一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料改性领域，尤其涉及一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯 材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 改性聚丙稀别名改性环氧树脂(Modified Propylene Polymer)由聚丙稀及多种 有机、无机材料，经特殊的复合技术精制而成，其广泛的应用于化工、材料、建筑等各个行 业，与人们的日常生活息息相关。
[0003] 目前在改性聚丙烯行业，如何增加改性聚丙烯材料的韧性是一个很大的技术难 题。主流的增韧聚丙烯复合材料是乙烯-辛烯无规共聚物，乙烯-辛烯无规共聚物增韧效果 好，性价比高，因此被广泛应用于聚丙烯改性行业，尤其是汽车聚丙烯改性料中。但是，乙 烯-辛烯无规共聚物的熔点较低，对制造工艺要求高，且以此制备得到的聚丙烯复合材料虽 然韧性很好，但是其综合性能却较低。所以，寻找一种新方式增加聚丙烯复合材料的韧性取 代乙烯-辛烯无规共聚物增韧，以提高聚丙烯复合材料综合性能是亟需解决的技术问题。
[0004] 同时，还值得一提的是，目前汽车内饰聚丙烯材料的耐刮擦性能不是很强，所以增 加聚丙烯复合材料的耐刮擦性也是十分重要的。
[0005] 通过相关资料查询和实验研究发现环烯烃类共聚物具有良好耐刮擦性、高强度、 高模量。环烯烃类共聚物为双环庚烯(降冰片烯)单体和乙烯单体在金属茂催化剂作用下发 生共聚合得到，一般行业内称其为C0C材料。具有如下特性：（1)密度小，比PMMA和PC约低 10 %，有利于制品轻量化；（2)饱和吸水率小，C0C吸水率远低于PMMA，不会产生因吸水导致 物性下降的影响；（3)由于含有极性和异向性小的单体，因而为非晶型透明材料(透光率可 达91 %以上），双折射率小；（4)属高耐热性透明树脂玻璃化温度达140-170°C，玻璃化温度 是非晶型聚合物的耐热性指标(5)容易注射成型；（6)机械性能优良，拉伸强度，弹性模量比 PC高；（7)优良的复制性，故制品质量高；（8)介电常数低，特别是高频性能好，是热塑性塑料 中介电性能最好的材料；（9)耐擦伤性良好，C0C铅笔硬度与PMMA相近，耐擦伤性是光学材料 的一个重要性能指标；（10)C0C分子侧链有极性基团，与无机、有机材料粘接性好，易于密 封。C0C材料主要用途如下:光学镜头、光学播音器、多边镜、角摸板用保护膜、DVD碟片基材、 大型显不器、背光导光板、小型显不器前光导光板、光学半导体。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚 丙烯材料，该汽车内饰聚丙烯材料与传统的技术相比，其材料的耐磨性增强了，材料的耐刮 擦性提高了，并且，在制造成本相当的前提下，其综合性能可提升百分之二十以上。
[0007] 本发明的另一个目的还在于提供了一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯材料的制 备方法。
[0008] 为实现上述目的，本发明的技术方案实施如下：
[0009] 本发明的一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯材料，包括以下组分及其重量份:聚 丙烯100份，聚丁烯10-80份，乙烯-辛烯嵌段共聚物10-80份，环烯烃类共聚物1-15份，无机 填料0-50份，润滑剂2-5份，抗氧剂0.2-0.6份。
[0010] 上述的一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯材料，其中，所述聚丙烯为嵌段共聚物 聚丙烯，在230°C、2.16kg的测试条件下，其熔融指数为10-110g/10min。
[0011] 上述的一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯材料，其特征在于，所述环烯烃类共聚 物是由双环庚烯单体和乙烯单体在金属茂催化剂作用下发生共聚反应制备得到。
[0012] 上述的一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯材料，其中，所述聚丁烯的重量份优选 为25-55份，所述乙烯-辛烯嵌段共聚物的重量份优选为25-55份，环烯烃类共聚物的重量份 优选为3-8份。
