本发明涉及一种聚丙烯材料，具体地说，涉及一种汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料及其制备工艺。
背景技术：
免喷涂聚丙烯复合材料是一类通过直接注塑成型、无需进行喷涂就可以达到喷涂效果的新兴材料。这类免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法主要是通过在树脂基材中填充金属颜料、珠光颜料等特殊效果颜料以达到其特殊的色彩效果。其制件具有色彩艳丽的特点，满足客户对产品日益增长的多样化、个性化的需求。此外，免喷涂聚丙烯复合材料不仅避免了对环境和操作人员污染较大的喷涂工艺，提高生产效率，降低制件的综合成本，其制件还可以不需要特殊处理即可直接回收利用，是一种环境友好型的新材料，因此免喷涂聚丙烯复合材料具有巨大的市场前景。在汽车外饰、家电、PC产品等都具有广泛的应用前景，据不完全统计，仅家电市场容量将达到1.5亿台。
中国专利(申请号：201410135178.7)公开了一种免喷涂美学效果聚丙烯组合物及其制备方法与应用,包含聚丙烯40-98wt％、弹性体0-20wt％、填料0.1-30wt％、效果颜料0.5-6wt％、增亮剂0.1-2wt％、相容剂0.01-4wt％。其制备方法是将聚丙烯、弹性体、相容剂、增亮剂在高混机中混合1-3钟，然后加入填料、效果颜料在高混机再混合1-3分钟，转速为1000-2000转/分钟，得到预混料；预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190-230℃，真空造粒即得。
中国专利(申请号：201410255004.4)公开了一种用于汽车外饰件免喷涂抗划伤聚丙烯复合材料及其制备方法，其是由聚丙烯39.6-77.1份、高密度聚乙烯5.0-8.0份、增韧剂0-15份、填充剂15-25份、抗氧剂0.2-1份、抗划伤剂1.0-5.0份、润滑剂0.5-1份、光稳定剂0.2-0.4份、金属珠光粉1.0-5.0份制备而成。
然而免喷涂技术赋予聚丙烯复合材料绚丽多彩外观的同时，其制品的一些不足也展现出来并被放大。由于免喷涂聚丙烯表面光泽度高，色彩艳丽，在生产、运输和使用过程中，不可避免会产生静电，从而吸附灰尘，严重影响材料的美观，导致制品外观不合格。这些缺点严重限制了免喷涂聚丙烯复合材料的应用。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种具备高效去渍功效的洗衣粉。本发明是通过以下技术方案来实现的：本发明的汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料，由以下质量百分比的原料制备而成：1.5-3％金属粉、0.5-2％珠光粉、5-15％滑石粉、0.1-0.4％三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、0.2-0.4％N,N'-乙撑双硬脂酰胺、3-8％阻燃剂、0.1-0.3％1-溴-5,5-二甲基海因、0.1-0.4％紫外线吸收剂、余量为聚丙烯。
作为优选，所述汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料，由以下质量百分比的原料制备而成：1.5-3％金属粉、0.5-2％珠光粉、1.5-4.5％增韧剂、5-15％改性滑石粉、0.1-0.4％三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、0.2-0.4％N,N'-乙撑双硬脂酰胺、3-8％阻燃剂、0.1-0.3％1-溴-5,5-二甲基海因、0.1-0.4％紫外线吸收剂、余量为聚丙烯。
所述改性滑石粉由下述方法制备：将95-105g滑石粉加入900-1100g水中，再加入20-30g碳酸铵、2-6g硝酸铈以转速为200-500r/min搅拌5-15min，然后用0.05-0.15mol/L的盐酸调节pH至3-4，在温度为85-95℃继续以转速为200-500r/min搅拌50-70min，离心分离，将沉淀在温度为500-600℃、100％水蒸汽中焙烧1.5-2.5h，得到稀土滑石粉；将上述得到的稀土滑石粉加入900-1100g乙醇中，再加入5-15g氧氯化锆、5-15g氯化锌、4-10g尿素，在温度为15-35℃以转速为200-500r/min搅拌2-5h，离心分离，将沉淀在温度为90-105℃烘干5-15h，再在温度为500-600℃氮气气氛中焙烧1.5-2.5h，得到改性滑石粉。
所述离心分离的转速为5000-8000r/min，时间为15-25min。
所述增韧剂为乙烯-乙基丙烯酸酯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
所述金属粉为银粉或铝粉。
所述阻燃剂为聚合物型含磷阻燃剂和/或含氟阻燃剂。作为优选，所述阻燃剂由聚合物型含磷阻燃剂、含氟阻燃剂按质量比为1：(0.25-0.75)组成。
所述紫外线吸收剂为5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮或2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮或2-羟基苯甲酸-4-(1,1-二甲基乙基)苯基酯。
