一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法，这种聚丙烯复合材料由以下重量百分比的原料组成：聚丙烯33～90，超细无机填料0～25，增韧剂5～20，全硫化粉末橡胶1～15，相容剂0.5～3，抗氧剂0.1～1，光稳定剂0.1～1，其他助剂0～2。本发明专利技术在聚丙烯复合材料体系中引入纳米级全硫化粉末橡胶，利用全硫化粉末橡胶对增韧剂弹性体的补强作用，协同增强增韧聚丙烯复合材料；同时纳米级全硫化粉末橡胶与超细无机填料能够在聚丙烯基体中形成核‑壳型结构，所得复合材料在保持较高韧性的同时，具有较高的强度和刚性。同时，全硫化粉末橡胶能够降低复合材料体系的光泽度，起到亚光效果。

A low gloss, high rigidity and high impact polypropylene composite for automobile hard plastic instrument panel and its preparation method

The invention discloses a low gloss, high rigidity and high impact polypropylene composite material for automobile hard plastic dashboard and its preparation method. The polypropylene composite material consists of the following weight percentage raw materials: polypropylene 33-90, superfine inorganic filler 0-25, toughening agent 5-20, fully vulcanized powder rubber 1-15, compatibilizer 0.5-3, antioxidant 0.1-1, light stabilizer 0.1-1, etc. His adjuvant is 0-2. The invention introduces nano-scale fully vulcanized powder rubber into the polypropylene composite system, uses the reinforcing effect of fully vulcanized powder rubber on the toughening agent elastomer, and synergistically strengthens and toughens the polypropylene composite material; at the same time, the nano-scale fully vulcanized powder rubber and ultra-fine inorganic filler can form core-shell structure in the polypropylene matrix, and the obtained composite material maintains high toughness while maintaining high toughness. It has high strength and rigidity. At the same time, fully vulcanized powder rubber can reduce the gloss of the composite system and play a matte effect.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种聚丙烯复合材料，具体涉及一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法，是一种工艺简单、成本低的聚丙烯复合材料，具有较高的抗冲击性能的同时，保留较高的强度和刚性，同时复合材料具有较低的光泽等优点，能够完全满足汽车内饰仪表板的性能要求，属于聚合物改性和加工

