[发明专利]一种自修复聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种自修复聚丙烯材料及其制备方法，按重量份数，由以下组分组成：聚丙烯94‑99份，划伤修复剂0.1‑2.0份，分散剂0.5‑2.0份，热稳定剂0.2‑2.0份和加工助剂0.2‑2.0份。本发明通过分子结构设计，使得划伤修复剂和分散剂之间产生氢键，当材料受到划伤破坏后，可以在室温23±2℃内放置10‑30min即可通过氢键作用实现划伤自修复，可适用于汽车塑料零件制品。

技术领域

本发明属于功能性高分子材料领域，特别涉及一种自修复聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，新材料特别是高分子材料迎来了良好的发展机遇。高分子材料因具有密度低，易加工，绝缘性好，价格低廉等诸多优点在车用材料中得到了广泛的应用。但是，随着人们生活水平的提高，消费者对车用材料的外观美学提出了更高的要求，尤其是对车辆用制件在划痕方面的要求较高。聚丙烯(PP)材料具有低密度、机械性能优异、性价比高、环保可回收等优势，在汽车领域的应用更加广泛。为避免车辆用制件在使用过程中产生大量的划痕，常常在聚丙烯材料中加入一些耐划伤助剂，在制件受到划伤的时候起到润滑作用，但是这种机械划伤往往都是不可逆的，制件产生的划痕不可修复。近年来，自修复技术受到了广泛的关注，随着人们生活水平的提高以及对汽车质量要求的提高，汽车材料也要求同时具备良好的耐划伤性能和良好的划痕自动修复性，其中较高的耐划伤性可以使车辆直接避免较轻的划痕，而良好的划痕自动修复性能够对产生的划痕进行自我修复，两方面结合能够克服普通塑料产品容易产生划痕，以及产生划痕后需要对车辆进行二次喷漆或其他修复操作的问题。

但目前现有的材料难以同时达到具有较高的耐划伤性和良好的自动修复性。虽然越来越多的汽车厂商对材料的划伤性能提出了要求，而材料自身的耐划伤性能较差也限制了其广泛应用。为拓宽高分子材料的应用领域，解决耐划伤性能较差的问题，材料工程师对高分子材料的划伤性能进行了大量的研究，针对材料耐划伤性能的研究已有大量的报导。现有技术中有通过向聚合物中加入聚硅氧烷润滑剂来提高材料的耐划伤性能；还有通过向聚丙烯中添加脂肪族伯酰胺润滑剂降低材料的表面摩擦系数，提高聚丙烯材料的耐划伤性能，润滑剂的加入在一定程度上可以改善材料的耐划伤性能，但在材料的长期使用过程中，润滑剂容易析出，使得材料的外观及使用性能受到了严重的影响，同时使用酰胺类物质时用量一般较大，成本较高，耐划伤效果也不好；还公开有高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，通过在材料中加入聚甲基丙烯酸甲酯，提高材料的表面硬度，进而改善材料的耐划伤性能；此外还有通过加入有机硅弹性体的方法来制备高刚性、高韧性耐划伤滑石粉填充聚丙烯，来提高材料的耐划伤性能。然而以上的方法对材料耐划伤性能的改善程度有限，并且其使用局限性较大，此外划伤部位不可修复。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自修复聚丙烯材料及其制备方法，该材料既具有良好的耐划伤性能，又具备良好的自修复性能。

本发明提供了一种自修复聚丙烯材料，按重量份数，由以下组分组成：聚丙烯94-99份，划伤修复剂0.1-2.0份，分散剂0.5-2.0份，热稳定剂0.2-2.0份和加工助剂0.2-2.0份；其中，划伤修复剂和分散剂之间存在氢键。

所述聚丙烯230℃/2.16kg条件下熔体流动速率为1-100g/10min。

所述划伤修复剂为聚乙烯亚胺，聚合度为10-100。

所述分散剂为聚丙烯酸，聚合度为10-100。

所述热稳定剂为酚类热稳定剂、胺类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂、半受阻酚类热稳定剂、丙烯酰基官能团与硫代酯形成的复合物类热稳定剂和杯芳烃类热稳定剂中的至少一种。

所述加工助剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类中的至少一种，该加工助剂的主要作用为润滑。

本发明提供了一种自修复聚丙烯材料的制备方法，包括：