本发明涉及一种聚丙烯复合材料，具体为一种免火焰处理的可喷涂聚丙烯复合材料，以及其制备方法；属于聚合物改性和加工领域。
背景技术：
：随着汽车工业的迅猛发展以及人们对车身外观的要求日益提高，以保险杠为代表的大部分车身塑料外饰零件均需要进行喷漆处理，以保持与车身金属漆外观一致。目前保险杠等外饰零件大都采用聚丙烯复合材料生产，出于环保要求的考虑，所用油漆大多为水性漆，而由于聚丙烯本身为非极性材料，与极性的水性漆相容性较差，如果直接喷涂，二者的结合力很差，很容易在零件运输和安装过程中造成油漆层剥落，从而导致零件报废。因此，目前聚丙烯类零件在喷漆前均需要经过火焰烘烤过程，以短时间提高零件的表面极性，从而满足油漆附着的要求。但火焰烘烤流程耗时长、设备投入大、且工艺控制不当极易造成零件喷漆效果变差，如果能设法改善聚丙烯类材料自身的极性，即有可能免去火焰处理过程，大大降低生产制造成本。为了实现上述目标，本发明通过聚丙烯、无机填料、弹性体增韧剂与极性相容剂、表面润滑剂等协同作用，所得产品无需进行火焰处理，直接喷漆后油漆附着力良好，同时机械性能保持不变，可大量用于需要喷漆处理的外饰注塑零件。技术实现要素：本发明的目的在于开发一种免火焰处理的可喷涂聚丙烯复合材料，用于汽车或家电行业需要喷涂处理的零部件的注塑。本发明的另一个目的是为了提供这种聚丙烯复合材料的制备方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种免火焰处理的可喷涂聚丙烯复合材料，由下列重量百分比的原料组成：其中，所述的聚丙烯为熔体流动速率为5-60g/10min的均聚或共聚丙烯，测试条件为230℃，2.16kg，其中共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量为4-10mol％。所述的无机填料为滑石粉、云母、晶须、硅灰石、玻璃纤维中的一种或两种以上的组合物，优选平均直径5um的滑石粉。所述的弹性体增韧剂为聚丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等中的一种或两种以上的组合物；优选乙烯-辛烯共聚物弹性体，熔体流动速率为0.5-10g/10min，测试条件为230℃，2.16kg。所述的相容剂为接枝聚丙烯、接枝聚乙烯、接枝聚苯乙烯、接枝ABS和接枝POE中的一种或两种以上组合，所述的接枝基团为马来酸酐、硅烷、丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一种或两种以上组合；优选为马来酸酐接枝聚丙烯，密度为0.89-0.91g/cm3，熔点为170-190℃，在230℃×2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为10-50g/10min，接枝率为0.5-1.0％，为任意均聚或嵌段共聚丙烯经马来酸酐熔融挤出改性所得。所述的表面润滑剂为脂肪酸或其衍生物，优选脂肪酸酰胺类物质。所述稳定剂为本领域技术人员认为所需的主抗氧剂和辅助抗氧剂，其中主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂，辅助抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。所述其它添加剂包括本领域技术人员认为所需的着色剂、成核剂、发泡剂、表面活性剂、增塑剂、偶联剂、阻燃剂、光稳定剂、加工助剂、抗静电助剂、抗微生物助剂中的一种或以上的组合物。上述免火焰处理的可喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下：1)按重量配比称取原料；2)将聚丙烯、无机填料、弹性体增韧剂、相容剂、表面润滑剂、稳定剂和其它助剂在高速混合器中干混3-15分钟，将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒；其中螺筒内温度为：一区190-200℃，二区190-210℃，三区190-210℃，四区190-210℃，机头190-220℃，双螺杆挤出机转速为100-1000转/分。本发明的优点是：1、通过聚丙烯、无机填料、弹性体增韧剂与相容剂、表面润滑剂的协同作用，所得产品无需进行火焰处理即可进行喷漆，油漆附着力良好。2、本发明的材料机械性能与传统材料相当，同时可以免去喷漆工艺必须的火焰处理过程，大大降低喷漆零件的制造成本。具体实施方式下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。本发明的范围不受这些实施例的限制，本发明的范围在权利要求书中提出。在实施例及对比例的复合材料配方中，所用聚丙烯为熔体流动速率(230℃×2.16kg)5-60/10min的嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量在4-10mol％范围内。所用无机填料为平均直径5um的滑石粉。所用弹性体为DOW公司的乙烯-辛烯共聚物8150。