一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，更具体地，涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚丙烯材料因为具有良好的加工性能，价格相对较低等优势而被广泛应用，但由于其力学性能的缺陷，往往需要添加填料等进行改性，但填料粉体的添加会带来塑料制品生产过程中的空气和小分子有机气味等难以高效去除，造成气味超标和鼓包等外观缺陷，同时聚丙烯材料还存在一定的热氧老化问题，均限制聚丙烯材料的应用，尤其难以满足一些内饰制件的材料要求。

2、现有技术公开了一种低气味良外观聚丙烯材料，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂50～90份、高性能复合母粒12～40份；所述高性能复合母粒包括以下重量份的组分：poe 15～25份、超细碳酸钙75～85份、分散剂1～2份、加工助剂3～5份；所述高性能复合母粒的组分中，poe在190℃，2.16kg负荷下的熔体质量流动速率＞4g/10min；所述超细碳酸钙的平均粒径为0.5～5μm。上述聚丙烯材料主要是通过将填料先制备成高性能母粒再添加至聚丙烯树脂中，以此来解决填料和树脂相容性带来的外观问题和助剂添加带来的气味问题，但其并不能完全解决聚丙烯材料在制备过程中空气和小分子有机气味等难以去除的问题，其外观问题也仅针对粉点、麻点等填料带来的外观缺陷，而对于气体排出缺少迁移通道带来的鼓包问题并未很好解决，也无法同时解决聚丙烯材料的老化问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有聚丙烯材料在制备过程中产生的空气和小分子有机气味缺乏相应的迁移通道，造成气味超标和鼓包的缺陷和不足，提供一种聚丙烯材料，通过无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的特定树脂基体组合，结合特定结晶度的乙烯类共聚弹性体的复配有效解决了聚丙烯材料在制备过程中产生的空气和小分子有机气味缺乏相应的迁移通道的问题，显著改善了聚丙烯材料的外观和气味，同时显著改善了聚丙烯的耐热氧老化性能。

2、本发明的另一目的在于提供一种聚丙烯材料的制备方法。

3、本发明的再一目的在于提供一种聚丙烯复合材料在制备汽车内饰制品中的应用。

4、本发明上述目的通过以下技术方案实现：

5、一种聚丙烯材料，以质量份数计，包括如下组分：

6、嵌段共聚聚丙烯20～90份，无规共聚聚丙烯5-21份，填料5～40份，乙烯类共聚弹性体5-20份，

7、其中无规共聚聚丙烯的透光率≥80％，

8、所述乙烯类共聚弹性体的结晶度为10-30％。

9、在本发明的聚丙烯材料中，嵌段共聚聚丙烯占所述聚丙烯材料质量百分比不低于40％。

10、在具体实施方式中，本发明的乙烯类共聚弹性体可以为：乙烯丁烯共聚物、乙烯辛烯共聚物中的一种或几种。

11、本发明的乙烯类共聚物弹性体的熔体流动速率为1-15g/10min，测试标准iso1133-1-2011，190℃，2.16kg载荷。

12、其中，需要说明的是：

13、本发明的无规共聚聚丙烯的透光率按照gbt2410-2008透明塑料雾度和透光率试验方法进行测试。

14、本发明的乙烯共聚类弹性体的结晶度的测试方法是按照标准iso 11357-2016，采用差示扫描量热法(dsc)测得的。，测试温度范围在-60℃-100℃，升降温速率为20℃/min，先从23℃升温至100℃，再从100℃降温至-60℃，再从-60℃升温至100℃。

15、无规共聚聚丙烯的透光率与其结晶度呈负相关，结晶度越低，结晶晶核越少，可有效减少晶体对入射光线的折射和反射，使得无规共聚聚丙烯的透光率越高，当透光率≥80％时，无规共聚聚丙烯中会几乎没有较大的结晶区域，微观相貌主要是无定型状态。

16、本发明所添加的高透明度无规共聚聚丙烯结晶度低，结晶晶核少，微观主要呈现出无定型的凝聚态相貌，其与特定结晶度的乙烯基弹性体复配，有利于在嵌段共聚聚丙烯基体中形成一定程度的非结晶区或无定型区，可以为材料中夹杂的空气和小分子有机气味快速被真空高效抽离脱挥提供迁移通道，同时无规共聚聚丙烯以及特定结晶度的乙烯基弹性体对填料的包覆分散性更好，有利于减少组合物里由于树脂和填充粉体的界面相容性差形成的微小空隙数量，从而解决了塑料熔体中夹杂的小分子物质难以彻底排出的问题，塑料熔体中的小分子物质可以顺利排出就避免了注塑成型的制件鼓包现象的出现，提高了注塑产品的外观质量，同时因为制备过程中小分子物质顺利排出，也降低了注塑制件的气味，解决了气味超标的问题，注塑成型所得的制件具有良好的外观效果和低气味的品质水平，尤其适合于大型内饰低气味制件的高效率生产。

