一种耐划擦、抗析出聚丙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种功能性聚丙烯材料及其制备方法，尤其涉及一种耐划擦、抗析出 聚丙烯复合材料及其制备方法，属于聚丙烯技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来随着汽车工业的飞速发展，汽车轻量化、安全化、舒适化及环境友好化成为 了世界汽车工业的未来发展趋势，聚丙烯由于其具有密度小，性价比高且具有优异的耐热 性和易于成型加工等特点，成为了车用塑料中用量最大，发展速度最快的塑料品种。
[0003] 但是常规聚丙烯因其收缩率高且模量低而限制了其在汽车工业中的应用，对其进 行填充和增韧改性后可满足基本性能要求，但会导致耐划擦性能下降，限制了其在汽车内 饰材料中的应用因此需要对其进行耐划擦性能改进。目前市场上主要通过共混添加耐划擦 助剂(润滑剂)的方式来提高聚丙烯复合材料的耐划伤性能。但其存在以下缺点:其一:所选 用的润滑剂分子量较小，在材料长期使用过程中容易析出导致制品表面发粘，如专利 CN101787159A公开的一种耐划擦型汽车内饰件专用料及其制备方法，通过采用添加小分子 的酰胺类润滑剂降低材料的表面摩擦系数，从而提高聚丙烯材料的耐划伤性能。其二:所选 用的润滑剂与聚丙烯材料本身的相容性较差，在材料使用过程中也容易析出，从而产生应 力发白现象影响材料的使用性能，如专利CN200910197584.5公开的一种采用聚硅氧烷类润 滑剂作为润滑剂来制备低气味耐划擦聚丙烯复合材料。其三:通过添加相容剂的方式改善 耐划擦助剂与PP基体材料的相容性，从而使得耐划擦助剂均匀的分布在PP基体材料中，以 此来阻止耐划擦助剂的析出问题，但该方法一方面由于相容剂的存在使得耐划擦助剂在PP 基体中分散更加均匀，导致相同的耐划擦助剂添加量的情况下分散在材料表面的耐划擦助 剂含量减少而影响到耐划擦性能，若增加耐划擦助剂添加量也可能会影响到PP材料的其他 性能从而得不偿失，另一方面由于该方法需要添加一定含量的相容剂从而增加了材料成 本，如专利CN102382373A公开的一种耐划伤及抗应力发白聚丙烯组合物。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐划擦、抗析出聚丙烯复合材 料及其制备方法，该方法主要包括将一种具有高流动性与相容性的聚丙烯耐划擦、抗析出 功能母粒与常规聚丙烯通过双螺杆挤出机或注塑机共混挤出制备而来。功能母粒较常规聚 丙烯材料具有较高的流动性当共混物从双螺杆挤出机或注塑机挤出时，由于聚合物熔体具 有挤出物胀大效应，在聚合物从双螺杆挤出机或注塑机挤出时具有高流动性的功能母粒首 先向熔体外侧流动从而带动耐划擦助剂富集于材料表层，而材料内部则不含或者含有微量 的改性耐划擦助剂，最大限度的减少耐划擦助剂的用量降低材料成本以及减少因添加功能 助剂给材料内部性能带来的影响。
[0005] 本发明提供一种功能性聚丙烯材料及其制备方法，由高流动性与相容性好的耐划 擦、抗析出功能母粒与常规聚丙烯通过双螺杆或注塑机共混挤出制备而来，其中功能母粒 的添加量按重量份数为3~8份。所述的功能母粒是通过以高流动性聚丙烯为基体材料，通 过双螺杆挤出机与具有耐析出型的划擦助剂(有机硅氧烷、四氟乙烯等）、相容剂等挤出造 粒制备而来。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现：
[0007] -种耐划擦、抗析出聚丙烯复合材料，由下列按照重量份计的原料制备而成：
[0008] 常规聚丙烯:50~90份；
[0009] 滑石粉:0~40份；
[0010] 弹性体:8~20份；
[0011 ]耐划擦、抗析出功能母粒:3~8份；
[0012] 抗氧剂:〇.1~1.0份；
[0013] 其他助剂:〇~3份；
[0014] 其中，所述的常规聚丙烯材料是指在230°C，2.16Kg条件下材料的流动速度在 0· 5g/10min 到 60g/10min 的聚丙稀。
[0015]所述的滑石粉为1250目到10000目的滑石粉粉体材料，滑石粉母粒配方为25%含 量的弹性体基体材料，75 %的1250目到10000目的滑石粉。
[0016] 所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛稀共聚物中的一种或者几种的混合物，密度为0.80~1 .Og/cm3。所述的抗氧剂为抗氧剂 1010(四（β-3,5-二叔丁基一4一羟基苯基)季戊四醇脂）、抗氧剂168(三(2,4一二叔丁基 苯基)亚磷酸酯和抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯）中的一种或者几种混合物。
