高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于塑料改性技术领域，特别是涉及一种高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料及其制备方法。该材料其由如下质量百分比的组分组成：均聚PP5％‑10％，第一共聚PP20％‑30％，第二共聚PP 15％‑25％，增韧剂12％‑18％，相容剂1％‑2％，抗氧剂0.4％‑0.6％，耐候剂0.2‑0.4％，熔指调节剂3％‑6％；矿物增强剂20％‑25％，耐刮擦剂1.5‑3％，其他助剂1‑2％。其制备方法包括混合、挤出、造粒步骤；本发明专利技术提供的材料性能具有高流动高刚性高韧性，可以很好的满足薄壁汽车门板使用要求，且材料成本较低。与现有技术相比，本发明专利技术采用一种高流动性丙烯基弹性体作为熔指调节剂，显著地提高了材料的流动性，满足了薄壁门板成型要求。另外采用一种高流动聚丙烯和一种低表面能聚合物并用，可以基本消除薄壁门板表面虎皮纹缺陷。

Modified polypropylene material for high performance thin wall automobile door panel and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of plastic modification, in particular to a modified polypropylene material with high performance thin wall automobile door panel and a preparation method thereof. The quality of the material comprises the following components: percentage of homopolymer PP5% 10%, the first copolymerization of PP20% 30%, second PP 15% copolymer toughening agent 25%, 12% 18%, 1% 2% compatibilizer, antioxidant 0.4% 0.6%, 0.2 weathering agent 0.4%, melting point 3% regulator 6% mineral reinforced; agent 20% scratch agent 1.5 25%, 3%, 1 and 2% other additives. The preparation method comprises the steps of mixing, extruding and granulating, and the material provided by the invention has the advantages of high flow, high rigidity and high toughness, and can well satisfy the requirements of the thin wall automobile door plate, and the material cost is low. Compared with the prior art, the present invention adopts a high fluidity propylene elastomer as a melting finger regulator, which significantly improves the fluidity of the material, and satisfies the requirements of forming the thin wall door plate. In addition, a high fluidity polypropylene and a low surface energy polymer can be used to eliminate the defects of the surface of the thin wall panel.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于塑料改性材料
，特别是涉及一种高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料及其制备方法。
技术介绍