上述汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料的制备工艺，包括下述步骤：
(1)将各原料加入混合机中以转速为700-1100r/min搅拌混合5-15min，得到混合料；
(2)将混合料加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出、切粒，即得。
与现有的技术相比，本发明具有以下突出优点和效果：
本发明汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料及其制备工艺，以实用价值和功能成分为指标，研究不同制备工艺参数下，汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料实用价值和功能成分指标的变化，从而研究出汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料的最佳工艺条件，具有良好的光泽和金属质感，其外观效果与喷漆效果相近，本发明大大简化工序，且制备工艺简单，设备要求低，产品良品率高，明显改善免喷涂材料表面质量，解决了其在注塑过程中制品表面发花、气痕和表皮分层现象等问题，满足其在汽车内外饰件使用要求。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进一步说明。
氧指数测试：按照标准GB/T2406.1-2008进行。
耐黄变试验：将汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料放入硫化机中压制成厚度为1mm的片，再经过冷压成型，切制成2cm×5cm的样品条，按GB/T16422.2-1999塑料实验室光源曝露试验方法，置于氙灯曝晒光老化试验箱中照射3000h，然后按GB2409-80塑料黄色指数试验方法，测其黄色指数，得到其变黄指数△YI。
光泽度：参照标准ASTM D523-2014《镜面光泽度的标准试验方法》。
实施例中银粉由北京德科岛金科技有限公司提供，厚度为200nm，粒度为1-3μm，颗粒形态：片状。
实施例中三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯，CAS号：36443-68-2。
实施例中N,N'-乙撑双硬脂酰胺，CAS号：110-30-5。
实施例中聚合物型含磷阻燃剂按照申请号为200910189733.3的中国专利中实施例1所示方法制备。
实施例中1-溴-5,5-二甲基海因，CAS号：7072-23-3。
实施例中5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮，CAS号：40678-73-7。
实施例中聚丙烯为韩国三星道达尔公司的牌号为BJ750的聚丙烯(PP)。
实施例中滑石粉由苏州名匠精细化工有限公司提供，型号为MJ-HT-12，粒度为1250目。
实施例中碳酸铵，CAS号：506-87-6。
实施例中硝酸铈，CAS号：10294-41-4。
实施例中乙醇，CAS号：64-17-5。
实施例中氧氯化锆，CAS号：7699-43-6。
实施例中氯化锌，CAS号：7646-85-7。
实施例中尿素，CAS号：57-13-6。
实施例中含氟阻燃剂按照申请号为201110398650.2的中国专利中实施例二所示方法制备。
实施例中珠光粉为深圳市耀德兴科技有限公司提供的珠光粉，颜色为银白色，由二氧化钛包覆云母薄片构成。
实施例中乙烯-乙基丙烯酸酯为美国杜邦公司牌号为2715的乙烯-乙基丙烯酸酯(EEA)。
实施例1
汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料，由以下质量百分比的原料制备而成：2.3％银粉、1.2％珠光粉、3％乙烯-乙基丙烯酸酯、9％滑石粉、0.25％三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、0.3％N,N'-乙撑双硬脂酰胺、6％聚合物型含磷阻燃剂、0.2％1-溴-5,5-二甲基海因、0.25％5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、余量为聚丙烯。
上述汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料的制备工艺，包括下述步骤：
(1)将各原料加入混合机中以转速为1000r/min搅拌混合8min，得到混合料；
(2)将混合料加入双螺杆挤出机中经熔融挤出拉条，过水冷却，吹干料条表面的水分，切成直径为3mm×3mm的圆柱状粒料，即得汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料。其中，所述双螺杆挤出机的螺杆直径45mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段190℃，第二段205℃，第三段210℃，第四段220℃，第五段230℃，熔体温度225℃，机头温度215℃。