[0017] 所述的耐划擦、抗析出功能母粒由下列成分按照重量份数制备而成：
[0018] 高流动速度聚丙烯:50~80份；
[0019] 耐划擦助剂:20~40份；
[0020] 相容剂：1~3份；
[0021] 抗氧剂:0.1~1.0份；
[0022] 其他助剂:0~3份。
[0023]其中，所述的高流动速度聚丙烯是指在230°C，2.16Kg条件下材料的流动速度在 100g/10min以上的聚丙稀原料。
[0024]所述的耐划擦助剂优先为纳米级聚四氟乙烯超细粉体和乙烯基聚硅氧烷中的一 种或者两种混合物。
[0025]所述的相容剂为聚烯烃有机硅共聚物或者通过烷基改性聚硅氧烷等；以此来增加 耐划擦助剂与聚丙烯材料的相容性。
[0026]所述的其他助剂为光稳定剂V703、5589、531，润滑剂白油，乙烯基双硬酯酰胺 (EBS)等。
[0027]上述耐划擦、抗析出聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
[0028 ] (1)耐划擦、抗析出功能母粒的制备：
[0029] 按重量份数，称量高流动速度聚丙烯，耐划擦助剂，相容剂，抗氧剂和其他助剂，然 后一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、 挤出、冷却、切粒制备成高流动性耐划擦、抗析出功能母粒；
[0030] 所述的双螺杆挤出机的I~X区加工温度依次为100°C，195°C，200°C，205°C，215 °C，225°C，225°C，225°C，230°C，230°C。主螺杆转速为500~550r/min，水槽温度30°C~60 V。
[0031] (2)耐划擦、抗析出聚丙烯复合材料及其制备：
[0032] 按重量份数，将步骤（1)中制备的耐划擦、析出抗功能母粒、常规聚丙烯，滑石粉， 弹性体，抗氧剂和其他助剂一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机 中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成耐划擦、抗析出聚丙烯复合材料。
[0033] 所述的双螺杆挤出机的I~X区加工温度依次为150°C，185°C，205°C，205°C，210 °C，220°C，225°C，225°C，230°C，230°C。主螺杆转速为500~550r/min，水槽温度30°C~60 °C。本发明与现有技术相比，具有以下技术优势：
[0034] (1)本发明利用高聚物在挤出加工过程中的熔体挤出胀大效应，采用高流动性聚 丙烯作为聚丙烯耐划擦、抗析出功能母粒的基体材料，当共混物从双螺杆挤出机或注塑机 挤出时具有高流动性的功能母粒首先向熔体外侧流动从而带动耐划擦助剂富集于材料表 层，而材料内部则不含或者含有微量的改性耐划擦助剂，最大限度的减少耐划擦助剂的用 量降低材料成本以及减少因添加功能助剂给材料内部性能带来的影响。
[0035] (2)本发明有效的解决了现有技术中选用相容性好，高分子型的抗析出耐划擦助 剂带来的材料成本升高，改性效果差，机械性能下降等技术难点，在保证材料具有优异的耐 划擦效果的同时也极大的改善了复合材料的析出发粘缺陷。为替代现有技术中常用的相容 性差，易析出发粘的小分子型耐划擦助剂带来了切实有效的解决方案。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合具体实施例，进一步阐述本
【发明内容】
。应该强调的是，这些实施例仅用于 对本发明的进一步说明，而不能理解为对本发明保护范围的限制。此外应理解，在阅读了本 发明所述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同 样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0037]下列实施例中的高流动速率聚丙烯优先选用北欧化工的牌号为HL504FB、HL50BFB 的高流动速率聚丙烯，在230°C，2.16Kg条件下材料的流动速度分别为450g/min、560g/min。 低流动速率聚丙烯为在230°C，2.16Kg条件下材料的流动速度在60g/min以内的常规聚丙 烯，如上海石化的M2600R、M3000RH等。