本发明属于汽车零部件材料技术领域，涉及一种改性聚丙烯材料，尤其涉及一种高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料、制备方法及汽车塑料尾门。
背景技术：
当前汽车市场行业，“轻量化”、“以塑代钢”已成为未来的发展趋势，在这样的背景下电动汽车发展势头正盛，市场上有很多新能源电动汽车为减重和节省能耗，汽车尾门骨架使用长玻纤增强改性聚丙烯材料替代传统的金属材料，因为其强度高、韧性好的特点可用来做结构支撑件，可达到以塑代钢减重的目的，同时为保证车身良好的外观和手感，尾门面板会采用矿物填充改性聚丙烯材料。电动汽车尾门骨架使用长玻纤增强改性聚丙烯材料替代金属材料后，尾门骨架和面板的两部分需通过胶水粘贴，要想达到较好的粘贴效果和装配时零件较高的尺寸精度，这就要求面板用矿物改性聚丙烯材料线膨胀系数做到与骨架用长玻纤增强改性聚丙烯材料一致。目前市场上长玻纤增强改性聚丙烯材料的线膨胀系数一般在4*10-5/k左右，而普通矿物改性聚丙烯材料线膨胀系数在8-10*10-5/k左右，因为其线膨胀系数较高，与骨架用长玻纤增强改性聚丙烯材料尺寸不匹配，在实际装配和胶水粘贴过程中经常会出现产品尺寸间隙大、产品脱胶等问题，目前市场上有通过在配方中增加矿物填充比例来降低其线膨胀系数，但是由之而来的问题是产品重量偏高，且抗冲性能会出现大幅下降，并不能满足汽车塑料尾门产品的实际应用，这就需求开发一种用于尾门面板高抗冲低线膨胀系数矿物填充改性聚丙烯材料，同时为进一步减重和节省能耗，传统的矿物填充改性聚丙烯材料也需要适当减重，以在最大程度上满足汽车轻量化的发展需求。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料、制备方法及汽车塑料尾门，利用其低线膨胀系数的特点可与塑料尾门骨架用长玻纤增强改性聚丙烯材料通过胶水粘贴后达到良好的结合效果，两种材料因为具有非常接近的线膨胀系数，因此在不同的加工和使用环境下塑料尾门面板和骨架能良好地结合，解决了因南北方气候条件差异和不同温度等加工使用条件下两种材料因尺寸不一致带来的装配问题；同时该发明的材料具备较高的抗冲性能，产品比重较低，更加符合新能源汽车塑料尾门高抗冲和减重的实际需求和发展趋势。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料，其特征在于，按重量分数计算，包括如下：
pp树脂：50-80份
乙烯-辛烯共聚弹性体：5-10份
滑石粉：5-15份
硫酸钙晶须：10-20份
抗氧剂：0.5-1份
紫外线吸收剂：0.6-1份
润滑剂：1-2份
成核剂：0.1-0.3份
色母粒：1-2份。
在上述的高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料中，所述的pp树脂在温度230℃、负载2.16kg条件下测试熔体流动速率为45g/10min。
在上述的高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料中，所述的滑石粉目数为5500目，滑石粉比重为2.6-2.7g/cm3。
在上述的高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料中，所述的硫酸钙晶的直径d≈1.0μm，平均长度l＝30-40μm，长径比l/d＞30，比重为2.3g/cm3。
在上述的高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料中，所述的抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类和长效热稳定剂的复配抗氧剂。
在上述的高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料中，所述的紫外线吸收剂为氰特化学5411和770。
在上述的高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料中，所述的润滑剂为硬脂酸锌znst。
在上述的高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料中，所述的成核剂类型为增刚成核剂。
一种高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一、按照以下配比称取原材料并在低速混合搅拌机中混合均匀：pp树脂50-80份，乙烯-辛烯共聚弹性体5-10份，滑石粉5-15份，硫酸钙晶须10-20份，抗氧剂0.5-1份，紫外线吸收剂0.6-1份，润滑剂1-2份，成核剂0.1-0.3份，色母粒1-2份。
步骤二、将混合好的原材料通过双螺杆挤出机共混造粒，双螺杆挤出机长径比44：1，螺杆直径36mm；挤出机设定工艺为：温度190-220℃，主机转速300-400rpm，口模挤出的长条通过水槽冷却和造粒成型。
一种通过一种高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料的制备方法所得到的汽车塑料尾门。