近十年来我国的汽车工业得到了迅猛的发展。进入十二五以来，汽车年产销总量已超2000万辆，超过美国而跃居世界第一的位置，而社会保有量也增至近1.4亿辆，十年间增加了近5倍。随着汽车年产销总量和社会保有量的不断增加，全国汽车消耗的汽油和因此对环境造成的污染日益严重。据有关机构研究证实：目前大气中PM2.5的含量约1/4来自于燃油汽车。因此，降低汽车百公里油耗，成为各个主机厂竞相努力的目标。此前早有专家研究得出结论：汽车自重降低10％，百公里油耗可降低6％～8％。因此，通过降低汽车自重，即通过轻量化的手段来降低油耗，成为汽车行业最为热门的研究课题。通过改性方法，实现车用聚丙烯材料高流动高模量高韧性，实现汽车门板更薄化，同时保持良好的外观效果。可以达到轻量化目的。专利201010550478.3公布了一种添加40-50％本体聚丙烯、20-35％共聚聚丙烯、15-24％增韧剂、0-15％线性低密度聚乙烯、8-15％填料助剂、6-12％相容剂、0-8％耐刮擦剂、0.5-1％润滑剂、3.5-5％复合抗氧剂、1.5-3％偶联剂的混合物来制备刚性好又不乏韧性、耐热老化、耐刮擦和加工性能优异的改性聚丙烯，用于汽车内饰件，如汽车门板、车立柱、操作台、门把手等。该专利未考虑材料的高流动特性，未针对薄壁汽车门板材料进行开发，未给出薄壁门板表面虎皮纹缺陷的解决方案。专利200910037828.3公布了一种添加60-80％聚丙烯、10-25％增强改性剂、10-15％增韧剂、0.2-0.5％抗氧剂、0.1-0.5％光稳定剂的混合物制备光、热稳定性好、低VOC、成本低、性能好的汽车内饰件专用PP。该专利所提供的方案制备的材料熔融指数在10-30g/10min，流动性偏低，用于薄壁制品的注塑加工性差，也未给出薄壁门板表面虎皮纹缺陷的解决方案。专利201110454875.5公布了一种添加30-80％聚丙烯树脂、10-40％低密度低熔指聚烯烃弹性体、1-10％界面改性剂、0.1-4％其他添加剂的混合物制备了具有优异低温性能、良好的加工性能和尺寸稳定性的聚丙烯复合材料，用于汽车内饰件，包括仪表板，副仪表板，A、B与C立柱，手套箱，门板，后尾箱板等。该专利所提供的方案制备的材料熔融指数在13.4-25.5g/10min，流动性低，不适合薄壁门板的注塑，也未给出薄壁门板表面虎皮纹缺陷的解决方案。虎皮纹(tigerstripe)是弹性体矿物质改性PP大型塑料件容易出现的一种流痕缺陷，这种流痕与熔体流动方向垂直，是一种影响视觉的缺陷很难完全消除。目前，虎皮纹的消除方法是世界上很多汽车用PP复合材料生产商研究的热门课题。以上专利提到了高性能汽车门板用聚丙烯材料的制备，但是均未提到适用于薄壁汽车门板材料的制备，材料的流动性较低，也未提及薄壁门板材料的成型表面缺陷虎皮纹的情况。如果提高材料的流动性，那么材料的韧性、强度等会下降，高流动高刚性高模量三高平衡很难平衡，因此，针对现有技术中存在的材料的流动性较低以及薄壁门板表面虎皮纹缺陷的技术问题，如何研发一种高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料，可以很好的满足薄壁汽车门板使用要求，具有重要的现实意义。
技术实现思路
针对现有技术中存在的材料的流动性较低以及薄壁门板表面虎皮纹缺陷的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料，其性能完全满足使用要求，可实现汽车门板更薄化，材料成本较低；本专利技术的另一目的在于提供该材料的制备方法。本专利技术所采取的的技术方案为：高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料，原料各组分按照质量百分比组成如下：均聚PP5％-10％，第一共聚PP20％-30％，第二共聚PP15％-25％，增韧剂12％-18％，相容剂1％-2％，抗氧剂0.4％-0.6％，耐候剂0.2-0.4％，熔指调节剂3％-6％；矿物增强剂20％-25％，耐刮擦剂1.5-3％，其他助剂1-2％。进一步的，所述均聚PP为230℃，2.16Kg测试条件下熔融指数范围为25-65g/10min的均聚PP；第一共聚PP为230℃，2.16Kg测试条件下熔融指数范围为50-120g/10min的中抗冲共聚PP；第二共聚PP为230℃，2.16Kg测试条件下熔融指数范围为10-30g/10min的高抗冲共聚PP。进一步的，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶或三元乙丙橡胶中的一种或多种。进一步的，所述矿物增强剂为滑石粉、硅灰石、云母、碳酸钙、硫酸钡中的一种或多种。进一步的，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或硫代二丙酸双十二醇酯中的一种或多种。进一步的，所述熔指调节剂为一种高流动高分子丙烯基弹性体。进一步的，所述耐候剂为羟基二苯甲酮类光稳定剂、羟基苯并三唑类光稳定剂或受阻胺类光稳定剂中的一种或多种。进一步的，所述相容剂为钛酸酯相容剂、硅烷相容剂或马来酸酐接枝聚丙烯中的一种或多种；所述耐刮擦剂为聚硅氧烷类物质或芥酸酰胺中的至少一种。