专利名称：一种低线性膨胀系数聚丙烯复合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种低线性膨胀系数(CLTE)汽车保险杠专用聚丙烯复合物及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术：
汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。目前汽车保险杠大部分都采用塑料制造，其中聚丙烯复合材料是制造保险杠的首选。随着汽车工业的发展汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路上。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一。保险杠作为汽车外饰件，随着外界环境温度的剧烈变化，不能出现由于热胀冷缩导致的 较大尺寸变化以及产品变形，因此保险杠要求材料具有低线性膨胀系数(CLTE)，避免由于外界环境温度的剧烈变化导致尺寸出现异常，从而导致汽车保险杠出现“面差”，影响汽车美观。传统的保险杠用聚丙烯复合材料一般采用滑石粉填充增加刚性，同时为保证其韧性，添加大量的热塑性弹性体，这种保险杠材料的线性膨胀系数极大，一方面导致一年之中不同季节尺寸变化大，影响保险杠装配，同时也会造成“面差”，影响汽车美观。
发明内容
本发明的目的是提供一种低线性膨胀系数汽车保险杠专用聚丙烯复合物及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，满足汽车保险杠材料发展的需要。为了达到上述目的，本发明提供了一种低线性膨胀系数聚丙烯复合物，其特征在于，由以下以重量百分数计的原料制成聚丙烯40-65% ；热稳定剂0-2% ；加工助剂0-2% ；增韧剂20-25% ；相容剂0-6% ；超细滑石粉5-10% ；短切扁平玻璃纤维 10-15%。优选地，所述的低线性膨胀系数聚丙烯复合物的线性膨胀系数为3.0
4.O X 10_5mm/mm/°C。优选地，所述的聚丙烯为均聚、共聚聚丙烯或两者的混合物，其熔体流动速率为20-1000g/10min。优选地，所述的热稳定剂为酚类热稳定剂与磷酸酯类热稳定剂和硫代酯类热稳定剂中的一种或两种的混合物。更优选地,所述的酹类热稳定剂为抗氧化剂IrganoxlOlO或抗氧化剂1076。所述的亚磷酸酯类热稳定剂为抗氧化剂Ultranox627A或Irganoxl68。所述的硫代酯类热稳定剂为抗氧化剂DLTP。优选地，所述的加工助剂为聚乙烯蜡或石蜡。优选地，所述的增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-α -乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物以及三元乙丙胶中的任意一种或两种以上的混合物。
优选地，所述的相容剂为极性单体接枝聚合物。更优选地，所述的极性单体接枝聚合物为马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-α -乙烯-辛烯共聚物或其混合物。优选地，所述的短切扁平玻璃纤维(flat fiber)为聚丙烯专用无碱短切玻璃纤维，其玻纤截面为扁平状，截面宽厚比为2-10 I。本发明还提供了上述低线性膨胀系数聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，具体步骤为将聚丙烯、热稳定剂、加工助剂、增韧剂、超细滑石粉、相容剂混合后，加入长径比为30-60 I的双螺杆挤出机中熔融分散，同时将短切扁平玻璃纤维通过失重式计量秤从侧喂料口喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低线性膨胀系数聚丙烯复合物。优选地，所述的双螺杆挤出机的长径比为40 1，该双螺杆挤出机在挤出造粒时的各段温度为190-240°C。本发明还提供了上述低线性膨胀系数聚丙烯复合物在生产汽车保险杠中的应用。本发明制备了一种低线性膨胀系数(CLTE)汽车保险杠专用聚丙烯复合物，该复合材料由于采用扁平玻璃纤维(flat fiber)替代了部分超细滑石粉，不仅显著提高了聚丙烯复合材料刚性和耐热性，同时大大降低了材料的线性膨胀系数(CLTE)。而且由于扁平玻璃纤维的截面呈现扁平状，纤维整体呈现类似滑石粉的片状结构，因此流动性远远高于通常的圆形截面玻璃纤维，制件表面没有浮纤，而且注塑过程中在制件内部的分布趋向于各向同性，因此也不会产生一般玻纤增强材料所出现的翘曲变形现象。本发明采用短切扁平玻璃纤维(flat fiber)替代部分超细滑石粉，增加了材料刚性，显著降低了材料的线性膨胀系数(CLTE)，同时扁平玻纤不会造成制件表面浮纤以及翘曲变形。此外，本发明中的热稳定剂的作用是抑制加工过程中聚丙烯产生的降解；加工助剂的作用是促进共混物各成分之间的良好分散性；增韧剂的作用是增加材料在低温状态下的韧性，防止制件在极端低温下发脆；相容剂的作用是增加聚丙烯和短切扁平玻璃纤维之间的界面相容性。本发明采用扁平玻璃纤维替代部分滑石粉，与现有技术相比，极大地降低了材料的线性膨胀系数，使保险杠随温度变化尺寸变化程度降低；此外，本发明所用扁平玻璃纤维不同于传统玻璃纤维，由于截面为扁平状，具有高流动性和各相同性的特点，克服了传统玻璃纤维易翘曲和浮纤严重的缺点。
