本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种车用微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
当今时代，随着人们环保意识的日益增强，发展低碳环保的材料已经成为了主流，而汽车材料朝着舒适、安全和轻量化的方向发展也成为了一种必然趋势。
聚丙烯复合材料由于具有优异的力学性能和高的性价比，被广泛的应用于汽车零部件。注塑聚丙烯材料刚性优于聚乙烯(pe)发泡材料，并且具有较高的热变形温度，最高使用温度可达到130℃，远远高于聚乙烯(pe)发泡材料的80℃，更重要的是，其易回收再利用，易降解，其产品不含对人体及环境有害的物质，可以在实现大幅度减重的同时保持较高的机械性能，故可提高汽车的加速性能和安全性能等，已成为汽车轻量化的重要材料之一。
通用级聚丙烯流动性差，强度低，注塑加工过程中难以快速充模，不适合于微发泡注塑工艺；而常规填料如滑石粉，碳酸钙和云母等比表面积小，分散性差，难以异相成核，导致材料泡孔大且坍塌严重，严重恶化微发泡复合材料的机械性能和制件表观，限制了其在汽车等领域的应用。
技术实现要素：
为克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种加工性能和力学性能均得到提高的车用微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法。本发明通过以下技术方案实现：一种车用微发泡聚丙烯复合材料，有下列原料按重量百分比制备而成：
所述聚丙烯包括第一共聚聚丙烯和第二共聚聚丙烯，所述第一共聚聚丙烯为高流动性的共聚聚丙烯，所述第二共聚聚丙烯为高抗冲的共聚聚丙烯。
优选的，所述第一共聚聚丙烯在230℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为60～250g/10min，所述第二共聚聚丙烯在摆锤能量2.75j、v型缺口深度为2mm的条件下，悬臂梁缺口冲击强度大于40kj/m2。
优选的，所述第二共聚聚丙烯，所需橡胶含量大于15wt％，在230℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为0.5～30g/10min。
优选的，所述第一共聚聚丙烯与所述第二共聚聚丙烯的重量比为1:0.15～0.46。
优选的，所述增韧剂包括第一乙烯-辛烯共聚物和第二乙烯-辛烯共聚物，所述增韧剂在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为3～40g/10min。
优选的，所述滑石粉为表面经过硅烷类、铝酸酯类或钛酸酯类偶联剂处理的微晶滑石粉。
优选的，所述滑石粉粒径为1～3μm、纯度＞99％且不含碳酸盐成分。
优选的，所述第一乙烯-辛烯共聚物在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为10～30g/10min，所述第二乙烯-辛烯共聚物具有较优断裂伸长率。
优选的，所述发泡母粒为热平衡型发泡剂。
本发明还提供一种上述任一所述的车用微发泡聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a.按原料重量百分比计将聚丙烯、增韧剂、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂和其它添加剂置于混合机中干混3～5min；
b.将步骤a所得半成品置于双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，其中所述挤出机各段温度依次为：第一段175～180℃，其余各段为180～200℃；
c.将步骤b所得半成品冷却后，加入按原料重量百分比计的发泡母粒，制得发泡物料；
采用二次开模工艺，将步骤c所述发泡物料加入到注塑机中进行微发泡注塑，注塑温度为185～205℃，出料，即得成品。
本发明原料价格低廉，复合材料的加工性能和力学性能均得到提高，利于快速充模，还具有泡孔致密均匀、流动性好，韧性好，高抗冲，尺寸稳定性高等特点，可用于生产结构发泡制件，非常适合应用于汽车轻量化，同时其制备工艺更简单，易于操作，生产效率也更高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明：
在制备车用微发泡聚丙烯复合材料所需原料中：
聚丙烯重量百分比为60～80％，并优选由高结晶性、高熔体流动速率的第一共聚聚丙烯(如由sk化学有限公司提供、商品牌号为