[0013] 上述的一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯材料，其中，所述无机填料选自碳酸 钙、硫酸钡、玻璃微珠和滑石粉中的至少一种。
[0014] 上述的一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯材料，其中，所述润滑剂由白油和硬脂 酸盐混合而成，所述硬脂酸盐为硬脂酸钙、硬脂酸锌或硬脂酸镁。
[0015] 上述的一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯材料，其中，所述抗氧剂由受阻酚类抗 氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂混合而成。
[0016] 本发明还提供了一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯材料的制备方法，制备方法 的步骤如下：聚丙烯100份，聚丁烯10-80份，乙烯-辛烯嵌段共聚物10-80份，环烯烃类共聚 物1 -15份，无机填料0-50份，润滑剂2-5份，抗氧剂0.2-0.6份。
[0017] 步骤2:将聚丙烯、聚丁烯、乙烯-辛烯嵌段共聚物、环烯烃类共聚物、润滑剂、抗氧 剂加入高速混合机中，混合速度为200-300转/分钟，混合时间为3-5分钟；
[0018]步骤3:将无机填料加入高速混合机中，混合速度为200-300转/分钟，混合时间为 3-5分钟；
[0019] 步骤4:将混合的原料置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒、干燥、冷却、装包，所 述双螺杆挤出机从喂料段到机头共分为十个区域，从第一区域到第十区域的温度依次为 170-180°C、200-220°C、200-220°C、210-220°C、210-220°C、205-225°C、205-225°C、205-225 °C、200-215°C、200-215°C〇
[0020] 上述的一种耐刮擦、超韧性汽车内饰聚丙烯材料的制备方法，其中，所述步骤4中 双螺杆挤出机的螺杆直径为42-75mm，长径比在40-60。
[0021] 本发明的有益效果如下：
[0022] (1)通过使用聚丁烯增韧聚丙烯，提高聚丙烯复合材料的冲击韧性和断裂伸长率 以及利用聚丁烯良好的耐磨性能改善聚丙烯的耐磨性；
[0023] (2)利用乙烯-辛烯嵌段共聚物替代传统的乙烯-辛烯无规共聚物增韧聚丙烯，最 终制得含乙烯-辛烯嵌段共聚物的聚丙烯复合材料综合性能比含乙烯-辛烯无规共聚物的 聚丙烯复合材料高约20%以上，且两者价格相当；
[0024] (3)利用环烯烃类共聚物与聚丙烯良好的相容性以及自身良好的耐刮擦性、高强 度、高模量进一步提高聚丙烯复合材料的综合性能。最终制得综合性能优异的聚丙烯复合 材料。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合实施例，对本发明作进一步说明，共提供3个对比例和6个实施例。
[0026] 对比例和实施例中所涉及的原材料的具体信息如下所示：
[0027] 聚丙烯：型号:BX3920(熔融指数110)，厂家:韩国SK;型号:AZ191(熔融指数28)，厂 家:新加坡TPC;型号:K9010 (熔融指数10)，厂家：台湾化学。
[0028] 聚丁烯:型号:9217M，厂家:利安德巴塞尔；型号:0150M，厂家:利安德巴塞尔。
[0029] 环烯烃类共聚物（以下简称C0C材料）：型号:T0PAS6015,厂家：日本宝理。
[0030]乙烯-辛烯嵌段共聚物：型号：9000，厂家：陶氏化学；型号：9007，厂家：陶氏化学； 型号:9507,厂家:陶氏化学。
[0031]乙烯-辛烯无规共聚物:型号:8150，厂家:陶氏化学。
[0032] 无机填料:滑石粉型号:AH51210，厂家:辽宁艾海;碳酸钙型号:LD-1000C，厂家:立 达超微;玻璃微珠型号:2500GP，厂家:上海外电;硫酸钡型号:BSM-M，厂家:广州集美。
[0033]抗氧剂:受阻酚类型号：1010,厂家：宜兴市天使合成化学；亚磷酸酯类型号：168， 厂家:宜兴市天使合成化学。
