[发明专利]一种改良耐刮擦性能的聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改良耐刮擦性能的聚丙烯复合材料及其制备方法，更具体的是通过侧向 喂料的方式添加一种硅灰石填料，在提高材料机械性能的基础上也能同时改善材料的耐刮擦 性能。

背景技术

聚丙烯是目前用量最大的通用塑料之一，因为具有密度小((0.89-0.91g/cm³)、价格 低、无毒性、耐腐蚀、电绝缘性能优良、透明性和加工性好等优点，被广泛应用于化工、机 械、电力、运输等行业。其中聚丙烯材料在汽车上的应用，己成为我国汽车工业零部件国产 化的主要研究方向之一。然而聚丙烯材料的耐刮擦性能较差，而这一性能却是仪表板、门板、 饰柱等汽车内饰件的关键性能。因此人们一直都在积极寻找解决方案以提高聚烯烃材料的耐 刮擦性能。

目前市场上常用的改善聚丙烯耐刮擦性能的是采用酰胺类爽滑剂(如芥酸酰胺和油酸酰 胺等)。当酰胺类爽滑剂被加入进聚丙烯基体以后，会逐渐迁移到聚合物产品的表面，从而减 少了零件表面的摩擦系数同时也降低了刮痕的可见度。然而芥酸酰胺或油酸酰胺等爽滑剂都 是低分子量物质，因此当它们迁移到材料表面以后就会影响到材料的气味和散发特性，此外 芥酸酰胺、油酸酰胺等酰胺类爽滑剂还有耐气候性差、可涂饰性不好等问题。而另一种常用 的改善聚丙烯耐刮擦性能得助剂是高分子量硅氧烷聚合物。由于这类耐划擦助剂分子量很高， 不容易迁移到表面，因此不会影响材料的气味和散发特性。但也正是由于其不容易迁移到材 料表面，因此在低添加量的情况下是无法得到理想的耐划擦效果的，而加大这种耐划痕助剂 的添加量又会使材料的成本大增。

现代社会和科学技术对聚合物材料提出了日益广泛而苛刻的要求，既要求性能良好又要 价格低廉，并且在材料使用方面又有诸多限制。因此对于多种多样的使用要求，聚丙烯通过 与纳米材料共混来改善其机械性能和耐刮擦性能是近年来发展起来的一种新方法。但是纳米 材料的晶粒小，表而曲率大等特点，所以存在于晶粒表面无序排列的原子数远大于晶态材料 中表面原子所占的百分数，并且在同一纳米态晶粒内还存在各种缺陷，使其在常温下极易团 聚。就填充聚丙烯而言，由于聚丙烯是非极性高聚物，而纳米粒子同之相比极性差异很大， 相容性差，未经过特殊处理的纳米粒子填充聚丙烯也很难得到高性能的结构材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改良耐刮擦性能的聚丙烯复合材料及其制备方法，以克服上 述不足。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

硅灰石是一种针状或者针状结晶的粉体，其最典型的长径比范围为20∶1到3∶1，其粒子 能通过限制聚丙烯片晶的生长和作为异相成核剂来减少聚丙烯的球晶尺寸和片晶厚度；而且 在粒子周围会形成局部结晶区域，这种局部结晶区域的存在对于抵抗划伤起着重要的作用。

一种改良耐刮擦性能的聚丙烯复合材料，按以下重量百分比的原料配制成：

聚丙烯            75～97％

硅灰石            2～20％

耐刮擦剂          0～1.2％

抗氧剂            0.1～2％

光稳定剂          0.1～1％

其他助剂          0～3％。

本发明所适用的聚丙烯复合材料体系中：

所述的聚丙烯为在230℃×2.16kg的测试条件下，熔体流动速率在0.5～60g/10min之间 的高结晶均聚丙烯和嵌段共聚丙烯中的一种，其中嵌段共聚丙烯的共聚单体常见为乙烯，其 含量在4～10mol％的范围内，高结晶聚丙烯的结晶度在70％以上，等规度大于99％。

所述的其他无机填料为滑石粉、碳酸钙和硫酸钡中的一种或几种组合，其粒径范围均为 1～10微米。

所述的增韧剂POE为线形乙烯-辛烯共聚物，密度为0.88～0.90g/cm³，熔融指数为1～ 50g/10min。

所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂可以选用受阻酚和硫酯类抗氧剂中的 一种或几种组合。如3114、1010和DSTP中的一种或几种；辅抗氧剂选自亚磷酸盐和酯类抗 氧剂中的一种或几种组合。如618、168等。

所述的耐刮擦剂选自芥酸酰胺和油酸酰胺中的一种或几种。