具体实施例方式为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。实施例I
第一步将64公斤聚丙烯PP BX3800、0. 2公斤酹类热稳定剂IrganoxlOlO (MI =30g/10min)、0. 3公斤热稳定剂DLTP、0. 3公斤加工助剂聚乙烯蜡CH-6A (江阴赛诺化工有限公司)、10公斤乙烯-醋酸乙烯共聚物(台湾台塑，7240M)、10公斤乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物Elvaloy PTW、0. 2公斤马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物HS4-112A(广州市合诚化学有限公司生产)、5公斤3000目超细滑石粉采用高混机充分混合；第二步将第一步得到的混合物以90公斤/小时的速率输送到长径比为60 I的双螺杆挤出机中熔融分散，同时将10公斤短切无碱扁平玻璃纤维NITT0B0CSG3PA-870 (横截面轴的长径比为=2)通过失重式计量秤从侧喂料口以10公斤/小时的速率加入，挤出造粒，挤出机的各段温度设为190°C，得到低线性膨胀系数聚丙烯复合物，用于生产汽车保险杠。所得的低线性膨胀系数聚丙烯复合物经测试，其性能如下表I
权利要求
1.一种低线性膨胀系数聚丙烯复合物，其特征在于，由以下以重量百分数计的原料制成 聚丙烯40-65% ； 热稳定剂0-2% ； 加工助剂0-2% ； 增韧剂20-25% ； 相容剂0-6% ； 超细滑石粉5-10% ； 短切扁平玻璃纤维 10-15%。
2.如权利要求I所述的低线性膨胀系数聚丙烯复合物，其特征在于，其线性膨胀系数为 3. 0-4. O X 10 5mm/mm/°C。
3.如权利要求I所述的低线性膨胀系数聚丙烯复合物，其特征在于，所述的聚丙烯为均聚、共聚聚丙烯或两者的混合物，其熔体流动速率为20-1000g/10min。
4.如权利要求I所述的低线性膨胀系数聚丙烯复合物，其特征在于，所述的热稳定剂为酚类热稳定剂与磷酸酯类热稳定剂和硫代酯类热稳定剂中的一种或两种的混合物。
5.如权利要求I所述的低线性膨胀系数聚丙烯复合物，其特征在于，所述的加工助剂为聚乙烯蜡或石蜡。
6.如权利要求I所述的低线性膨胀系数聚丙烯复合物，其特征在于，所述的增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-a-乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物以及三元乙丙胶中的任意一种或两种以上的混合物。
7.如权利要求I所述的低线性膨胀系数聚丙烯复合物，其特征在于，所述的相容剂为极性单体接枝聚合物。
8.如权利要求I所述的低线性膨胀系数聚丙烯复合物，其特征在于，所述的短切扁平玻璃纤维为聚丙烯专用无碱短切玻璃纤维，其玻纤截面为扁平状，截面宽厚比为2-10 I。
9.权利要求I所述的低线性膨胀系数聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，具体步骤为将聚丙烯、热稳定剂、加工助剂、增韧剂、超细滑石粉、相容剂混合后，加入长径比为30-60 I的双螺杆挤出机中熔融分散，同时将短切扁平玻璃纤维通过失重式计量秤从侧喂料口喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低线性膨胀系数聚丙烯复合物。
10.权利要求I所述的低线性膨胀系数聚丙烯复合物在生产汽车保险杠中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种低线性膨胀系数汽车保险杠专用聚丙烯复合物及其制备方法。所述的低收缩率汽车保险杠专用聚丙烯复合物其特征在于，由以重量百分数计聚丙烯40-65％，热稳定剂0-2％，加工助剂0-2％，增韧剂20-25％，相容剂0-6％，超细滑石粉5-10％和短切扁平玻璃纤维10-15％组成。制备方法为将各原料混合后，加入长径比为30-60∶1的双螺杆挤出机中熔融分散，同时将短切扁平玻璃纤维从侧喂料口喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到产品。本发明提供的材料具有高流动性、高刚性、高耐热、高尺寸稳定性、高冲击，低线性膨胀系数，满足汽车保险杠材料发展的要求。
文档编号C08L23/16GK102924806SQ20121046068
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年8月23日
发明者陈延安, 孙刚, 李国明, 程文超, 李志平, 周英辉, 丁超 申请人:上海金发科技发展有限公司, 金发科技股份有限公司