一种汽车外饰用低介电、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外饰用低介电、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法。该种聚丙烯复合材料由以下重量百分比的原料组成：聚丙烯20

【技术实现步骤摘要】
一种汽车外饰用低介电、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法，所得材料的介电常数低、电磁波透过性好，且具有较好的抗冲击性能，属于高分子材料加工和改性


技术介绍

[0002]智能辅助驾驶系统是如今各大车企的发展重点，该系统需要将各种传感器的信息整合，涉及的传感器包括摄像头、激光雷达、超声波雷达和毫米波雷达等。对于几种雷达而言，激光雷达通常位于车顶，不受遮挡；超声波雷达发出的是机械波，有介质即可传播；毫米波雷达发出的是波长在毫米级的电磁波，为了美观，毫米波雷达通常被车身外饰遮盖，因此必须要考虑到外饰材料的透电磁波性能。提高汽车外饰材料的透波性能，关键是降低材料的介电常数和介电损耗。
[0003]聚丙烯(PP)是用于制造汽车外饰的主要材料，其本身极性较小、介电常数较低，但聚丙烯通常需要改性，引入各种填料来改善力学性能，这就导致所得复合材料的介电常数增大。考虑到未来毫米波雷达将会在汽车领域越来越普及，有必要改善外饰用聚丙烯复合材料的介电性能，提高透波能力。
[0004]要降低聚丙烯复合材料的介电常数，一方面可以在注塑成型时使用发泡手段，在材料中引入致密的泡孔，但对于汽车外饰而言发泡并不一定适用，因此还需从复合材料自身出发，优先考虑低介电填料。目前常用的低介电填料为D玻璃纤维(又称低介电玻纤，介电常数4～4.5,10GHz)，但抗拉伸性能弱于普通E玻璃纤维(介电常数6～7，10GHz)。对于石英纤维，其一方面介电常数(约3.8，10GHz)比低介电玻纤还要低，另一方面抗拉伸性能优于低介电玻纤。与发泡降低材料介电常数原理类似，相比于实心石英纤维，带空心结构的石英纤维有利于进一步降低材料介电常数。相比于空心玻璃微珠，空心石英纤维具有一定长径比，可以对材料起到明显增强作用，而球形的玻璃微珠会使材料各项力学性能出现一定损失。
[0005]基于以上分析可知，通过使用空心石英纤维替代D玻纤、E玻纤或空心玻璃微珠，可以在对聚丙烯进行增强的同时尽可能减少因填料导致的介电常数增加，提高透波性能，此外再借助弹性体增韧剂可以提高材料的抗冲击性能，从而更好地满足汽车外饰的力学性能要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是开发一种汽车外饰用低介电、高抗冲聚丙烯复合材料，所得材料可用于制造汽车外饰件，对毫米雷达波有较好的透过性。
[0007]本专利技术的另一目的是为了提供这种聚丙烯复合材料的制备方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种汽车外饰用低介电、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法，由以下重量百分比的原料组成：
[0010]聚丙烯20
‑
85％；弹性体增韧剂0
‑
30％；空心石英纤维5
‑
35％；接枝物0.5
‑
5％；稳定剂0.1
‑
2％；其他添加剂0
‑
5％。其中，
[0011]所述的聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中任意一种或几种的组合，熔体流动速率为0.5
‑
60g/10min。
[0012]所述的增韧剂为乙烯
‑
辛烯共聚物或乙烯
‑
丁烯共聚物或为两者的组合，密度为0.88
‑
0.91g/cm3,熔体流动速率为0.5
‑
10g/10min。
[0013]所述的空心石英纤维直径9
‑
15μm，空心度≥32％，短切长度3
‑
5mm。
[0014]所述的接枝物为马来酸酐接枝聚丙烯。
[0015]所述的稳定剂为本领域技术人员认为所需的主抗氧剂和辅抗氧剂，其中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脂类抗氧剂。
[0016]所述的其他添加剂为本领域人员认为所需的色粉、阻燃剂、抗静电助剂、表面活性剂、增塑剂、抗微生物助剂中的一种或几种组合物。
[0017]上述汽车外饰用低介电、高抗冲聚丙烯复合材料的制备方法，其具体步骤如下：
