一种高亮黑、耐划伤、薄壁化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高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料及其制备方法，其包括以下重量份计的原料：聚丙烯：63.4‑79.8；滑石粉：10‑20；弹性体：6‑10；高亮黑母粒：1‑3；耐划伤助剂：0.2‑0.6；抗氧剂：0‑1；其它助剂：0‑3；本发明专利技术的高亮黑母粒中的超细粒径炭黑具有极强的着色效果，加上超分散剂的强分散作用，使聚丙烯复合材料达到一种稳定均匀的高亮黑的美学效果；同时引入一种特殊结构的有机硅聚合物，使聚丙烯复合材料具有良好的耐刮伤性能，在添加少量情况下，能比传统的硅酮耐划伤助剂具有长效性、持久性、能显著提高聚丙烯材料表面的耐划伤性和降低表面摩擦系数，它可以与高亮黑母粒中的聚乙烯蜡发挥协同作用，提高聚丙烯复合材料的耐划伤性能。

A kind of bright black, scratch resistant and thin wall polypropylene composite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术属于聚合物改性与加工
，涉及一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着汽车工业的快速发展，制造汽车需要消耗大量的自然资源，由汽车产业带来的环境及能源问题日益严峻，汽车轻量化技术的开发和应用已成为目前汽车产业发展的主流趋势。聚丙烯作为通用塑料，因密度低、价格优等特点，在汽车上应用极为广泛，作为汽车轻量化技术手段之一的薄壁化聚丙烯复合材料已被用在汽车立柱、门板、仪表板、格栅、保险杠等内外饰件。伴随汽车消费者的体验升级，对汽车内外饰件的光亮度追求，高亮黑的材料逐渐受到各汽车改性材料厂家的青睐，尤其是应用于汽车外饰的格栅、保险杠材料。聚丙烯材料因其刚性、硬度较低、不耐划伤，在使用过程中，易出现划伤现象。由于外饰件对外观要求较高，针对聚丙烯材料制备的外饰件，在获取其良好表观的同时，也要关注其表面的耐划伤性。因此，随着薄壁化聚丙烯复合材料的在汽车内外饰件的广泛应用，如何获得表面高亮黑效果的聚丙烯材料，同时具有耐划伤性能显得格外重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料及其制备方法。该方法主要是通过在薄壁化聚丙烯材料体系中引入一种具有高亮黑功能母粒、耐划伤助剂来使其具备高亮黑的美学效果及耐划伤性能；高亮黑功能母粒是由炭黑、超分散剂、聚乙烯蜡等组成。炭黑选超细粒径炭黑，粒径在10-15nm，粒径越小的炭黑着色效果越明显，表现出的黑度值越高；超分散剂季戊四醇硬脂酸酯；聚乙烯蜡选低分子量(分子量700-1000)，低分子量聚乙烯蜡有助于炭黑和填充物质在聚丙烯材料中分散，同时也可以降低材料的表面摩擦系数；耐划伤助剂选自一种特殊结构的有机硅聚合物，在添加少量情况下，能比传统的硅酮耐划伤助剂具有长效性、持久性、能显著提高聚丙烯材料表面的耐划伤性和降低表面摩擦系数，它可以与高亮黑母粒中的聚乙烯蜡发挥协同作用，提高聚丙烯复合材料的耐划伤性能。为实现上述目的，本专利技术具体采用以下技术方案：一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料，其包括以下重量份计的原料：聚丙烯：63.4-79.8；滑石粉：10-20；弹性体：6-10；高亮黑母粒：1-3；耐划伤助剂：0.2-0.6；抗氧剂：0-1；其它助剂：0-3。其中，所述的聚丙烯基体树脂采用共聚聚丙烯，熔融指数(230℃，2.16KG)在25g-100g/10min左右。所述的滑石粉为5000目滑石粉体材料。所述的弹性体为一种乙烯和丁烯共聚物、乙烯和辛烯共聚物中的一种或两种混合物，其密度在0.86-0.90g/cm3，熔融指数在0.5-6g/10min。所述的高亮黑母粒由下列组分按重量份数制备而成：超细粒径炭黑60份、超分散剂10份、聚乙烯蜡30份；其中，超细炭黑粒径在10-15nm，超分散剂季戊四醇硬脂酸酯，聚乙烯蜡为低分子量聚乙烯蜡，其分子量在700-1000。所述的耐划伤助剂为一种特殊结构的有机硅聚合物，选自为AST-3018。所述的抗氧剂为本领域技术人员认为所需的抗氧剂，主要为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、硫代二丙酸十八酯(抗氧剂DSTP)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)、中的一种或者两种以上混合组成。所述的其它助剂为主要为本领域技术人员认为所需的各种光稳定剂、加工助剂、气味吸附剂等的一种或几种的组合物。上述高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下：(1)高亮黑母粒的制备：按重量组分将炭黑、超分散剂、聚乙烯蜡一同加入低速混料机进行混合均匀后，接着转入到密炼机的混炼室内进行高速密炼混合，接着将密炼混合好的块状物料转移到双腕式喂料口进行喂料，由单螺杆挤出机对其进行挤出、风冷、造粒制备出消光功能母粒。其中密炼机中的密炼室的温度设置在140-160℃，单螺杆直径为70mm,长径比为12，单螺杆挤出机分为三段控制温度，从喂料口到机头各段的温度依次为180℃、200℃、215℃。(2)高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料及其制备：(1)按照质量比例称配好上述各组分；(2)将聚丙烯、高亮黑母粒、耐划伤助剂、弹性体、抗氧剂、其它助剂等组分放于高速混合机中高速混合5-10min；(3)将上述混合均匀后的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，滑石粉从双螺杆挤出机中部的侧向喂料口加入双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、造粒后，再经过烘料处理制备出高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料，其中双螺杆挤出机各区的加工工艺温度分别为：一区：185-200℃，二区200-210℃，三区210-215℃，四区205-210℃。整个挤出过程的时间约为2分钟，压力12-18Mpa，主螺杆转速500-600r/min，水槽温度为30～60℃，在双螺杆挤出机两侧添加抽双真空设置，双真空的真空度为-0.07MPa～-0.08MPa，烘料处理采用新的烘料工艺：A罐储料，B罐烘料，C罐冷却，其中B罐烘料工艺：130℃*4H。本专利技术的优点在于：本专利技术在传统薄壁化聚丙烯复合材料的基础配方上加入一种高亮黑母粒，高亮黑母粒中的超细粒径炭黑具有极强的着色效果，加上超分散剂的强分散作用，使聚丙烯复合材料达到一种稳定均匀的高亮黑的美学效果；同时引入一种特殊结构的有机硅聚合物，使聚丙烯复合材料具有良好的耐刮伤性能，在添加少量情况下，能比传统的硅酮耐划伤助剂具有长效性、持久性、能显著提高聚丙烯材料表面的耐划伤性和降低表面摩擦系数，它可以与高亮黑母粒中的聚乙烯蜡发挥协同作用，提高聚丙烯复合材料的耐划伤性能；通过将滑石粉侧喂料加入的工艺方法，可以使薄壁化聚丙烯材料在具有高亮黑、耐划伤效果的同时还保留其高熔指、高刚性、高韧性这一高性能的特性；同时本专利技术提出的高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料的制备工艺比较简单，生产成本较低。具体实施方式下面结合具体实例对本专利技术进行详细说明。除特殊说明外，实施例中各组分都为重量份。本专利技术实施例和对比例所含各组分含量见表1。表1实施例和对比例中的各主要组分含量(质量百分含量)上述表1中的实施例和对比例中的述的聚丙烯为共聚聚丙烯，采用PP511、BX3920按1:1复配而成，牌号PP511为中沙天津公司生产，熔体流动速率分别为30g/10min，牌号BX3920为韩国SK公司生产，熔体流动速率为100g/10min。所述的滑石粉为目数在5000目左右的滑石粉，市售。所述的弹性体为LG公司生产的热塑性POE弹性体，牌号为LC670。所述的高亮黑母粒中的炭黑粒径为10-15nm,牌号BR-3CF为天津亿博瑞化工有限公司生产；超分散剂季戊四醇硬脂酸酯牌号为PETS-4，为广州煌垅生物科技有限公司生产；聚乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料，其特征在于：其包括以下重量份计的原料：/n聚丙烯：63.4-79.8；/n滑石粉：10-20；/n弹性体：6-10；/n高亮黑母粒：1-3；/n耐划伤助剂：0.2-0.6；/n抗氧剂：0-1；/n其它助剂：0-3。/n

