【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工程塑料的，更具体地，涉及一种耐刮擦软触聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚丙烯以密度小、性价比高，具有优异的耐热性能、刚性、耐化学药品腐蚀性，易于加工成型和回收等特性在汽车上得到广泛的应用，成为汽车用塑料中用量最大、发展速度最快的品种。近年来，汽车产业的迅猛发展对内外饰材料提出了越来越高的要求，如仪表盘、门板和保险杠等要求高强度、抗冲击、耐刮擦、尺寸稳定性以及软触感等性能。
2、车用内饰材料通常要求具有软触感(一般洛氏硬度不超过40hrb)，但常见的聚烯烃(聚丙烯)材料的硬度较高，缺乏皮革般的软触感。目前主要通过在聚烯烃组分中加入大量的弹性体(橡胶)来降低硬度，获得软触感。此外，聚烯烃材料的耐刮擦性能也是重要性能之一，耐刮擦性能较差，很大程度上会影响制品的外观，而耐刮擦性能是汽车外部应用部件、atvs(全地形车辆)等车辆、耐用品和家具等的重要性能之一。因此，聚丙烯的软触感、耐刮擦性能一定程度上限制了其在汽车内饰制品中的广泛应用。
3、目前国内外学者对聚丙烯基材的耐刮擦性能做了大量研究，大致包括以下几个方面：(1)在聚丙烯基材表面涂覆耐刮擦的保护涂层。(2)通过不同聚合物之间的共混实现对聚合物的刮擦改性。此方法改善效果不明显。(3)通过加入耐刮擦剂或助剂来降低聚丙烯基材的表面摩擦系数，进而改善聚丙烯基材的耐刮擦性能。专利cn109836699a公开了一种石墨烯改性的聚丙烯耐刮擦材料及其制备方法，在聚丙烯材料中添加了石墨烯，石墨烯具有良好的分散性，可以在保持聚丙烯材料的强度的前
4、因此，如何提供一种同时具有优异软触感和耐刮擦性能的聚丙烯复合材料成为亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述现有的技术问题，本专利技术的首要目的在于提供一种耐刮擦软触聚丙烯复合材料，所述聚丙烯复合材料在表层结晶度高，可以提供很好的耐刮擦性；在内部结晶度较低，保留了较好的柔软度，使得聚丙烯复合材料整体上具有较好的软触感和耐刮擦性能。
2、本专利技术的第二个目的在于提供一种耐刮擦软触聚丙烯复合材料的制备方法。
3、本专利技术的第三个目的在于提供一种耐刮擦软触聚丙烯复合材料在制备汽车零部件中的应用。
4、为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：
5、一种耐刮擦软触聚丙烯复合材料，按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯基体95～105份，增强填料10～55份，膨胀石墨5～25份，足球烯3～10份，空心玻璃微球5～10份，偶联剂1～5份。
6、本专利技术在聚丙烯基体中添加了膨胀石墨、足球烯、空心玻璃微珠和偶联剂，在上述四种原料的共同作用下，得到的聚丙烯复合材料表层结晶度高，加上空心玻璃微珠的强度，可以提供很好的耐刮擦性；而在聚丙烯复合材料的内部，结晶度较低，保证了聚丙烯材料复合整体上具有优异的柔软度(也即软触感)。
7、具体而言，一方面，在本专利技术的聚丙烯复合材料中，足球烯和膨胀石墨同是由碳元素组成，在碳原子的相互作用下，足球烯可以嵌入到膨胀石墨的多孔结构中活动，而球形结构的足球烯在膨胀石墨中的滚动导致分散在聚丙烯内部的膨胀石墨不能很好地发挥聚丙烯成核剂的作用，因此，最终制备的聚丙烯复合材料内部的结晶度较低，保留了优异的柔软度。另一方面，足球烯在嵌入膨胀石墨孔结构的过程中，不可避免地会将膨胀石墨的片层结构进行剥离，剥离出部分层状石墨烯片，这些石墨烯片层结构质轻，具有较强的迁移能力，在空心玻璃微珠的带动下(空心玻璃微珠的密度低，在聚丙烯中易迁移到材料表面提供表面强度)，随着空心玻璃微珠一同迁移到聚丙烯材料表层。在聚丙烯材料表层，层状石墨烯充当起了聚丙烯成核剂，从而提高了聚丙烯复合材料的表层结晶度，进一步提高了表面刚度，使聚丙烯复合材料表面具有很好的耐刮擦性能。此外，本专利技术中足球烯和空心玻璃微珠还可以充当一定的分散剂作用，对膨胀石墨进行分散。而聚丙烯体系中的偶联剂可以一定程度地提高空心玻璃微珠、膨胀石墨和足球烯等无机填料与聚丙烯基体的相容性，提高其在聚丙烯中的分散性。
8、本专利技术通过上述四种物质共同作用，并结合体系中的其他组分，不仅显著提高了聚丙烯复合材料的耐刮擦性能，还同时提高了聚丙烯复合材料的柔软度。
9、优选地，所述聚丙烯基体在230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为10～65g/10min。进一步优选地，所述聚丙烯基体在230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为10～35g/10min。所述聚丙烯基体的熔体流动速率在该范围内时，聚丙烯复合材料体系具有较好的流动性，有利于各原料组分混合均匀，能够制备出兼具力学强度和柔韧综合性能优异的聚丙烯复合材料。所述聚丙烯的熔体流动速率(mfr)按照《iso 1133-1:2011》标准方法检测得到。
10、本申请中所述聚丙烯基体的熔体流动速率可以为10g/10min、15g/10min、20g/10min、25g/10min、30g/10min、35g/10min等，或上述任意数值形成的区间范围，如10～20g/10min、25～35g/10min等，本专利技术不限于此。