[0018](1)将聚丙烯、弹性体增韧剂、接枝物、稳定剂和其他添加剂按所述比例在高速混合器中干混8
‑
15min得到预混物。
[0019](2)将上一步中所得预混物从螺杆主喂料口加入双螺杆挤出机中，将空心石英纤维从螺杆中部侧向喂料口加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒，工艺为：一区190
‑
200℃，二区200
‑
210℃，三区210
‑
220℃，四区205
‑
215℃；停留时间1
‑
2min，压力12
‑
18MPa。
[0020]本专利技术的优点是：
[0021]1.石英纤维介电常数低于D玻璃纤维，因此通过使用石英纤维替代D玻璃纤维，再借助空心结构，可以最大程度降低复合材料的介电常数和介电损耗。与球形空心玻璃微珠对材料力学性能起负面作用不同，空心石英纤维对复合材料有显著增强作用。
[0022]2.石英纤维的抗拉伸性能优于D玻璃纤维，因此在降低复合材料介电常数的同时对材料的增强效果更佳。
[0023]3.弹性体增韧剂的引入提高了复合材料的抗冲击性能。由于汽车外饰可能会遭受路面石子等的敲击，或者其他物体的撞击，因此必须具备一定的韧性，尽量减少冲击带来的损坏。
具体实施方式
[0024]下面通过实施例和对比例的方式对本专利技术做进一步的详细说明，并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。
[0025]在实施例及对比例的复合材料配方中，所用聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，熔体流动速率约60g/10min。
[0026]所用弹性体增韧剂为乙烯
‑
辛烯共聚物POE 8150。
[0027]所用空心石英纤维直径9
‑
15μm，空心度≥32％，短切长度约3
‑
4mm。
[0028]所用实心石英纤维直径10
‑
12μm，短切长度约3
‑
4mm。
[0029]所用低介电玻璃纤维(D玻璃纤维)直径9
‑
12μm，短切长度约3mm。
[0030]所用普通玻璃纤维(E玻璃纤维)直径10
‑
13μm，短切长度约3
‑
4.5mm。
[0031]所用空心玻璃微珠粒径10
‑
125μm。
[0032]所用稳定剂为英国ICE公司的Negonox DSTP(化学名称：硫代二丙酸硬脂醇酯)、Ciba公司的Irganox 1010(化学名称：四(3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯)以及Ciba公司的Irgafos 168(化学名称：亚磷酸三(2,4...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车外饰用低介电、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：聚丙烯20
‑
85％；弹性体增韧剂0
‑
30％；空心石英纤维5
‑
35％；接枝物0.5
‑
5％；稳定剂0.1
‑
2％；其他添加剂0
‑
5％。2.根据权利要求1所述的一种汽车外饰用低介电、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中任意一种或几种的组合，熔体流动速率为0.5
‑
60g/10min。3.根据权利要求1所述的一种汽车外饰用低介电、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的弹性体增韧剂为乙烯
‑
辛烯共聚物或乙烯
‑
丁烯共聚物或为两者的组合，密度为0.88
‑
0.91g/cm3，熔体流动速率为0.5
‑
10g/10min。4.根据权利要求1所述的一种汽车外饰用低介电、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的空心石英纤维直径9
‑
15μm，空心度≥32％，短切长度3
‑
5mm。5.根据权利要求1所述的一种汽车外饰用低介...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯杨，王溢，周炳，何培雯，张千惠，张锴，蔡莹，蔡青，周文，
申请(专利权)人：浙江普利特新材料有限公司重庆普利特新材料有限公司上海普利特化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：