本发明涉及高分子材料
技术领域：
，特别是涉及一种具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
随着汽车行业的日益发展和壮大，轻量化和以塑代钢已经成为汽车行业的主旋律。改性聚丙烯在汽车的内外饰中得到了广泛的应用，且对汽车内外饰材料的外观性能要求也不断提高。聚丙烯内外饰在使用、装配、运输过程中极易发生碰撞而导致碰撞部位产生颜色差异，影响产品外观。目前通过添加酰胺类或聚硅氧烷系化合物能使表面爽滑、减小表面摩擦系数等。虽然能将表面颜色差异控制在一定范围内，但是材料表面的光泽有明显差异。大众汽车对聚丙烯材料的抗压痕性能做了明确的要求，且通过这一要求去控制因为碰撞导致的光泽差异。因此需要开发同时具有抗刮伤、抗压痕性能的聚丙烯材料。现阶段对聚丙烯材料的抗刮伤抗压痕性能的研究还比较少，如中国专利201711444872.7公开了一种具有优异抗压痕性能的聚丙烯材料及其制备方法，其通过用部分云母替代滑石粉和通过添加高密度聚乙烯来提高聚丙烯的抗压痕。但因为云母粉是片状结构，在实际加工过程容易架桥，会出现不下料的现象。另外市面上的厂家为了保持云母粉的片状结构，通常加工方法是湿法，通过碾子碾的方法得到云母粉，这样的粉体里含有大量的金属离子，不耐老化。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是提供一种具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料及其制备方法，使用效果好。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料，包括聚四氟乙烯。在本发明一个较佳实施例中，所述聚四氟乙烯在得到汽车内外饰的聚丙烯材料中的应用。在本发明一个较佳实施例中，所述具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料包括的组分有：聚丙烯、滑石粉、增韧剂、高密度聚乙烯hdpe、硅酮母粒、抗氧剂、聚四氟乙烯、助剂。在本发明一个较佳实施例中，所述具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料的各组分的含量为：以重量份计，聚丙烯5-78份、滑石粉10-20份、增韧剂25-35份、高密度聚乙烯hdpe65-75份、硅酮母粒0-3份、抗氧剂0.1-0.5份、聚四氟乙烯0.3-2份、助剂1-3份。在本发明一个较佳实施例中，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或二者的混合物；在230℃且标准载荷为2.16kg的测试条件下，所述聚丙烯的熔体流动速率为5～70g/10min。在本发明一个较佳实施例中，所述滑石粉的粒径范围为1～10μm。在本发明一个较佳实施例中，所述增韧剂的熔体流动速率为3～5g/10min；所述高密度聚乙烯的密度为0.941～0.960g/cm3，熔体流动速率为2～10g/10min。在本发明一个较佳实施例中，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、硫代酯类抗氧剂的混合物。在本发明一个较佳实施例中，所述聚四氟乙烯是采用辐射裂解技术制备得到的；所述聚四氟乙烯的粒径为7.0±0.5μm，体积密度为0.38-0.43g/ml。提供一种具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料的制备方法，包括步骤为：（1）将滑石粉、聚四氟乙烯和抗氧剂混合搅拌，搅拌过程为：先在搅拌速度为500～1000rpm的条件下搅拌10～20s后，再在搅拌速度为1000～1500rpm的条件下搅拌15-30s，再加入聚四氟乙烯在搅拌速度为100～500rpm的条件下搅拌0.2～2min，得到混合物料；（2）将步骤（1）得到的混合物料与聚丙烯、增韧剂、高密度聚乙烯、硅酮母粒、助剂混匀，通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入，经挤出、造粒、干燥后即得具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料。在本发明一个较佳实施例中，所述双螺杆挤出机从进料到挤出出料各温区的温度设置为：一区：190～205℃、二区：220～230℃、三区：220～230℃、四区：220～230℃、五区：225～235℃、六区：225～235℃、七区：225～235℃、八区：215～235℃、九区：215～235℃、模头：205～225℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400rpm。