[发明专利]聚丙烯/剪切增稠凝胶复合材料及其在保险杠中的应用

说明书

本发明提供一种聚丙烯/剪切增稠凝胶复合材料及其在保险杠中的应用，所提供的聚丙烯/剪切增稠凝胶复合材料，特别适用于作为保险杠的抗冲击材料，该复合材料具有良好抗冲击性能，而且该复合材料还具有良好的加工流动性，且复合材料中的聚丙烯和剪切增稠凝胶相容性好。本发明提供的聚丙烯/剪切增稠凝胶复合材料，基于所述复合材料的总质量，所述复合材料主要包括如下质量百分比的各组分：聚丙烯42‑95％，剪切增稠凝胶5‑25％，优选15‑25％，进一步优选15‑20％；所述剪切增稠凝胶为聚甲基丙烯酸甲酯改性的聚硼硅氧烷微凝胶。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯/剪切增稠凝胶复合材料，进一步涉及一种特别适用于保险杠抗冲击的聚丙烯/剪切增稠凝胶复合材料及其制备方法。

背景技术

当汽车受到前、后方向意外的冲撞时，保险杠能够缓和冲击力、吸收冲撞的能量，降低汽车的损害，保证行人和乘员的安全。为此，保险杠材料需具有良好的刚韧平衡，一方面良好的抗冲击性能使保险杠在碰撞时保持良好的弹性从而为乘客提供保护；另一方面足够的刚性使材料在碰撞时能够抵抗变形，减轻碰撞时对材料的破环。

目前，汽车保险杠材料多用聚丙烯/弹性体/滑石粉共混体系，滑石粉为材料增刚，弹性体则提升韧性、增强抗冲击效果。弹性体中，乙烯辛烯共聚物(POE)的应用最为广泛，既有较好的冲击韧性，还能像一般热塑性塑料那样在通用加工设备上成型。尽管POE的加入能够增强聚丙烯材料的抗冲击性能，但会明显降低材料的刚性和熔体流动性，给其应用带来不便。

剪切增稠材料是一种智能抗冲材料，一旦遇到高速的冲撞或挤压，材料变得坚硬从而消化外力。当外力消失后，材料会回复到它最初的状态。剪切增稠材料有着极强的吸收冲击的能力，在受到冲击时变硬能保持足够的刚性，同时不会降低聚丙烯材料的加工流动性，很适合应用于保险杠材料。

剪切增稠流体是剪切增稠材料中的一种，一般是二氧化硅微纳颗粒分散于液态的高分子基体(如聚乙二醇、聚乙烯醇等)分散介质中。目前已有将剪切增稠液体应用于聚丙烯增韧的报道。专利文献CN104817770A、CN104817771A、CN105037921A、CN105037921A公开了一系列剪切增稠流体应用于高抗冲性改性聚丙烯保险杠材料的报道，但剪切增稠流体的加入量只有4-10份，很难起到抗冲击的作用。

专利文献CN102702622A也提供了一种聚丙烯/剪切增稠流体高韧性材料的制备方法，该方法具体是首先使用高剪切乳化机、乳化泵或者超速搅拌机中的一种或一种以上组合将分散相粒子分散于液体分散介质中，并采用超声波发生器驱除液体中的气泡，制得剪切增稠流体，然后将聚丙烯与剪切增稠流体在开炼机、密炼机或者挤出机中的一种或一种以上组合进行熔融共混，制得聚丙烯/剪切增稠流体高韧性材料。该种材料可用于汽车、机械、家电、包装等领域，与通常的增韧聚丙烯材料相比，既能提高聚丙烯的冲击性能，又能同时改善聚丙烯的加工流动性能。

然而，上述几个发明中剪切增稠流体为液体形式，具有较强的流动性，成型过程中难以与固态物质混合均匀，给其应用带来不便，并且制品在使用过程中分散介质易流失、使用寿命短，抗老化性能等也不佳。