所用相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。所用表面润滑剂为脂肪酸酰胺。所用稳定剂为英国ICE公司的NegonoxDSTP(化学名称为硫代二丙酸硬脂醇酯)、Ciba公司的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)、以及Ciba公司的Igrafos168(化学名称为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯)。实施例1按重量百分比称取聚丙烯74.5％、滑石粉15％、弹性体增韧剂10％、Irganox1010为0.1％、Igrafos168为0.1％、NegonoxDSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。样板不经火焰处理直接喷漆并进行油漆剥离测试。实施例2按重量百分比称取聚丙烯74.5％、滑石粉20％、弹性体5％、Irganox1010为0.1％、Igrafos168为0.1％、NegonoxDSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。样板不经火焰处理直接喷漆并进行油漆剥离测试。实施例3按重量百分比称取聚丙烯64.5％、滑石粉20％、弹性体增韧剂15％、Irganox1010为0.1％、Igrafos168为0.1％、NegonoxDSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。样板不经火焰处理直接喷漆并进行油漆剥离测试。实施例4按重量百分比称取聚丙烯59.5％、滑石粉25％、弹性体增韧剂15％、Irganox1010为0.1％、Igrafos168为0.1％、NegonoxDSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。样板不经火焰处理直接喷漆并进行油漆剥离测试。实施例5按重量百分比称取聚丙烯68.5％、滑石粉20％、弹性体10％、相容剂1％、Irganox1010为0.1％、Igrafos168为0.1％、NegonoxDSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。样板不经火焰处理直接喷漆并进行油漆剥离测试。实施例6按重量百分比称取聚丙烯68％、滑石粉20％、弹性体10％、相容剂1％、表面润滑剂0.5％、Irganox1010为0.1％、Igrafos168为0.1％、NegonoxDSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。样板不经火焰处理直接喷漆并进行油漆剥离测试。对比例按重量百分比称取聚丙烯69.5％、滑石粉20％、弹性体增韧剂10％、Irganox1010为0.1％、Igrafos168为0.1％、NegonoxDSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，再加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。样板经火焰处理后喷漆并进行油漆剥离测试。性能评价方式：样品密度测试按ISO1183-1标准进行；弯曲性能测试按ISO178标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，跨距64mm，弯曲速度2mm/min；简支梁冲击性能测试按ISO179-1标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一；熔体流动速率按ISO1133-1标准进行，测试条件为230℃×2.16kg；油漆剥离测试使用十字划格法，油漆表面做十字切割后用胶带粘附并快速撕除，评估油漆被剥离面积所占比例。各实施例及对比例配方及性能测试结果见下列各表：表1实施例1-6及对比例材料配方(重量％)表2实施例1-6及对比例性能测试结果对比例实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6密度(g/cm3)1.061.021.061.061.091.061.06熔体流动速率(g/10min)20202320161921弯曲模量(MPa)1500120017001300150015501500缺口冲击强度/23℃(kJ/m2)30321040352729油漆剥离脱落(％)01510151220对比例为典型的外饰保险杠用聚丙烯复合材料的配比，样板经火焰处理后进行喷漆及油漆剥离测试，漆层没有剥落；实施例1-4为不同滑石粉/弹性体增韧剂配比的聚丙烯复合材料，样板不经火焰处理直接喷漆并进行剥离测试，发现漆层剥离严重，均有10-15％左右的脱落，无法满足使用要求；实施例5加入相容剂，漆层剥离率大幅度降低，但仍有少量脱落；实施例6在实施例5的基础上再加入表面润滑剂，不经火焰处理直接喷漆，发现油漆层没有剥落，同时综合机械性能与对比例大致相当，可以满足使用要求。当前第1页1 2 3