增韧剂重量百分比为4～20％，包括第一乙烯-辛烯共聚物和第二乙烯-辛烯共聚物，增韧剂在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为3～40g/10min。第一乙烯-辛烯共聚物进一步优选具有好的流动性，具体地，其在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为10～30g/10min,如由陶氏化学有限公司提供、商品牌号为engagetm8407的聚烯烃弹性体，第二乙烯-辛烯共聚物进一步优选具有较优断裂伸长率,如由lg化学有限公司提供、商品牌号为lucenetmlc175的聚烯烃弹性体。两种乙烯-辛烯共聚物的复配，一方面可减小增韧剂对材料流动性的影响，同时又可使得微发泡复合材料具有良好的耐冲击性能。
滑石粉重量百分比为5～20％，优选为表面经过硅烷类、铝酸酯类或钛酸酯类偶联剂处理的微晶滑石粉。以微晶滑石粉取代传统片层滑石粉作为发泡成核剂与增强填料，其具有独特的小片层结构，比表面积大，改性后的滑石粉既可降低表面极性从而提高与聚丙烯的相容性，有利于提高发泡材料的成核密度和发泡倍率，减小泡孔直径，同时可保持好的增强效果。滑石粉进一步优选滑石粉粒径为1～3μm、纯度＞99％且不含碳酸盐成分，以进一步增大滑石粉比表面积，提高分散性能，更利于异相成核。
发泡母粒重量百分比为0.5～2.5％，作为一种示例，优选为改性4,4氧代双苯磺酰肼(obsh)与偶氮二甲酰胺(ac)的混合物所制的热平衡型发泡剂ee-30c，具体地，4,4氧代双苯磺酰肼与偶氮二甲酰胺的混合物，经过硬脂酸盐改性，采用eva、ldpe基材母粒，浓度20％～40％，分解温度180～220℃制得热平衡性组合发泡剂。热平衡型发泡剂发泡效果更好。
抗氧剂重量百分比为0.2～0.8％，优选包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂可以选用受阻酚类抗氧剂如1076、1010中的一种或几种的组合；辅抗氧剂可以选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂如168、p-epq中的一种或几种混合物。
光稳定剂重量百分比为0.1～0.5％，优选为受阻胺类、二苯甲酮类、苯并三唑类中的一种或几种组合，如sta-137和uv-p中的一种或两种的组合物。
其它添加剂重量百分比为0.5～2％，其可为分散剂、润滑剂和色粉中的一种或几种的组合物。
由上述原料制备的复合材料，发泡倍率为1.5～4，发泡孔径为50～80μm，泡孔致密均匀，无连孔及塌陷现象。
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的描述：
在实施例和对比例复合材料配方中：
聚丙烯包括由sk化学有限公司提供的共聚聚丙烯1，商品牌号为
增韧剂包括两种，一种由lg化学有限公司提供、商品牌号为lucenetmlc175的聚烯烃弹性体，一种由陶氏化学有限公司提供、商品牌号为engagetm8407的聚烯烃弹性体。
超细微晶滑石粉由和氏璧化工有限公司提供，商品牌号为htp05l，目数为11000目；常规滑石粉由辽宁北海集团有限公司提供，商品牌号为kc-6300，目数为2800目；超细改性沉淀硫酸钡由华南鑫阳科技有限公司提供，商品牌号为ab-03n，目数为3000目。
发泡母粒为改性4,4氧代双苯磺酰肼(obsh)与偶氮二甲酰胺(ac)的混合物所制的热平衡型发泡剂ee-30c，obsh发泡剂由日本永和化成工业株式会社提供，商品牌号为ee-25a；ac发泡剂由舜泰橡塑科技有限公司提供，牌号sa1000。
主抗氧剂为basf公司产的1010，商品牌号为irganox1010，化学名称为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；辅抗氧剂为淄博祥东化工有限公司提供的168，商品牌号为a0168，化学名称为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
光稳定剂为新秀化学有限公司产的
有关数据按照以下测试方法获得：
1.熔体流动速率(mfr)按照iso1133测定，对于聚丙烯组合物，测试温度为230℃，载荷为2.16kg。
2.拉伸性能按gb/t1040.1-2006进行测试，试验速度对应为50mm/min；
3.弯曲性能按gb/t9341-2008进行测试，试验速度对应为5mm/min；
4.悬壁梁缺口冲击强度按gb/t1843-2008进行测试，摆锤能量2.75j，v型缺口深度为2mm。
5.热变形温度按gb/t1634-2004进行测试，负载0.45mpa。