11、具体地，本申请中，聚丙烯基体占耐刮擦软触聚丙烯复合材料的质量百分比不低于52％。
12、优选地，所述聚丙烯基体可以选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或多种。
13、进一步优选地，所述聚丙烯基体为嵌段共聚聚丙烯。
14、优选地，所述增强填料选自玻璃纤维、碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母中的一种或多种。
15、优选地，所述膨胀石墨的粒径范围为30～100目。进一步优选地，所述膨胀石墨的粒径范围为32～50目。膨胀石墨，是一种由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的具有蠕虫状疏松多孔结构的物质。该特定粒径范围的膨胀石墨可以保证足球烯进入膨胀石墨的多孔结构内，且可以保持一定的活动能力。本申请中所述膨胀石墨的粒径范围可以为32目、35目、38目、41目、44目、47目、50目等，或上述任意数值形成的区间范围，如32～35目、32～38目等，本专利技术不限于此。
16、优选地，所述空心玻璃微球的粒径范围为800～5000目。进一步优选地，所述空心玻璃微球的粒径范围为1000～3000目。本申请中，空心玻璃微球的粒径范围可以为1000目、1500目、2000目、2500目、3000目等，或上述任意数值形成的区间范围，如1000～1500目、1000～2000目等，本专利技术不限于此。
17、优选地，所述空心玻璃微珠的真密度为0.15～0.60g/cm3。进一步优选地，所述空心玻璃微珠的真密度为0.20～0.40g/cm3。所述空心玻璃微珠的测试方法为i本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯基体95～105份，增强填料10～55份，膨胀石墨5～25份，足球烯3～10份，空心玻璃微球5～10份，偶联剂1～5份。
2.根据权利要求1所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯基体在230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为10～65g/10min。
3.根据权利要求1所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯基体选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯基体为嵌段共聚聚丙烯。
5.根据权利要求1所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增强填料选自玻璃纤维、碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，所述膨胀石墨的粒径范围为30～100目。
7.根据权利要求1所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，所述空心玻璃微球的粒径范围为800～5000目
8.根据权利要求1所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
9.权利要求1～8任一项所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，将聚丙烯基体、增强填料、膨胀石墨、足球烯、空心玻璃微球和偶联剂混合，熔融挤出，制备获得所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料。
10.权利要求1～8任一项所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料在制备汽车零部件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯基体95～105份，增强填料10～55份，膨胀石墨5～25份，足球烯3～10份，空心玻璃微球5～10份，偶联剂1～5份。
2.根据权利要求1所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯基体在230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为10～65g/10min。
3.根据权利要求1所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯基体选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯基体为嵌段共聚聚丙烯。
5.根据权利要求1所述耐刮擦软触聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增强...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞飞，吴亦建，陈嘉杰，陆湛泉，刘乐文，叶南飚，陈平绪，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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