一种汽车保险杠专用的聚丙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法，尤其涉及一种汽车保险杠专用的 聚丙烯复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯具有低密度、良好的加工性能和耐化学性，价格低廉等优点，从而广泛应用 于汽车内外饰件中。但是，聚丙烯也存在耐低温冲击性能差，耐热性差，成型收缩率大等缺 点，因此要用于汽车保险杠中需要进行改性。
[0003] 汽车保险杠是一种表面积大、结构复杂的大型零部件，不仅需要材料具有优异的 抗冲击性能和流动性能，还需要良好的油漆附着性能。为了视觉美观，汽车保险杠都需要油 漆喷涂，然而由于聚丙烯是一种表面能较低的非极性聚合物，其表面附着力非常差，用它制 成的保险杠如果不经过表面预处理很难进行直接喷涂油漆，零部件厂商为了提高其表面油 漆附着力，必须额外增加表面处理的工艺。
[0004] 目前火焰处理的方法已成为大多数的零部件厂商经常采用的提高聚丙烯所制保 险杠表面张力的预处理方法，火焰处理就是对零件表面用氧化火焰进行瞬时处理，消除表 面吸附的小分子，除掉油污和弱界面层，同时在火焰的作用下，在聚丙烯表面产生自由基和 离子等极性基团。但是在实际生产中，火焰处理不当极易产生的不合格品，例如经过火焰处 理的保险杠很容易由于温度的变化过大而发生变形，最终导致难以装配，造成较大的损失， 此外火焰处理的过程既耗能又费时费力，生产效率明显降低。
[0005] 专利CN1182097公开了一种制备高极性改性聚丙烯材料的方法，该制备方法以聚 丙烯为主要原料，加入一定比例的极性单体、共接枝极性单体和引发剂，在170°C_220°C下 反应1-3分钟，制得的尚极性聚丙稀材料可以提尚制品的极性，改善制品的表面涂饰性;专 利CN101357967B公开以一种聚烯烃底材附着力促进剂的制备方法，将马来酸酐、顺丁烯二 酸酐或反丁烯二酸酐在过氧化物作用下反应制备，所制备的促进剂用于处理聚丙烯时，能 使聚丙烯附着力显著增强。以上这些方法能够提高聚丙烯极性，但是技术成本高，生产工艺 复杂，未见市场化。可见传统聚丙烯材料在使用时，由于表面处理工艺的需要，不可避免地 增加了成本。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种汽车保险杠专用的聚丙烯复合材料，通过在聚丙烯材料中添加 茂金属聚乙烯来提高复合材料的冲击强度和断裂伸长率，同时乙烯丙烯酸乙酯的添加可以 提高该聚丙烯复合材料的表面张力。
[0007] 本发明的另一个目的是
[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现其目的：
[0009] -种汽车保险杠专用的聚丙烯复合材料，包括以下重量份计的原料： 聚丙烯 47~84重量份： 无机填料 10~25重量份；
[0010] 茂金属聚乙烯 5~15重量份 乙烯丙烯酸乙酯 1~8重量份； 抗氧剂 0.1~2重量份。
[0011] 其中，所述聚丙烯为嵌段共聚丙烯，在230°C、2.16kg负荷条件下熔融指数为5~ 60g/10min〇
[0012] 所述嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯;嵌段共聚物中乙烯单体重复单元摩尔含量 为4~10% 〇
[0013] 所述无机填料为滑石粉、碳酸钙和硅灰石的一种或两种以上的组合物，平均粒径 为1~10微米。
[0014] 所述茂金属聚乙烯为乙烯-己烯茂共聚物，其密度为0.90-0.928/(^3、在190°〇、 2.16kg负荷条件下恪融指数为10~30g/10min。
[0015] 所述乙烯丙烯酸乙酯中丙烯酸乙酯含量为15%~30%。
[0016] 所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂;所述主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂中 的一种或几种混合;相对应地，辅抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂中的一种或几种混合。
[0017] 还可以包括本技术领域常用的其它助剂0~3重量份;所述其它助剂为颜色色粉或 色母粒。
[0018] 上述的汽车保险杠专用的聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下：
[0019] (1)按上述重量配比称取材料各组分；
[0020] (2)将各原料置于高速混合器中干混3~5分钟；
