件如仪表板需要与其它材料粘结，也需要良好的粘结性能。通常 塑料为了提高表面的表面张力，即提高油漆附着力，在涂装前，首先 需要进行表面处理，通过溶剂消除抗静电与吸附的灰尘油污，用火焰、 电晕放电、表面活性剂、气体等离子等进行表面改性，提高表面的极 性基团，增强涂层附着力。这类技术难点是既要形成均匀的表面、又 不能处理过度，否则会导致表面的聚合物链断裂，从而影响的性能。

火焰法是应用较为普遍的一种方法，它用火焰的氧化焰部分(即 蓝色部分)与PP材料表面接触至使表面光滑时为止，以使其表面氧 化增加极性。喷在材料表面上的热氧火焰温度高达1100～2800℃，故 时间必须尽量短。在应用中空气与氧的气流比例、火焰与底材的距离 都会影响到处理效果。由于保险杠的特殊形状，火焰往往有处理不到 的部位产生，产生质量缺陷，因此提高PP底材的极性成为一个极有吸 引力的课题。

常用的提高PP极性的方法有表面接枝法、表面交联法、表面涂覆 改性法、添加极性物质共混法等。美国专利US6153701公开了一种可 润湿聚丙烯组合物，包括聚丙烯和选自羟基、羧基、醚或酯部分的官 能团的亲水性极性化合物，该亲水性极性化合物选自马来酸酐改性聚 丙烯(MAPP)、丙烯酸改性聚丙烯、丙烯酸乙二醇酯改性聚丙烯、接 枝丙烯酸钠盐的聚丙烯、聚乙二醇(PEG)、改性聚乙二醇、聚乙烯醇 (PVOH)、聚乙烯醇缩甲醛(PVF)，该聚丙烯组合物接触角低于或等于 75°；美国专利US1950549提供了一种表面接枝有极性单体的非结晶 聚丙烯制品及其制备方法，该专利将聚丙烯挤出成型后，在高温粹冷， 载涂覆极性单体；专利CN2000410041378.2公开了一种通过在聚丙烯 基体中添加极性化合物(包括丙烯酸或其酯类、马来酸酐)，制备出 提高亲水性的聚丙烯材料；专利CN1182097公开了一种制备高极性 改性聚丙烯材料的方法，该制备方法以聚丙烯为母体原料，加入一定 比例的极性单性、共接枝极性单体和引发剂，在170℃-220℃下反应 1-3分钟，制得的高极性聚丙烯材料，可以提高制品的极性，改善制 品的表面涂饰性；专利CN1230554，加入一定比例的马来酸酐、共接 枝单体和引发剂，熔融造粒，制备的高极性聚丙烯材料，可以提高制 品的极性，改善制品的表面涂饰性；专利CN1238786公开了制备极性 改性聚丙烯蜡的方法，通过非极性的聚丙烯均聚物或共聚物蜡与□，□ -不饱和的羧酸或其衍生物在自由基存在下反应，制得的极性PP蜡极 性高；CN1858104公开了一种聚丙烯、聚乙烯处理剂，它由如下组分 构成：氯化聚丙烯、氯化橡胶、甲苯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、马来酸 酐、过氧化苯甲酰、抗氧剂BHT，与聚丙烯反应，具有稳定性好，亲 合力强等优点。以上这些方法能够提高PP极性，但这些生产工艺复杂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高极性的聚丙烯 材料。

本发明的另一个目的是提供上述高极性聚丙烯在制备汽车内外 饰品中的应用。