实施例2
汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料，由以下质量百分比的原料制备而成：2.3％银粉、1.2％珠光粉、3％乙烯-乙基丙烯酸酯、9％改性滑石粉、0.25％三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、0.3％N,N'-乙撑双硬脂酰胺、6％聚合物型含磷阻燃剂、0.2％1-溴-5,5-二甲基海因、0.25％5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、余量为聚丙烯。
所述改性滑石粉由下述方法制备：将100g滑石粉加入1000g去离子水中，再加入25.2g碳酸铵、4.7g硝酸铈以转速为300r/min搅拌10min，然后用0.06mol/L的盐酸调节pH至4，在温度为90℃继续以转速为300r/min搅拌60min，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为550℃、100％水蒸汽中焙烧2h，得到稀土滑石粉；将上述得到的稀土滑石粉加入1000g乙醇中，再加入10.8g氧氯化锆、12.5g氯化锌、8g尿素，在温度为25℃以转速为300r/min搅拌3h，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为100℃烘干10h，再在温度为550℃氮气气氛中焙烧2h，得到改性滑石粉。
上述汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料的制备工艺，包括下述步骤：
(1)将各原料加入混合机中以转速为1000r/min搅拌混合8min，得到混合料；
(2)将混合料加入双螺杆挤出机中经熔融挤出拉条，过水冷却，吹干料条表面的水分，切成直径为3mm×3mm的圆柱状粒料，即得汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料。其中，所述双螺杆挤出机的螺杆直径45mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段190℃，第二段205℃，第三段210℃，第四段220℃，第五段230℃，熔体温度225℃，机头温度215℃。
实施例3
汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料，由以下质量百分比的原料制备而成：2.3％银粉、1.2％珠光粉、3％乙烯-乙基丙烯酸酯、9％改性滑石粉、0.25％三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、0.3％N,N'-乙撑双硬脂酰胺、6％聚合物型含磷阻燃剂、0.2％1-溴-5,5-二甲基海因、0.25％5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、余量为聚丙烯。
所述改性滑石粉由下述方法制备：将100g滑石粉加入1000g去离子水中，再加入25.2g碳酸铵、4.7g硝酸铈以转速为300r/min搅拌10min，然后用0.06mol/L的盐酸调节pH至4，在温度为90℃继续以转速为300r/min搅拌60min，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为550℃、100％水蒸汽中焙烧2h，得到稀土滑石粉；将上述得到的稀土滑石粉加入1000g乙醇中，再加入10.8g氧氯化锆、12.5g氯化锌，在温度为25℃以转速为300r/min搅拌3h，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为100℃烘干10h，再在温度为550℃氮气气氛中焙烧2h，得到改性滑石粉。
上述汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料的制备工艺，包括下述步骤：
(1)将各原料加入混合机中以转速为1000r/min搅拌混合8min，得到混合料；
(2)将混合料加入双螺杆挤出机中经熔融挤出拉条，过水冷却，吹干料条表面的水分，切成直径为3mm×3mm的圆柱状粒料，即得汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料。其中，所述双螺杆挤出机的螺杆直径45mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段190℃，第二段205℃，第三段210℃，第四段220℃，第五段230℃，熔体温度225℃，机头温度215℃。
实施例4
汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料，由以下质量百分比的原料制备而成：2.3％银粉、1.2％珠光粉、3％乙烯-乙基丙烯酸酯、9％改性滑石粉、0.25％三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、0.3％N,N'-乙撑双硬脂酰胺、6％含氟阻燃剂、0.2％1-溴-5,5-二甲基海因、0.25％5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、余量为聚丙烯。