17、在本发明的聚丙烯复合材料中无规共聚聚丙烯的透光率是至关重要的，透光率≤80％意味着无规共聚聚丙烯中会有较大的结晶区域，不利于形成有利于气味分子高效脱挥的迁徙通道。同时乙烯基共聚弹性体的结晶度也需要控制在一定范围之内，结晶度过高同样难以和无规共聚聚丙烯协调作用在嵌段共聚聚丙烯中形成无定形迁徙通道，结晶度过低容易导致组合物出现老化问题。

18、在本发明的聚丙烯复合材料中无规共聚物和乙烯类共聚弹性体的用量过多会导致材料过软，成型部件容易发生变形无法正常使用，无规共聚物和乙烯类共聚弹性体的用量过少则无法实现相关效果。

19、为了进一步优化无规共聚聚丙烯和乙烯类共聚弹性体的协同作用，更有效地改善迁移通道，优选地，所述无规共聚聚丙烯和乙烯类共聚弹性体的重量比为1～2:1。

20、优选地，所述乙烯类共聚弹性体的结晶度为13-25％。

21、优选地，所述无规共聚聚丙烯的透光率为85～95％。

22、在具体实施方式中，本发明的嵌段共聚聚丙烯的熔体质量流动速率优选为10～100g/10min，进一步优选地，所述嵌段共聚聚丙烯的熔体质量流动速率为30～90g/10min，测试标准iso 1133-1-2011，230℃，2.16kg载荷。

23、本发明的聚丙烯复合材料中，作为主体树脂的嵌段共聚聚丙烯的熔体质量流动速率为30～90g/10min，为高流动聚丙烯材料，本身有很好的流动性能，可以在较低的注塑温度下快速充满各大型模具型腔，降低材料受热和剪切的程度，材料可以在较低的注塑温度下进行注塑加工，加工温度较低可以有效避免材料过热分解，减少了气味小分子的挥发产生，有利于气味品质的保证。

24、优选地，所述无规共聚聚丙烯的熔体质量流动速率为1～38g/10min，进一步优选地，所述无规共聚聚丙烯的熔体质量流动速率10～18g/10min，测试标准iso 1133-1-2011，230℃，2.16kg载荷。

25、无规共聚物共聚物的熔指优选对迁移通道的形成有一定优化作用。

26、优选地，所述嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯的气味按照大众pv3900(80±2℃/2h±10min)：2019-04标准测试为3.5～4.0级。

27、原料气味等级的控制是获得低气味复合材料的基础，但是光靠原材料气味低是没法满足主机厂严格的气味品质要求，优选上述嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯结合本发明的具体配方可以达到更高的品质要求。

28、在具体实施方式中，本发明的填料可以为本领域的常规填料，例如可以为滑石粉、碳酸钙、硅灰石和晶须中的一种或几种。

29、本发明还具体保护一种聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：

30、将各组分混合均匀，再加入到挤出机中，在170℃～240℃的温度下进行熔融混炼，挤出机真空度在-0.085mpa以上，然后造粒、冷却、干燥得到聚丙烯复合材料。

31、本发明还具体保护一种聚丙烯复合材料在制备汽车内饰制品中的应用。

32、本发明的聚丙烯复合材料具有良好注塑外观质量，可以很好地消除制件表面的鼓包外观缺陷，并且所注塑的汽车内饰具有良好的气味品质，可以广泛应用于不同结构和尺寸的汽车内饰件的注塑生产，例如汽车门板、仪表板、立柱等，可以满足高外观低气味品质要求。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、本发明的聚丙烯复合材料以嵌段共聚聚丙烯材料作为主体树脂，添加了高透明度无规共聚聚丙烯，其与特定结晶度的乙烯基弹性体复配，有利于在嵌段共聚聚丙烯基体中形成一定程度的非结晶无定形区，可以为材料中夹杂的空气和小分子有机气味被快速高效真空抽离脱挥提供迁移通道。同时无规共聚聚丙烯以及特定结晶度的乙烯基弹性体对填料的包覆分散性更好，有利于减少组合物里由于树脂和填充粉体的界面相容性差而形成的大量微小空隙数量，从而解决了塑料熔体出现微观空隙且夹杂的空气和小分子有机气体难以彻底排除的问题。

35、本发明的聚丙烯复合材料所注塑成型的汽车内饰制件具体良好的外观质量和突出的低气味品质优势且具有优异的抗老化性能。