[0034]润滑剂：白油型号：白油70#，厂家：美国艾威特;硬脂酸钙型号：BS-3818,厂家:华 明泰化工;硬脂酸锌型号:BS-2818,厂家:华明泰化工;硬脂酸镁型号:BS-5818,厂家:华明 泰化工。
[0035] 对比例1
[0036] 按照以下组分及重量份准备原料：聚丙烯100份（型号BX3920和型号AZ191各50 份），乙烯-辛烯嵌段共聚物15份(型号9000)，⑶C3份，滑石粉30份，碳酸钙8份，白油1.3份， 硬脂酸锌0.7份，受阻酚类抗氧剂0.1份和亚磷酸酯类抗氧剂0.3份。随后，将聚丙烯、乙烯-辛烯嵌段共聚物、C0C、白油、硬脂酸锌，受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂放入高速混合 机中混合3-5分钟后，再加入滑石粉和碳酸钙，再混合3-5分钟，高速混合机混合速度为200-300转/分钟。混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒、干燥、冷却、装包。 [0037] 对比例2
[0038] 按照以下组分及重量份准备原料：聚丙烯100份（型号BX3920和型号AZ191各50 份），聚丁烯30份（型号9217M)，乙烯-辛烯无规共聚物15份，C0C3份，滑石粉30份，碳酸钙8 份，白油1.3份，硬脂酸锌0.7份，受阻酚类抗氧剂0.1份和亚磷酸酯类抗氧剂0.3份。随后，将 聚丙烯、聚丁烯、乙烯-辛烯无规共聚物、C0C、白油、硬脂酸锌，受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯 类抗氧剂放入高速混合机中混合3-5分钟后，再加入滑石粉和碳酸钙，再混合3-5分钟，高速 混合机混合速度为200-300转/分钟。混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造 粒、干燥、冷却、装包。
[0039] 对比例3
[0040] 按照以下组分及重量份准备原料：聚丙烯100份（型号BX3920和型号AZ191各50 份），聚丁烯30份(型号9217M)，乙烯-辛烯嵌段共聚物15份(型号9000)，滑石粉30份，碳酸钙 8份，白油1.3份，硬脂酸锌0.7份，受阻酚类抗氧剂0.1份和亚磷酸酯类抗氧剂0.3份。随后， 将聚丙烯、聚丁烯、乙烯-辛烯嵌段共聚物、白油、硬脂酸锌，受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类 抗氧剂放入高速混合机中混合3-5分钟后，再加入滑石粉和碳酸钙，再混合3-5分钟，高速混 合机混合速度为200-300转/分钟。混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒、 干燥、冷却、装包。
[0041 ] 实施例1
[0042] 步骤1:按照以下组分及重量份准备原料:聚丙烯100份(型号BX3920和型号AZ191 各50份），聚丁烯30份(型号9217M)，乙烯-辛烯嵌段共聚物15份(型号9000)，C0C3份，滑石粉 30份，碳酸钙8份，白油1.3份，硬脂酸锌0.7份，受阻酚类抗氧剂0.1份和亚磷酸酯类抗氧剂 0.3 份；
[0043] 步骤2:将聚丙烯、聚丁烯、乙烯-辛烯嵌段共聚物、C0C、白油、硬脂酸锌、受阻酚类 抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂，混合速度为200-300转/分钟，混合时间为3-5分钟；
[0044] 步骤3:将滑石粉和碳酸钙加入高速混合机中，混合速度为200-300转/分钟，混合 时间为3-5分钟；
[0045] 步骤4:将混合的原料置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒、干燥、冷却、装包，所 述双螺杆挤出机从喂料段到机头共分为十个区域，从第一区域到第十区域的温度依次为 170-180°C、200-220°C、200-220°C、210-220°C、210-220°C、205-225°C、205-225°C、205-225 °C、200-215°C、200-215°C〇
[0046] 实施例2
[0047] 步骤1:按照以下组分及重量份准备原料:聚丙烯100份（型