所述改性滑石粉由下述方法制备：将100g滑石粉加入1000g去离子水中，再加入25.2g碳酸铵、4.7g硝酸铈以转速为300r/min搅拌10min，然后用0.06mol/L的盐酸调节pH至4，在温度为90℃继续以转速为300r/min搅拌60min，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为550℃、100％水蒸汽中焙烧2h，得到稀土滑石粉；将上述得到的稀土滑石粉加入1000g乙醇中，再加入10.8g氧氯化锆、12.5g氯化锌、8g尿素，在温度为25℃以转速为300r/min搅拌3h，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为100℃烘干10h，再在温度为550℃氮气气氛中焙烧2h，得到改性滑石粉。
上述汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料的制备工艺，包括下述步骤：
(1)将各原料加入混合机中以转速为1000r/min搅拌混合8min，得到混合料；
(2)将混合料加入双螺杆挤出机中经熔融挤出拉条，过水冷却，吹干料条表面的水分，切成直径为3mm×3mm的圆柱状粒料，即得汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料。其中，所述双螺杆挤出机的螺杆直径45mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段190℃，第二段205℃，第三段210℃，第四段220℃，第五段230℃，熔体温度225℃，机头温度215℃。
实施例5
汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料，由以下质量百分比的原料制备而成：2.3％银粉、1.2％珠光粉、3％乙烯-乙基丙烯酸酯、9％改性滑石粉、0.25％三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、0.3％N,N'-乙撑双硬脂酰胺、4％聚合物型含磷阻燃剂、2％含氟阻燃剂、0.2％1-溴-5,5-二甲基海因、0.25％5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、余量为聚丙烯。
所述改性滑石粉由下述方法制备：将100g滑石粉加入1000g去离子水中，再加入25.2g碳酸铵、4.7g硝酸铈以转速为300r/min搅拌10min，然后用0.06mol/L的盐酸调节pH至4，在温度为90℃继续以转速为300r/min搅拌60min，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为550℃、100％水蒸汽中焙烧2h，得到稀土滑石粉；将上述得到的稀土滑石粉加入1000g乙醇中，再加入10.8g氧氯化锆、12.5g氯化锌、8g尿素，在温度为25℃以转速为300r/min搅拌3h，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为100℃烘干10h，再在温度为550℃氮气气氛中焙烧2h，得到改性滑石粉。
上述汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料的制备工艺，包括下述步骤：
(1)将各原料加入混合机中以转速为1000r/min搅拌混合8min，得到混合料；
(2)将混合料加入双螺杆挤出机中经熔融挤出拉条，过水冷却，吹干料条表面的水分，切成直径为3mm×3mm的圆柱状粒料，即得汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料。其中，所述双螺杆挤出机的螺杆直径45mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段190℃，第二段205℃，第三段210℃，第四段220℃，第五段230℃，熔体温度225℃，机头温度215℃。对汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料的性能测试结果为：氧指数为39.5％，变黄指数△YI为0.37，光泽度为94.9％。
测试例1
对实施例1-4的汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料的性能进行测试。具体测试结果见表1。
表1：性能测试数据表
本发明通过对滑石粉进行改性处理，具有优异的化学稳定性、热稳定性及非迁移性和较强的消色力、遮盖力，较低的腐蚀性，良好的易分散性，并且无毒、无味、无刺激性，使用安全，还兼有杀菌除臭的作用。汽车外饰用免喷涂聚丙烯材料具有良好的光泽和金属质感，其外观效果与喷漆效果相近，明显改善免喷涂材料表面质量，性能大幅度提高。