[发明专利]一种低线性膨胀系数聚丙烯复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低线性膨胀系数(CLTE)汽车保险杠专用聚丙烯复合物及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。目前汽车保险杠大部分都采用塑料制造，其中聚丙烯复合材料是制造保险杠的首选。

随着汽车工业的发展汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路上。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一。保险杠作为汽车外饰件，随着外界环境温度的剧烈变化，不能出现由于热胀冷缩导致的较大尺寸变化以及产品变形，因此保险杠要求材料具有低线性膨胀系数(CLTE)，避免由于外界环境温度的剧烈变化导致尺寸出现异常，从而导致汽车保险杠出现“面差”，影响汽车美观。

传统的保险杠用聚丙烯复合材料一般采用滑石粉填充增加刚性，同时为保证其韧性，添加大量的热塑性弹性体，这种保险杠材料的线性膨胀系数极大，一方面导致一年之中不同季节尺寸变化大，影响保险杠装配，同时也会造成“面差”，影响汽车美观。

发明内容

本发明的目的是提供一种低线性膨胀系数汽车保险杠专用聚丙烯复合物及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，满足汽车保险杠材料发展的需要。

为了达到上述目的，本发明提供了一种低线性膨胀系数聚丙烯复合物，其特征在于，由以下以重量百分数计的原料制成：

聚丙烯              40-65％；

热稳定剂               0-2％；

加工助剂              0-2％；

增韧剂              20-25％；

相容剂                0-6％；

超细滑石粉           5-10％；

短切扁平玻璃纤维     10-15％。

优选地，所述的低线性膨胀系数聚丙烯复合物的线性膨胀系数为3.0～4.0×10^-5mm/mm/℃。

优选地，所述的聚丙烯为均聚、共聚聚丙烯或两者的混合物，其熔体流动速率为20-1000g/10min。

优选地，所述的热稳定剂为酚类热稳定剂与磷酸酯类热稳定剂和硫代酯类热稳定剂中的一种或两种的混合物。

更优选地，所述的酚类热稳定剂为抗氧化剂Irganox1010或抗氧化剂1076。所述的亚磷酸酯类热稳定剂为抗氧化剂Ultranox627A或Irganox168。所述的硫代酯类热稳定剂为抗氧化剂DLTP。

优选地，所述的加工助剂为聚乙烯蜡或石蜡。

优选地，所述的增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物以及三元乙丙胶中的任意一种或两种以上的混合物。

优选地，所述的相容剂为极性单体接枝聚合物。

更优选地，所述的极性单体接枝聚合物为马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物或其混合物。

优选地，所述的短切扁平玻璃纤维(flat fiber)为聚丙烯专用无碱短切玻璃纤维，其玻纤截面为扁平状，截面宽厚比为2-10∶1。

本发明还提供了上述低线性膨胀系数聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将聚丙烯、热稳定剂、加工助剂、增韧剂、超细滑石粉、相容剂混合后，加入长径比为30-60∶1的双螺杆挤出机中熔融分散，同时将短切扁平玻璃纤维通过失重式计量秤从侧喂料口喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低线性膨胀系数聚丙烯复合物。

优选地，所述的双螺杆挤出机的长径比为40∶1，该双螺杆挤出机在挤出造粒时的各段温度为190-240℃。

本发明还提供了上述低线性膨胀系数聚丙烯复合物在生产汽车保险杠中的应用。

本发明制备了一种低线性膨胀系数(CLTE)汽车保险杠专用聚丙烯复合物，该复合材料由于采用扁平玻璃纤维(flat fiber)替代了部分超细滑石粉，不仅显著提高了聚丙烯复合材料刚性和耐热性，同时大大降低了材料的线性膨胀系数(CLTE)。而且由于扁平玻璃纤维的截面呈现扁平状，纤维整体呈现类似滑石粉的片状结构，因此流动性远远高于通常的圆形截面玻璃纤维，制件表面没有浮纤，而且注塑过程中在制件内部的分布趋向于各向同性，因此也不会产生一般玻纤增强材料所出现的翘曲变形现象。