【技术特征摘要】
1.一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料，其特征在于：其包括以下重量份计的原料：
聚丙烯：63.4-79.8；
滑石粉：10-20；
弹性体：6-10；
高亮黑母粒：1-3；
耐划伤助剂：0.2-0.6；
抗氧剂：0-1；
其它助剂：0-3。


2.根据权利要求1所述的一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯基体树脂采用共聚聚丙烯，熔融指数(230℃，2.16KG)在25g-100g/10min左右。


3.根据权利要求1所述的一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的滑石粉为5000目滑石粉体材料。


4.根据权利要求1所述的一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的弹性体为一种乙烯和丁烯共聚物、乙烯和辛烯共聚物中的一种或两种混合物，其密度在0.86-0.90g/cm3，熔融指数在0.5-6g/10min。


5.根据权利要求1所述的一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的高亮黑母粒由下列组分按重量份数制备而成：超细粒径炭黑60份、超分散剂10份、聚乙烯蜡30份。


6.根据权利要求5所述的一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的超细炭黑粒径在10-15nm，超分散剂季戊四醇硬脂酸酯，聚乙烯蜡为低分子量聚乙烯蜡，其分子量在700-1000。


7.根据权利要求1所述的一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的耐划伤助剂为一种特殊结构的有机硅聚合物，选自为AST-3018。


8.根据权利要求1所述的一种高亮黑、耐划伤、薄壁化聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为本领域技术人员认为所需的抗氧剂，主要为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、硫代二...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩祥壮，周楠婷，吴俊，赵丽萍，张锴，蔡青，周文，
申请(专利权)人：浙江普利特新材料有限公司，上海普利特复合材料股份有限公司，重庆普利特新材料有限公司，上海普利特材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33