技术介绍
近年来随着汽车工业的快速发展，塑料零部件在汽车内外饰中的占比越来越多。作为承载着驾驶侧安全性能的汽车仪表板，集成了安全气囊、方向控制系统、仪器仪表，空调音响系统等零部件，结构复杂，要求其具备较高的强度和刚性，以及较高的抗冲击性能。尤其是在受到外界冲击作用时，不会产生明显的破裂或尖锐碎片，尽可能的保护驾乘人员的安全。此外，由于仪表板正对驾驶员，其光面光泽度如果较高，就会有较强的光线反射，影响驾驶人员视线安全。目前仪表板材料主要分为两类，一类是采用PC/ABS或玻纤增强聚丙烯材料作为本体骨架，热塑性弹性体、热塑性聚氨酯或者PVC在骨架表面搪塑发泡形成“三明治”结构的仪表板本体；但此类仪表板由于工艺复杂，成本高，仅在一些稍高端的汽车中使用；另外一类是采用聚丙烯复合材料直接通过一次注塑成型制备的硬塑仪表板本体；此类仪表板工艺简单，操作简便，成本低，在汽车仪表板中的需求越来越大。常规硬塑仪表板主要采用无机填料和增韧剂来填充改性聚丙烯，所得聚丙烯材料可以获得较为理想的常温韧性。但在低温条件下，尤其在-30℃甚至-40℃等极限条件下，聚丙烯材料较高的玻璃化转变温度决定了其抗低温冲击性能较差，只能通过添加较高含量的增韧剂弹性体来改善，但同时会导致材料的强度和刚性下降，无法满足其它试验要求，如总成零件刚度试验等。此外，常规硬塑仪表板表面光泽较高，影响驾驶员视线，常常为消费者所诟病。相关专利对此进行了研究，如公开号CN101173075专利通过在聚丙烯复合材料中加入二氧化硅来降低复合材料的光泽度，但光泽降低有限，且影响复合材料的力学性能；公开号CN102807703B专利通过在复合材料中加入粉末丁腈橡胶、接枝聚丙烯和二氧化硅来改善材料的光泽，但材料的韧性受到影响。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的首要目的在于提供一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料。本专利技术的另一目的是提供这种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料的制备方法。本专利技术涉及的改性聚丙烯复合材料通过以下技术方案实现上述目的：一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料，按以下重量百分比的原料配制成：本专利技术所适用的聚丙烯复合材料体系中，所述的聚丙烯在230℃、2.16kg负荷条件下，熔体流动速率为10～70g/10min。所述聚丙烯为均聚丙烯或嵌段共聚丙烯；所述均聚丙烯的结晶度在70％以上，等规度大于99％；所述的嵌段共聚聚丙烯的共聚单体为乙烯，乙烯单体重复单元摩尔含量为4～10％。所述的超细无机填料为平均粒径范围0.05～1μm的无机填料，进而所述超细无机填料选自滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、云母、硅灰石和蒙脱土中的一种或两种及以上的组合物，优选平均粒径0.5～2μm的滑石粉。所述的增韧剂为乙烯-辛烯线形共聚物或乙烯-丁烯线形共聚物或者两者的组合，优选乙烯-丁烯线形共聚物，密度为0.88～0.90g/cm3，熔体流动速率为0.5～10g/10min。所述的全硫化粉末橡胶为超细全硫化粉末丁苯橡胶，其平均粒径为20～500nm。所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯和马来酸接枝聚丙烯中的任意一种。所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂；辅抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。所述的主抗氧剂为3114、1010和DSTP中的一种或几种混合；辅抗氧剂为618和168中的一种或两种。所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。所述的其它助剂为各种颜色添加剂、抗静电剂、阻燃剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂中的一种或多种。上述汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料的制备方法，其具体步骤如下：(1)按权利要求1重量配比称取各组分；(2)将聚丙烯、超细无机填料、增韧剂、全硫化粉末橡胶、相容剂、抗氧剂、光稳定剂和其它助剂在高速混合器中干混3～15分钟；(3)将混合好的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区200～210℃，四区205～215℃；螺杆转速为100-1000r/min；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。本专利技术的优点是：1、本专利技术在聚丙烯复合材料的增韧体系中引入纳米级全硫化粉末橡胶，利用全硫化粉末橡胶对增韧剂弹性体的补强作用，协同增韧聚丙烯复合材料，尤其能够改善复合材料体系的低温韧性，同时起到补强作用。2、纳米级全硫化粉末橡胶与超细无机填料能够在聚丙烯基体中形成核-壳型结构，所得复合材料在保持较高韧性的同时，具有较高的强度和刚性。3、全硫化粉末橡胶能够降低复合材料体系的光泽度，起到表面亚光效果。4、本专利技术的制备工艺简单，成本低，所得复合材料能够完全满足汽车硬塑仪表板材料的要求。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术的范围不受这些实施例的限制，本专利技术的范围在权利要求书中提出。在实施例及对比例的复合材料配方中，所用的聚丙烯为埃克森美孚公司生产的共聚聚丙烯，商品名为PP7555KNE2，其熔体流动速率为50g/10min(测试条件：230℃×2.16kg)。所用的滑石粉为10000目，其平均粒径为1.2μm。所用的增韧剂为DOW公司的乙烯-辛烯共聚物Engage8150，其密度为0.868g/cm3，熔融指数为0.5g/10min(测试条件：190℃×2.16kg)。所用的全硫化粉末橡胶为北京化工研究院生产的全硫化粉末丁苯橡胶，商品牌号VP-108，平均粒径约100nm，其凝胶含量为60wt％或更高。所用的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，其接枝率为1％。所用的主抗氧剂为BASF公司产的3114，商品牌号为Irganox3114，化学名称为3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯，以及英国ICE公司产的DSTP，商品牌号为NegonoxDSTP，化学名称为硫代二丙酸十八酯。辅抗氧剂为BASF公司产的168，商品牌号为Irgafos168，化学名称为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。所用的光稳定剂为BASF公司生产的944，化学名称为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-双[(2,2,6,6-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}，以及BASF公司产的770，化学名称为双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯。所用的其它助剂包括各种颜色添加剂、抗静电剂、阻燃剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂等。使用前，按照上述组分和重量配比称取原料，将聚丙烯、超细无机填料、增韧剂、全硫化粉末橡胶、相容剂、抗氧剂、光稳定剂和其它助剂在高速混合器中干混3～15分钟；然后将混合好的原料加入双螺杆挤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：按以下重量百分比的原料制成：

【技术特征摘要】
1.一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：按以下重量百分比的原料制成：2.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯在230℃、2.16kg负荷条件下，熔体流动速率为10～70g/10min。3.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为均聚丙烯或嵌段共聚丙烯；所述均聚丙烯的结晶度在70％以上，等规度大于99％；所述的嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，乙烯单体重复单元摩尔含量为4～10％。4.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的超细无机填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、云母、硅灰石和蒙脱土中的一种或两种及以上的组合物。5.根据权利要求4所述的一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的超细无机填料其粒径平均范围为0.05～2μm。6.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯-辛烯线形共聚物或乙烯-丁烯线形共聚物或者两者的组合，密度为0.88～0.90g/cm3，熔体流动速率为0.5～10g/10min。7.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的全硫化粉末橡胶为超细全硫化粉末丁苯橡胶，其平均粒径为20-～500nm。8.根据权利要求1所述的一种汽车硬塑仪表板用低光泽、高刚性、高抗冲聚丙烯复合材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：付武昌，张锴，蔡青，周文，
申请(专利权)人：浙江普利特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33