本发明的有益效果是：本发明的具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料及其制备方法，通过添加辐射裂解技术制备的纯聚四氟乙烯超细粉的方法，有效改善了聚丙烯材料的抗压痕性能，同时聚四氟乙烯超细粉的加入使得聚丙烯的表面摩擦系数降低，改善抗刮伤性能，方法简单可行、易于生产。具体实施方式下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一：提供一种具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料，包括的组分有：包括聚丙烯、滑石粉、增韧剂、高密度聚乙烯hdpe、硅酮母粒、抗氧剂、聚四氟乙烯、助剂。其中所述增韧剂选取的是聚烯烃弹性体poe，硅酮母粒也可称为耐刮伤剂，助剂为黑母粒，聚四氟乙烯也为抗压痕剂。所述具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料的各组分的含量为：聚丙烯57-78份、滑石粉10-20份、聚烯烃弹性体poe30份、高密度聚乙烯hdpe70份、耐刮伤剂0-3份、第一抗氧剂0.2份、第二抗氧剂0.1份、第三抗氧剂0.1份、黑母粒1.5份、抗压痕剂0.3-2份。具体为：所述具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料的各组分的含量为：聚丙烯780kg、滑石粉100kg、聚烯烃弹性体poe30kg、高密度聚乙烯hdpe70kg、耐刮伤剂20kg、第一抗氧剂2kg、第二抗氧剂1kg、第三抗氧剂1kg、黑母粒10kg、抗压痕剂3kg。上述原料来源为：所述聚丙烯采用的是北京燕山石油化工有限公司生产的型号为k7726的聚丙烯；所述滑石粉采用的是荷兰孟都矿业生产的型号为m04slc的滑石粉；所述聚烯烃弹性体poe采用的是陶氏化学公司生产的型号为8200的弹性体；所述高密度聚乙烯hdpe采用的是中国石化兰州石化生产的型号为8008的hdpe；所述耐刮伤剂采用的是浙江佳话精化股份有限公司生产的型号为javachem®hg的耐刮伤剂；所述抗氧剂有三种，第一抗氧剂采用的是营口风光新材料股份有限公司生产的型号为1010的抗氧剂，第二抗氧剂采用的是营口风光新材料股份有限公司生产的型号为168的抗氧剂，第三抗氧剂采用的是韩国松原产业株式会社生产的型号为dsdtp的抗氧剂；所述黑母粒采用的是美国卡博特公司生产的型号为2014的黑母粒；所述抗压痕剂采用的是上海拓聚聚合物材料有限公司生产的型号为tp212的抗压痕剂。所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或二者的混合物。在230℃且标准载荷为2.16kg的测试条件下，所述聚丙烯的熔体流动速率为5～70g/10min。所述滑石粉的粒径范围为1～10μm。所述聚烯烃弹性体poe的熔体流动速率为3～5g/10min。所述高密度聚乙烯的密度为0.941～0.960g/cm3，熔体流动速率为2～10g/10min。汽车pp内饰材料高性能耐刮擦剂，是含特殊官能团的超高分子量有机硅，可在pp树脂中起锚固作用，与pp材料相容性好。所述第一抗氧剂是一种高分子量的受阻酚抗氧剂，挥发性很低，而且不易迁移，耐萃取。所述第二抗氧剂是一种性能优异的亚磷酸酯抗氧剂。所述第三抗氧剂dstdp是韩国松原开发的一款辅助的硫代酯类抗氧剂。所述抗压痕剂为利用辐射裂解技术制备的纯聚四氟乙烯超细粉，粒径7.0±0.5μm，体积密度0.38-0.43g/ml。提供一种具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料的制备方法，包括步骤为：（1）将滑石粉、聚四氟乙烯和抗氧剂加入到高速混合搅拌机中混合搅拌，搅拌过程为：先在搅拌速度为500～1000rpm的条件下搅拌10～20s后，再在搅拌速度为1000～1500rpm的条件下搅拌15-30s，再加入聚四氟乙烯在搅拌速度为100～500rpm的条件下搅拌0.2～2min，得到混合物料；（2）将步骤（1）得到的混合物料与聚丙烯、增韧剂、高密度聚乙烯、硅酮母粒、助剂混匀，通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入，经挤出、造粒、干燥后即得具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料，其中所述双螺杆挤出机从进料到挤出出料各温区的温度设置为：一区：190～205℃、二区：220～230℃、三区：220～230℃、四区：220～230℃、五区：225～235℃、六区：225～235℃、七区：225～235℃、八区：215～235℃、九区：215～235℃、模头：205～225℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400rpm。