实施例1
按重量配比称取：
80wt％聚丙烯，主要包括共聚聚丙烯1与共聚聚丙烯2，其质量比为2.48:1；
13wt％增韧剂，两种增韧剂的质量比为0.71:1；
5wt％微晶滑石粉；
0.2wt％主抗氧剂1010、0.2wt％辅抗氧剂168；
0.3wt％光稳定剂5585；
0.8wt％分散剂；以及
0.5wt％黑种，放入高速混合机中共混3～5min，转速800rpm，再将上述混合物一起加入到双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，挤出机各段温度依次为：第一段175～180℃，其余各段为180～200℃；整个挤出过程的停留时间为1～2min，压力为18mpa。
在冷却后的粒料中加入0.5wt％ee-30c发泡剂母粒制得发泡物料，采用二次开模工艺将获得的发泡物料加入到注塑机中进行微发泡注塑，注塑温度为185℃，出料，即得成品。
实施例2
按重量配比称取：
75wt％聚丙烯，主要包括共聚聚丙烯1与共聚聚丙烯2，其质量比为2.75:1；
15wt％增韧剂，两种增韧剂的质量比为0.55:1；
8wt％微晶滑石粉；
0.1wt％主抗氧剂1010、0.1wt％辅抗氧剂168；
0.2wt％光稳定剂5585；
0.6wt％分散剂；以及，
1wt％黑种，放入高速混合机中共混3～5min，转速800rpm，再将上述混合物一起加入到双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，挤出机各段温度依次为：第一段175～180℃，其余各段为180～200℃；整个挤出过程的停留时间为1～2min，压力为20mpa。
在冷却后的粒料中加入1wt％ee-30c发泡剂母粒制得发泡物料，采用二次开模工艺将获得的发泡物料加入到注塑机中进行微发泡注塑，注塑温度为190℃，出料，即得成品。
实施例3
按重量配比称取：
69wt％聚丙烯，主要包括共聚聚丙烯1与共聚聚丙烯2，其质量比为3.31:1；
17wt％增韧剂，两种增韧剂的质量比为0.7:1；
12wt％微晶滑石粉；
0.1wt％主抗氧剂1010、0.1wt％辅抗氧剂168；
0.2wt％光稳定剂5585；
0.8wt％分散剂；以及，
0.8wt％黑种，放入高速混合机中共混3～5min，转速800rpm，再将上述混合物一起加入到双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，挤出机各段温度依次为：第一段175～180℃，其余各段为180～200℃；整个挤出过程的停留时间为1～2min，压力为22mpa。
在冷却后的粒料中加入1.5wt％ee-30c发泡剂母粒制得发泡物料，采用二次开模工艺将获得的发泡物料加入到注塑机中进行微发泡注塑，注塑温度为195℃，出料，即得成品。
实施例4
按重量配比称取：
65wt％聚丙烯，主要包括共聚聚丙烯1与共聚聚丙烯2，其质量比为3.64:1；
18wt％增韧剂，两种增韧剂的质量比为0.68:1；
15wt％微晶滑石粉；
0.1wt％主抗氧剂1010、0.2wt％辅抗氧剂168；
0.3wt％光稳定剂5585；
0.8wt％分散剂；以及，
0.6wt％黑种，放入高速混合机中共混3～5min，转速800rpm，再将上述混合物一起加入到双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，挤出机各段温度依次为：第一段175～180℃，其余各段为180～200℃；整个挤出过程的停留时间为1～2min，压力为25mpa。
在冷却后的粒料中加入2wt％ee-30c发泡剂母粒制得发泡物料，采用二次开模工艺将获得的发泡物料加入到注塑机中进行微发泡注塑，注塑温度为200℃，出料，即得成品。
实施例5
按重量配比称取：
61wt％聚丙烯，主要包括共聚聚丙烯1与共聚聚丙烯2，其质量比为3.69:1；
19wt％增韧剂，两种增韧剂的质量比为0.73:1；
18wt％微晶滑石粉；
0.1wt％主抗氧剂1010、0.1wt％辅抗氧剂168；
0.2wt％光稳定剂5585；
0.9wt％分散剂；以及，
0.7wt％黑种，放入高速混合机中共混3～5min，转速800rpm，再将上述混合物一起加入到双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，挤出机各段温度依次为：第一段175～180℃，其余各段为180～200℃；整个挤出过程的停留时间为1～2min，压力为28mpa。
在冷却后的粒料中加入2.5wt％ee-30c发泡剂母粒制得发泡物料，采用二次开模工艺将获得的发泡物料加入到注塑机中进行微发泡注塑，注塑温度为205℃，出料，即得成品。