[0021] (3)将步骤(2)所得产物置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为:一区200~ 210°C，二区210~220°C，三区210~220°C，四区205~215°C;停留时间为1~2分钟，压力为 12~18Mpa。
[0022] 本发明汽车保险杠专用的聚丙烯复合材料，在聚丙烯材料中添加茂金属聚乙烯和 乙烯丙烯酸乙酯，优点在于：
[0023] 1.本发明的聚丙烯复合材料中，茂金属聚乙烯的添加，对材料的冲击强度和断裂 伸长率明显提高，同时材料的流动性下降较少，有利于保险杠的成型加工。
[0024] 2.本发明的聚丙烯复合材料具有较高的表面张力，表面张力可达45mN/m。
[0025] 3.使用本发明的聚丙烯复合材料注塑的汽车保险杠表面活性高，可以不用表面预 处理而直接喷涂油漆，从而节省成本，提高生产效率，节约能源
【具体实施方式】
[0026] 本发明所公开的是一种汽车保险杠专用的聚丙烯复合材料，该聚丙烯复合材料中 含有聚丙烯、无机填料、茂金属聚乙烯、乙烯丙烯酸乙酯、抗氧剂、其它助剂。实验证明，在由 上述组分制得的聚丙烯复合材料在注塑汽车保险杠，由于材料已经具有较高的表面张力， 可以不用表面预处理而直接喷涂油漆，明显地提高了生产效率，降低了制造成本。
[0027] 本发明的汽车保险杠专用的聚丙烯复合材料中，包括质量百分含量47~84%的熔 融指数(测试条件:230°C，2.16kg负荷)为5~60g/10min的嵌段共聚丙烯(嵌段共聚丙烯的 共聚单体为乙烯其含量在4~lOmol%的范围内）；质量百分含量10~25%、平均粒径为1~ 10微米的滑石粉、碳酸钙、硅灰石的一种或它们的组合物等作为无机填料;质量百分含量为 5~15 %、密度为0 · 90~0 · 92g/cm3、恪融指数为10~30g/10min(测试条件：190°C，2 · 16kg负 荷）的茂金属聚乙烯;质量百分含量为1~8%的乙烯丙烯酸乙酯（丙烯酸乙酯含量为15%~ 30%)。还包括包含以受阻酚或硫酯类抗氧剂中的一种或几种组成的主抗氧剂和以亚磷酸 盐或酯类抗氧剂中的一种或几种组成的辅抗氧剂为组分的抗氧剂，该抗氧剂在本发明聚丙 烯组合物中的质量百分比含量为0.1~2%。还可以包括质量百分含量为0~3%的本技术领 域常用其它助剂，如颜色色粉或色母粒等。
[0028] 使用前，按上述组分和重量配比称取原料，在高速混合器中干混3~5分钟;将混合 的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出、造粒，其工艺为:一区200~210°C，二区210~220°C， 三区210~220°C，四区205~215°C;停留时间为1~2分钟，压力为12~18Mpa。
[0029] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所述的实施 例范围之中。
[0030] 实施例1
[0031] 本发明聚丙烯复合材料主要组分包括82.7%聚丙烯、10%无机填料、5%茂金属聚 乙烯(EHC)、1%乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168以及1%黑色母 粒。
[0032] 实施例2
[0033]本发明聚丙烯复合材料主要组分包括72.7%聚丙烯、10%无机填料、10%茂金属 聚乙烯(EHC)、6%乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168以及1%黑色 母粒。
[0034] 实施例3
[0035] 本本发明聚丙烯复合材料主要组分包括71.7 %聚丙烯、15 %无机填料、10 %茂金 属聚乙烯(EHC)、2%乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168以及1%黑 色母粒。
[0036] 实施例4
[0037]本发明聚丙烯复合材料主要组分包括63.7 %聚丙烯、15 %无机填料、15 %茂金属 聚乙烯(EHC)、5%乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168以及1%黑色 母粒。
[0038] 实施例5
[0039]本发明聚丙烯复合材料主要组分包括64.7%聚丙烯、20%无机填料、10%茂金属 聚乙烯(EHC)、4%乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、0.1%抗氧剂3114和0.2%抗氧剂168以及1%黑色 母粒。
[0040] 实施例6
[00411本发明聚丙烯复合材料主要组分包括55.7 %聚丙烯、20 %无机填料、15 %茂金属 聚乙烯(EH