[发明专利]一种汽车保险杆专用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，尤其涉及一种汽车保险杆专用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)由于具有价格低廉、易于加工成型、密度低、耐化学腐蚀和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后素材的收缩小且对素材进行喷涂、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，这样的材料注塑24h～48h后素材的收缩率为0.8～1.3％，进行喷涂24h～48h后(喷涂条件为85℃、40min)的收缩率为1.0～1.5％。

为了降低聚丙烯材料收缩率，目前常采用下面三种方法来实现：

1、添加填料或增加填料的量，如滑石粉、碳酸钙、硅灰石等；但添加填料或增加填料的量势必会带来材料韧性的下降；

2、添加玻璃纤维，则会带来浮纤、翘曲等注塑问题；

3、增加增韧剂的含量，会带来成本的提高和材料模量的降低。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种汽车保险杆专用低后收缩聚丙烯复合材料及其制备方法。

一种汽车保险杆专用低后收缩聚丙烯复合材料，由以下组分按重量份制备而成：

所述高目数碳酸钙的粒径在8000～11000目。

进一步方案，所述聚丙烯为两种或两种以上共聚聚丙烯复配使用。

所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物三者复配使用。

所述硅灰石的水分含量≤0.1％、吸油量≤25g/100g、长径比为70。

所述成核剂为羧酸盐类成核剂。

所述润滑剂为硬脂酸锌、乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)和白油复配使用。

所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。

所述抗氧剂为四[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聚丙烯复合材料的制备方法，其制备方法如下：

第一步：称取15～45份硅灰石于高速混合机A中，接着加入0.2～0.4份润滑剂混合20～30分钟得改性硅灰石，之后取出改性硅灰石总重量的2/5备用；再接着称取10～35份高目数碳酸钙于高速混合机A中混合20～30分钟；

第二步：称取100份聚丙烯、15～30份酚醛树脂、25～45份增韧剂于高速混合机B中，接着加入0.25～0.5份成核剂和0.2～0.3份偶联剂混合20～30分钟；

第三步：将高速混合机A中混合物加入到高速混合机B中，再加入0.15～0.4份的抗氧剂混合20～30分钟；最后加入0.2～0.4份润滑剂混合20～30分钟；

第四步：将上述第三步混合好的物料从主喂料口加入双螺杆挤出机中，同时将第一步中取出的改性硅灰石总重量的2/5从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，然后经拉丝造粒得聚丙烯复合材料。

进一步方案，所述高混机A和高混机B均为转速200～300转/分钟，温度50～70℃；

所述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。

本发明的有益效果有：

1、本发明通过将硅灰石经润滑剂中的硬脂酸锌和乙撑双硬脂酸酰胺改性后，分别从挤出机的主、侧喂料口同时进料；以及其与高目数碳酸钙、酚醛树脂复配使用，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。

2、本发明选择水分含量≤0.1％、吸油量≤25g/100g、长径比为70的硅灰石，此种硅灰石的加入使得复合材料在加工时，熔融混合均匀，不会出现机头堵塞、拉条断条等问题，制备得到的复合材料收缩率及其他力学性能达到最优。

3、本发明通过加入成核剂使得PP复合材料在注塑24h～48h后尺寸稳定性好以及喷涂后保持较小的后收缩。

4、本发明通过加入适量的增韧剂于PP中，影响PP的结晶性能从而降低PP复合材料收缩率。

5、本发明工艺简单、易进行大批量生产。

具体实施例：