进一步的，所述其他助剂为脂肪酸类物质、含氟聚合物、着色剂中的一种或多种。高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料的制备方法，具体包括如下步骤：首先将原料各组分按照质量百分比用高速搅拌机搅拌5-10min，然后转入双螺杆挤出机中，控制挤出机的料筒温度为180-215℃，经过双螺杆高速剪切、混炼冷却，由机头挤出、拉条、冷却、切粒、干燥和包装，制得圆柱状颗粒产品。现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过采用多种PP复配，流动性高的PP与流动性低的增韧剂POE弹性体之间的熔融混合由于粘度的不匹配而存在问题，添加一种10-30g/10min的高抗冲共聚PP，起过渡分散的作用，可以获得高性能的复合材料。增韧剂采用韧性高的新型POE弹性体，确保弹性体在基体树脂中的粒径和有效分散，提高材料的常温和低温冲击强度。采用细粒径的滑石粉不仅有高的增刚效率，还能提高材料的冲击韧性。采用强效相容剂，明显增强PP和滑石粉两相界面的粘结性，起到桥梁作用，从而使共体系的强度和刚性有较大提高。采用一种高流动丙烯基弹性体作为熔指调节剂，该丙烯基弹性具有很高的流动性，加入少量即可显著地提高了材料的流动性，同时对材料的强度、刚性和韧性影响很小，满足了薄壁门板成型要求。通过双螺杆熔融共混造粒工艺制造出了具有高流动、高刚性、高韧性“三高”性能的薄壁化汽车门板用高性能复合材料。本专利技术采用通过使高黏度POE在高流动共聚PP树脂中的有效分散，获得了宽分子量分布的增韧PP体系，这为提高流动性、消除虎皮纹奠定了基础；选用小粒径滑石粉来限定PP和POE的构象变化，从而降低体系的弹性，进一步有利于虎皮纹的消除。加入一种低表面能聚合物并用，可以基本消除薄壁门板表面虎皮纹缺陷。综上所述，本专利技术提供的材料具有高流动、高刚性、耐低温和高韧性性，可以用在薄壁汽车门板上，有效降低门板单重20％-30％。具体实施方式下面结合实施方式具体说明本专利技术。本实施方式的技术方案为：高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料，其由如下质量百分比的组分组成：均聚PP5％-10％，第一共聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料，其特征在于：原料各组分按照质量百分比组成如下：均聚PP5％‑10％，第一共聚PP20％‑30％，第二共聚PP15％‑25％，增韧剂12％‑18％，相容剂1％‑2％，抗氧剂0.4％‑0.6％，耐候剂0.2‑0.4％，熔指调节剂3％‑6％；矿物增强剂20％‑25％，耐刮擦剂1.5‑3％，其他助剂1‑2％。

【技术特征摘要】
1.高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料，其特征在于：原料各组分按照质量百分比组成如下：均聚PP5％-10％，第一共聚PP20％-30％，第二共聚PP15％-25％，增韧剂12％-18％，相容剂1％-2％，抗氧剂0.4％-0.6％，耐候剂0.2-0.4％，熔指调节剂3％-6％；矿物增强剂20％-25％，耐刮擦剂1.5-3％，其他助剂1-2％。2.根据权利要求1所述的高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料，其特征在于：所述均聚PP为230℃，2.16Kg测试条件下熔融指数范围为25-65g/10min的均聚PP；第一共聚PP为230℃，2.16Kg测试条件下熔融指数范围为50-120g/10min的中抗冲共聚PP；第二共聚PP为230℃，2.16Kg测试条件下熔融指数范围为10-30g/10min的高抗冲共聚PP。3.根据权利要求1所述的高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料，其特征在于：所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶或三元乙丙橡胶中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料，其特征在于：所述矿物增强剂为滑石粉、硅灰石、云母、碳酸钙、硫酸钡中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的高性能薄壁汽车门板用改性聚丙烯材料，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵成方，苏超，王晓明，王乾，张秀文，谭伟宏，崔青涛，李伟，
申请(专利权)人：青岛海尔新材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37