实施例二：提供一种具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料，各组分的含量为：聚丙烯780kg、滑石粉150kg、聚烯烃弹性体poe30kg、高密度聚乙烯hdpe70kg、耐刮伤剂20kg、第一抗氧剂2kg、第二抗氧剂1kg、第三抗氧剂1kg、黑母粒10kg、抗压痕剂5kg。组分的原料和性能、聚丙烯材料的制备方法与实施例一相同。实施例三：提供一种具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料，各组分的含量为：聚丙烯670kg、滑石粉200kg、聚烯烃弹性体poe30kg、高密度聚乙烯hdpe70kg、耐刮伤剂30kg、第一抗氧剂2kg、第二抗氧剂1kg、第三抗氧剂1kg、黑母粒10kg、抗压痕剂5kg。组分的原料和性能、聚丙烯材料的制备方法与实施例一相同。实施例四：提供一种具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料，各组分的含量为：聚丙烯670kg、滑石粉200kg、聚烯烃弹性体poe30kg、高密度聚乙烯hdpe70kg、耐刮伤剂20kg、第一抗氧剂2kg、第二抗氧剂1kg、第三抗氧剂1kg、黑母粒10kg、抗压痕剂10kg。组分的原料和性能、聚丙烯材料的制备方法与实施例一相同。实施例五：提供一种具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料，各组分的含量为：聚丙烯670kg、滑石粉200kg、聚烯烃弹性体poe30kg、高密度聚乙烯hdpe70kg、耐刮伤剂10kg、第一抗氧剂2kg、第二抗氧剂1kg、第三抗氧剂1kg、黑母粒10kg、抗压痕剂15kg。组分的原料和性能、聚丙烯材料的制备方法与实施例一相同。实施例六：提供一种具有抗刮伤抗压痕性能的聚丙烯材料，各组分的含量为：聚丙烯680kg、滑石粉200kg、聚烯烃弹性体poe30kg、高密度聚乙烯hdpe70kg、第一抗氧剂2kg、第二抗氧剂1kg、第三抗氧剂1kg、黑母粒10kg、抗压痕剂20kg。组分的原料和性能、聚丙烯材料的制备方法与实施例一相同。空白实验1：提供一种聚丙烯材料，各组分的含量为：聚丙烯780kg、滑石粉100kg、聚烯烃弹性体poe30kg、高密度聚乙烯hdpe70kg、第一抗氧剂2kg、第二抗氧剂1kg、第三抗氧剂1kg、黑母粒10kg。空白实验2：提供一种聚丙烯材料，各组分的含量为：聚丙烯780kg、滑石粉100kg、聚烯烃弹性体poe30kg、高密度聚乙烯hdpe70kg、耐刮伤剂20kg、第一抗氧剂2kg、第二抗氧剂1kg、第三抗氧剂1kg、黑母粒10kg。进行抗刮伤性能测试、抗压痕性能测试和热氧老化性能测试，结果如下表。测试标准测试项空白1空白2实1实2实3实4实5实6pv3974耐刮擦△e21.210.80.90.811.1pv3952抗压痕dgg0.90.80.60.60.60.50.40.4150℃/400h热氧老化表面无粉化和龟裂现象表面无粉化和龟裂现象表面无粉化和龟裂现象表面无粉化和龟裂现象表面无粉化和龟裂现象表面无粉化和龟裂现象表面无粉化和龟裂现象表面无粉化和龟裂现象聚丙烯材料的抗刮伤性能测试：按照pv3952标准，根据试验前后材料表面的色差值变化△e来评判。△e的数值越小，表示材料的抗刮伤性能越好。聚丙烯材料的抗压痕性能测试：按照pv3974标准，根据试验前后材料表面的光泽度变化dgg来评判。dgg的数值越小，表示材料的抗压痕性能越好。聚丙烯材料的热氧老化性能测试：在150℃恒温的鼓风烘箱连续放置400h,然后观察表面是否有粉化和龟裂现象，若没有，表示材料的热氧老化性能很好。上表实验可以看出，通过添加聚四氟乙烯，聚丙烯材料的抗压痕性能大大提高，并且随着替代比例的增加，抗压痕性能提高明显。主要是因为聚四氟乙烯超细粉体积密度小，在材料加工的工程，迁移到的材料表面，表面形成一个个非常坚硬的球状弥漫的表面。从而降低了压痕的深度。同时也可以从实验中看出聚丙烯材料的耐刮伤性能也得到了提高。随着聚四氟乙烯超细粉含量的增加，改善了材料的抗刮伤性能，主要是由于聚四氟乙烯超细粉具有润滑性效果，从而降低材料的表面摩擦系数。另外本发明制备的聚丙烯材料具有抗刮伤、抗压痕能的同时，材料的热氧老化性能基本不受影响。聚四氟乙烯在聚丙烯材料的表面形成很多微小的半个坚硬球状珠粒，抗压痕实验时，材料表面受到压力，即球状聚四氟乙烯微粉的在材料表面形成的珠粒下陷，但是不会让材料表面光泽有大的差异。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12