对比例1
按重量配比称取：
61wt％聚丙烯，主要包括共聚聚丙烯3与共聚聚丙烯2，其质量比为3.69:1；
19wt％增韧剂，两种增韧剂的质量比为0.73:1；
18wt％微晶滑石粉；
0.1wt％主抗氧剂1010、0.1wt％辅抗氧剂168；
0.2wt％光稳定剂5585；
0.9wt％分散剂；以及，
0.7wt％黑种，放入高速混合机中共混3～5min，转速800rpm，再将上述混合物一起加入到双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，挤出机各段温度依次为：第一段175～180℃，其余各段为180℃～190℃；整个挤出过程的停留时间为1～2min，压力为28mpa。
在冷却后的粒料中加入2.5wt％ee-30c发泡剂母粒制得发泡物料，采用二次开模工艺将获得的发泡物料加入到注塑机中进行微发泡注塑，注塑温度为205℃，出料，即得成品。
对比例2：
按重量配比称取：
61wt％聚丙烯，主要包括共聚聚丙烯1与共聚聚丙烯2，其质量比为3.69:1；
19wt％增韧剂，两种增韧剂的质量比为0.73:1；
18wt％常规滑石粉；
0.1wt％主抗氧剂1010、0.1wt％辅抗氧剂168；
0.2wt％光稳定剂5585；
0.9wt％分散剂；以及
0.7wt％黑种，放入高速混合机中共混3～5min，转速800rpm，再将上述混合物一起加入到双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，挤出机各段温度依次为：第一段175～180℃，其余各段为180℃～190℃；整个挤出过程的停留时间为1～2min，压力为28mpa。
在冷却后的粒料中加入2.5wt％ee-30c发泡剂母粒制得发泡物料，采用二次开模工艺将获得的发泡物料加入到注塑机中进行微发泡注塑，注塑温度为205℃，出料，即得成品。
对比例3：
按重量配比称取：
61wt％聚丙烯，主要包括共聚聚丙烯1与共聚聚丙烯2，其质量比为3.69:1；
19wt％增韧剂，两种增韧剂的质量比为0.73:1；
18wt％微晶滑石粉；
0.1wt％主抗氧剂1010、0.1wt％辅抗氧剂168；
0.2wt％光稳定剂5585；
0.9wt％分散剂；以及，
0.7wt％黑种，放入高速混合机中共混3～5min，转速800rpm，再将上述混合物一起加入到双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，挤出机各段温度依次为：第一段175～180℃，其余各段为180℃～190℃；整个挤出过程的停留时间为1～2min，压力为28mpa。
在冷却后的粒料中加入2.5wt％sa1000发泡剂制得发泡物料，采用二次开模工艺将获得的发泡物料加入到注塑机中进行微发泡注塑，注塑温度为205℃，出料，即得成品。
对比例4：
按重量配比称取：
61wt％聚丙烯，主要包括聚丙烯1与聚丙烯2，其质量比为3.69:1；
19wt％增韧剂，两种增韧剂的质量比为0.73:1；
18wt％超细改性沉淀硫酸钡；
0.1wt％主抗氧剂1010、0.1wt％辅抗氧剂168；
0.2wt％光稳定剂5585；
0.9wt％分散剂；以及，
0.7wt％黑种，放入高速混合机中共混3～5min，转速800rpm，再将上述混合物一起加入到双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，挤出机各段温度依次为：第一段175～180℃，其余各段为180℃～190℃；整个挤出过程的停留时间为1～2min，压力为28mpa。
在冷却后的粒料中加入2.5wt％ee-30c发泡剂母粒制得发泡物料，采用二次开模工艺将获得的发泡物料加入到注塑机中进行微发泡注塑，注塑温度为205℃，出料，即得成品。
对上述的实施例和对比例中所制得的微发泡复合材料，进行性能测试的结果如表1和表2所示。
表1：微发泡复合材料实施例性能测试表
表2：微发泡复合材料对比例性能测试表
通过实施例5与对比例1的比较可以看出，选用高熔体流动速率的共聚聚丙烯能显著提高微发泡聚丙烯复合材料的流动性能。通过实施例5与对比例2的比较可以看出，选用微晶滑石粉能够使得微发泡聚丙烯复合材料发泡孔径更加致密均匀。通过实施例5与对比例3的比较可以看出，ac发泡剂发泡效果差，而热平衡型发泡剂发泡效果好。通过实施例5与对比例4的比较可以看出，微晶滑石粉具有的独特片层结构使其具有很好的增强效果。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。