[发明专利]一种耐冲击和低温韧性良好的聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚丙烯复合材料技术领域，更具体地说，涉及一种耐冲击和低温韧性良好的聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种用途广泛的通用塑料，由丙烯单体聚合而成，英文缩写为PP，其熔点为165~175℃，属半结晶性塑料。聚丙烯塑料具有质量轻、易加工等特点，成为汽车用塑料中用量最大、发展速度最快的品种。但是聚丙烯材料的耐低温性能差，刚性低，不能满足汽车内饰件的要求和标准。内饰件包括仪表板，副仪表板，A、B与C立柱，手套箱，门板，后尾箱板等。

汽车制件越来越关注安全性能。汽车受到车外意外冲击能量时，需要保证仪表板及时将安全气囊爆开，用以保护司乘人员受到的损伤减到最小，同时不能因为破坏产生碎片或者锐角使司乘人员受到伤害。因此，汽车内饰件必须达到一定的耐低温冲击要求，特别是0℃到-40℃的低温冲击性能。材料的低温韧性成为汽车内饰用材料中，特别是硬质仪表板设计中优先考虑的性能。目前，表征材料的低温冲击只要是悬臂梁（简支梁）冲击强度，目前仪表板专用聚丙烯材料的低温悬臂梁缺口冲击强度（-30℃）在4KJ/m2，多轴冲击在6.6m/s, -30℃的条件下，其断裂形式为脆性断裂；随着汽车内饰件要求的不断提高，越来越多的主机厂会对材料的多轴冲击性能进行要求。

为了提高聚丙烯的低温韧性和刚性，通常采用的办法是添加弹性体提高低温冲击性能，添加矿物填料提高材料的刚性。CN101550252A公开了一种由聚丙烯，聚乙烯，乙烯基共聚物橡胶，滑石粉与抗氧剂组成的具有良好低温性能与良好外观的聚丙烯组合物；EP 0794222-A1公布了包括聚丙烯，含苯乙烯的弹性体和滑石的热塑性树脂组合物，其中报道了可接受的韧性与刚性的平衡；在     PCT申请WO97/38050中，报道了包括乙烯-丙烯基聚合物组合物，乙烯-α烯烃共聚物基橡胶和/或含乙烯基芳香化合物和滑石的橡胶的热塑性树脂的类似平衡性能。WO03/07076511A1采用HDPE与乙烯-己烯或者乙烯-丁烯共聚物增韧PP。

然而，现有技术中公开的聚丙烯复合材料的缺点是没有获得令人满意的低温冲击韧性和良好的刚性的综合。并且，这些技术使用悬臂梁或简支梁缺口冲击强度来评价低温冲击性能，缺口冲击强度在某种程度上可以评价低温冲击性能但是不能满足汽车的安全性能的评价。

综上所述，为满足高性能汽车材料需求，研究出开发超低温（-40℃）多轴冲击汽车内饰专用材料将具有广阔的市场。

发明内容

本发明的一个目的是克服上述技术缺点和提供良好低温韧性的聚丙烯复合材料，该复合材料具有良好的低温冲击韧性，尤其是多轴低温冲击强度；以及良好的刚性；并保持良好的尺寸稳定性。

本发明的另一个目的是提供一种以PP为载体的滑石粉母粒的制备方法，有助于减少粉尘，改善工作环境；

   一种聚丙烯复合材料，由如下组分和重量百分数组成：

聚丙烯树脂                             30~80%

低密度低熔指聚烯烃弹性体  10~40%

填充增强剂                             1 ~30%

界面改性剂                           1~10 %

其他添加剂                      0.1~4%。

所述聚丙烯树脂为丙烯共聚物，其熔体流动速率为25－100g/10min（230℃/2.16KG）。

丙烯聚合物在室温下是韧性材料，即在机械应力下仅仅在材料断裂制件发生塑性变形。然而，在降低的温度下，丙烯聚合物显示脆性断裂。聚烯烃弹性体具有极低的玻璃化转变温度，因此在较低的温度下，共混物中的聚烯烃弹性体仍能保持良好的形变和运动能力，仍然能够对聚丙烯基体引发大量的银纹和剪切带，从而提高共混物的低温韧性。

本发明所述低密度低熔指聚烯烃弹性体为具有<-55℃玻璃化转变温度的乙烯－丁烯共聚物和/或乙烯－辛烯共聚物，其密度为0.850~0.8700g/cm3，熔体质量流动速率为0.2-2g/10min（ 190℃/2.16kg）。

所述的填充增强剂为滑石粉或以聚丙烯为载体的滑石母粒；

以聚丙烯为载体的滑石母粒的组成为：

聚丙烯   10-30%

滑石粉   70-90%

其中滑石粉粒径为0.1~5μm，SiO2含量≥61%，烧失量在1000℃下 ≤ 6％；