[发明专利]一种用于汽车保险杆的低后收缩聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及高分子材料改性领域，尤其涉及一种用于汽车保险杆的低后收缩聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术：

聚丙烯(PP)由于价格低廉，易于加工成型及其具有密度低、耐化学腐蚀和自身优异的物理力学性能等优点，其应用非常广泛，成为发展最快的通用型塑料之一。对于汽车保险杠而言，需要较高的尺寸稳定性，即在注塑24h～48h后素材的收缩小且素材进行喷涂、包覆等后处理工艺后也应保持较小的后收缩。目前大多数汽车主机厂采用聚丙烯改性材料为PP+EPDM-TD15～TD30的材料，此材料注塑24h～48h后素材的收缩率为0.8～1.3％，进行喷涂24h～48h后的收缩率为1.0～1.5％(注：喷涂条件为85℃、40min)。

目前常用于降低聚丙烯材料收缩率的方法有：1、添加填料滑石粉、碳酸钙、云母等或增加其用量；2、添加玻璃纤维；3、增加增韧剂的含量。上述三种方法的缺点分别为：1、添加填料或增加填料的量势必带来材料韧性的下降；2、添加玻璃纤维势必带来浮纤、翘曲等注塑问题；3、增加增韧剂的含量会带来成本增加和模量降低的问题。

本发明利用聚苯胺共聚物、玻璃纤维粉、增韧剂、成核剂复配使用的方式，制备出了综合力学性能优异、低后收缩聚丙烯复合材料。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种用于汽车保险杆的低后收缩聚丙烯复合材料及其制备方法。

一种用于汽车保险杆的低后收缩聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：

上述聚丙烯(PP)为两种或以上共聚聚丙烯复配使用。

上述聚苯胺的熔融指数在220℃/10kg条件下不小于20g/10min。

上述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物(POE)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)三者复配使用。

上述玻璃纤维粉的进料方式是由主喂料和侧喂料同时进行，且质量比为主喂料进料量:侧喂料进料量＝3:2。

上述高目数碳酸钙的粒径为3000～5000目。

上述成核剂为羧酸盐类成核剂。

上述润滑剂为硬脂酸锌、乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)和白油36#复配使用。

上述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。

上述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)复配使用。

本发明的另一个发明目的是提供上述用于汽车保险杆的低后收缩聚丙烯复合材料的制备方法，具体步骤如下：

第一步：称取15～45份玻璃纤维粉置于高速混合机A中，接着加入润滑剂中的润滑剂硬脂酸锌、乙撑双硬脂酸酰胺进行混合20～30分钟得混合物A；取出混合物A总重量的2/5备用；然后加入10～35份高目数碳酸钙于高速混合机A中与剩余的3/5混合物A进行混合20～30分钟得混合物B；

第二步：将100份聚丙烯、15～30份聚苯胺、25～45份增韧剂置于高速混合机B中，接着加入0.25～0.5份成核剂、0.2～0.3份偶联剂进行混合20～30分钟得混合物C；

第三步：将混合物B加入到高速混合机B中的混合物C中，再加入0.15～0.4 份抗氧剂混合20～30分钟；然后加入润滑剂中的白油36#继续混合20～30分钟得混合物D；

第四步：将混合物D加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时将第一步中取出的2/5混合物A总加入双螺杆挤出机的侧喂料口，然后经拉丝造粒、冷却、装包得复合材料。

进一步方案，所述高混机A的转速200～300转/分钟，温度50～70℃；

高混机B的转速200～300转/分钟，温度50～70℃；

双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃；螺杆直径为75毫米、螺杆长径比为44。

本发明的优异之处：

1、本发明通过加入聚苯胺来影响PP的结晶性能从而降低PP复合材料收缩率。

2、本发明通过将玻璃纤维粉通过主、侧喂料口同时进料方式以及与高目数碳酸钙、聚苯胺复配使用，碳酸钙粉体均匀附着于玻璃纤维粉及PP表面，形成特定的笼状结构，极大的增强了组合物间的力学性能，最终得到综合性能优异的PP复合材料，同时大幅降低PP复合材料的收缩率。