[发明专利]一种耐划痕低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐划痕低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法，是一种工艺简单、成本低，综合性能好的聚丙烯复合材料，主要应用于汽车内饰件，属于聚合物改性和加工技术领域。

背景技术

聚丙烯因具有良好的加工性能和物理、力学、化学性能，同时质轻、价廉因而广泛应用于汽车内外饰件，是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。然而，由于聚丙烯的表面硬度低，由聚丙烯材料制成的汽车内饰件耐划痕性能较差，表面很容易划伤。同时如果驾驶舱内饰件的光泽度较高，就会有较强的光线反射，从而影响驾驶人员的舒适性。因此如何提高其耐划痕性能、并兼具低光泽度成为开发这类材料一个急需解决的问题。

有关提高聚丙烯耐划痕性能已有一些报道，提出了一些解决方案，如聚丙烯填充增强，提高聚丙烯的结晶度，加入一些小分子的酰胺类润滑剂，或加入含有有机硅氧烷的方法。日本专利特开平6-220270报道在聚丙烯改性中通过加入成核剂提高表面硬度，来达到改善耐划痕性能的目的，同时发现增大橡胶用量也可提高耐划痕性能。中国专利CN200810023328.X公开了一种耐刮擦型汽车内饰件专用料及其制备方法，采用酰胺润滑剂提高材料的耐划擦性能。但酰胺润滑剂分子量较小，受热后有导致产品表面析出发粘影响产品使用的风险。

高分子量的聚硅氧烷具有良好的表面润滑效果，耐热及耐候性能优异，不易析出产生发粘现象，近年来，越来越多的用做耐划痕助剂加入到聚丙烯材料改善耐划痕性能。然而聚硅氧烷在提高聚丙烯材料耐划痕性能的同时，也导致材料的光泽度明显升高。美国专利US5585420及US5731376涉及到加入高分子硅氧烷的方法提高材料的耐划痕性能。中国专利CN1580115A提到采用橡胶增韧技术，并加入高分子量有机硅弹性体及成核剂NA-21使材料的刚性和韧性达到了良好的平衡，但均未涉及降低材料的光泽度。

因此，必须找到一种充分考虑上述各方面，改善耐划痕性能的同时，降低材料的光泽度以满足汽车专用料高性能要求的方法，将具有重要的实际应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐划痕低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法，以解决现有技术的上述问题。

为了提高聚丙烯复合材料的耐划痕性能，并解决因聚硅氧烷的添加导致材料高光泽度的问题，本发明的技术方案是在聚丙烯材料的基础配方中加入反应型高聚硅氧烷和全硫化粉末橡胶，在挤出共混过程中，反应型高聚硅氧烷与聚丙烯材料进行交联，全硫化粉末橡胶均匀分散在聚丙烯中形成凝胶，从在制品表面形成均匀的凹凸形状。使聚丙烯材料具有优异耐划痕性能的同时，也保持了表面的低光泽度。

这种耐划痕低光泽聚丙烯复合材料，按以下重量百分比的原料配制成：

本发明所适用的聚丙烯复合材料体系中，

所述的聚丙烯为熔体流动速率(测试条件：230℃×2.16kg)在5～60g/10min之间的均聚聚丙烯或嵌段共聚丙烯，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，均聚聚丙烯的结晶度在70％以上，等规度大于99％。

所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或它们的组合物，其粒径范围均为1～10微米。

所述的引发剂是三异丙苯(TIPB)。

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或硫酯类抗氧剂如3114、1010、DSTP的其中一种或几种；辅抗氧剂可以选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂如618、168等。

所述的光稳定剂选用受阻胺类光稳定剂，如944和770中的一种或两种的组合物。

所述的反应型聚硅氧烷，为含有乙烯基反应活性官能团的聚硅氧烷，分子量在10000～30000之间，其添加量的重量百分比为1～5％。

所述的全硫化粉末橡胶为全硫化粉末硅橡胶，平均粒径0.05～1μm，其凝胶含量为60wt％或更高。

所述的其他添加剂为颜色色粉或色母粒。

上述耐划痕低光泽聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下所述：

(1)按重量配比称取原料；

(2)将聚丙烯、滑石粉、反应型高聚硅氧烷、全硫化粉末橡胶、引发剂、抗氧剂、光稳定剂或其他添加剂在高速混合器中混合3～15分钟；

(3)将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa，排气真空度达到5～20kPa，单一的排气孔位于双螺杆挤出机的末端。