与现有技术相比，本发明的优点在于本发明矿物填充改性高抗冲低线膨胀系数聚丙烯材料，与目前市场上传统矿物改性聚丙烯材料相比，同时具备较高的抗冲性能和较低的线膨胀系数，能与电动汽车塑料尾门骨架用长玻纤增强改性聚丙烯材料通过胶水粘贴等工序达到良好的结合效果，即使在不同的室外环境下使用，产品仍然能保证比较稳定的尺寸和较好的抗冲性能，同时该发明材料与传统矿物填充改性聚丙烯材料相比，产品比重更低，进一步降低了汽车的能耗。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料，按重量分数计算，包括如下：pp树脂：50-80份；乙烯-辛烯共聚弹性体：5-10份；滑石粉：5-15份；硫酸钙晶须：10-20份；抗氧剂：0.5-1份；紫外线吸收剂：0.6-1份；润滑剂：1-2份；成核剂：0.1-0.3份；色母粒：1-2份，本发明的关键点在于引入一种新的矿物填充体系，使用硫酸钙晶须复配滑石粉填充改性，使得改性后的聚丙烯材料兼备较高的抗冲性能和较低的线膨胀系数，以此达到发明目的，本发明采用的pp树脂在温度230℃、负载2.16kg条件下测试熔体流动速率为45g/10min，具备较高流动性的同时还兼备较好的刚性和抗冲性能，本发明采用的乙烯-辛烯共聚弹性体其特点是高抗冲，尤其是低温抗冲性能比较优异，与市场上普遍使用的乙烯-丁烯poe弹性体和pp弹性体相比，其常温和低温条件下抗冲性能更优，本发明采用的滑石粉目数为5500目，是目前市场上目数和纯度较高的滑石粉，本发明采用的硫酸钙晶须是一种新型的无机增强、阻燃单晶纤维新材料，直径d≈1.0μm，平均长度l＝30-40μm，长径比l/d＞30，比重为2.3g/cm3；一般滑石粉比重为2.6-2.7g/cm3，与之相比，硫酸钙晶须的比重和线膨胀系数更低，弯曲模量和热变形温度更高，本发明采用的抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类和长效热稳定剂的复配抗氧剂，材料长周期耐热老化性能更佳，本发明采用的紫外线吸收剂为氰特化学5411和770，本发明采用的润滑剂为硬脂酸锌znst，在较高矿物填充改性聚丙烯材料配方体系中可减少无机矿物与双螺杆挤出机螺杆和筒壁之间的摩擦，降低设备磨损和提高生产稳定性，本发明采用的成核剂类型为增刚成核剂，可提高聚丙烯结晶度和结晶速率，本发明采用的色母粒为普通黑色母，外观具备较好的光泽即可。
本高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料的制备方法，步骤如下：步骤一、按照以下配比称取原材料并在低速混合搅拌机中混合均匀：pp树脂50-80份，乙烯-辛烯共聚弹性体5-10份，滑石粉5-15份，硫酸钙晶须10-20份，抗氧剂0.5-1份，紫外线吸收剂0.6-1份，润滑剂1-2份，成核剂0.1-0.3份，色母粒1-2份；步骤二、将混合好的原材料通过双螺杆挤出机共混造粒，双螺杆挤出机长径比44：1，螺杆直径36mm；挤出机设定工艺为：温度190-220℃，主机转速300-400rpm，口模挤出的长条通过水槽冷却和造粒成型，这里可以通过上述高抗冲低线膨胀系数改性聚丙烯材料所得到的汽车塑料尾门
以下为具体制备实施部分：
实施例1：
pp树脂：75份
乙烯-辛烯共聚弹性体：5份
滑石粉：10份
硫酸钙晶须：10份
抗氧剂：0.7份
紫外线吸收剂：0.6份
润滑剂：1份
成核剂：0.2份
色母粒：2份
本实施例中使用的pp树脂为台塑共聚聚丙烯3504，其特点是同时具备较高的抗冲性能和较低的线膨胀系数；乙烯-辛烯共聚弹性体为沙比克c0570d，辛烯的柔软链段使其玻璃化转变温度相较乙烯-丁烯共聚弹性体更低，赋予其更加优良的常温和低温韧性；滑石粉为丹东日天l-1c，目数和纯度较高；硫酸钙晶须为郑州博凯利生态工程有限公司的scw，高长径比和低比重能赋予材料质轻、低线膨胀系数的特点；抗氧剂为巴斯夫1010、168及ps802复配抗氧剂；紫外线吸收剂为氰特化学5411和770；润滑剂为中鼎化学硬脂酸锌znst；成核剂为旭电化na-11；色母粒为上海晶彩2718。
实施例2：
pp树脂：70份
乙烯-辛烯共聚弹性体：5份
滑石粉：10份
硫酸钙晶须：15份
抗氧剂：0.7份
紫外线吸收剂：0.6份
润滑剂：1份
成核剂：0.2份
色母粒：2份
本实施例是在实施例1的基础上将硫酸钙晶须份数增加至15份，同时将pp树脂含量降低至70份，所述原材料与实施例1相同。
实施例3：
pp树脂：65份
乙烯-辛烯共聚弹性体：5份
滑石粉：10份
硫酸钙晶须：20份
抗氧剂：0.7份
紫外线吸收剂：0.6份
润滑剂：1份
成核剂：0.2份
色母粒：2份
本实施例是在实施例1的基础上将硫酸钙晶须份数增加至20份，同时将pp树脂含量降低至65份，所述原材料与实施例1相同。
实施例4：
pp树脂：70份
乙烯-辛烯共聚弹性体：5份
滑石粉：15份
硫酸钙晶须：10份
抗氧剂：0.7份
紫外线吸收剂：0.6份
润滑剂：1份
成核剂：0.2份
色母粒：2份
本实施例是在实施例1的基础上将滑石粉份数增加至15份，同时将pp树脂含量降低至70份，所述原材料与实施例1相同。
实施例5：
pp树脂：65份
乙烯-辛烯共聚弹性体：10份
滑石粉：10份
硫酸钙晶须：15份
抗氧剂：0.7份
紫外线吸收剂：0.6份
润滑剂：1份
成核剂：0.2份
色母粒：2份
本实施例是在实施例2的基础上将乙烯-辛烯共聚弹性体份数增加至10份，同时将pp树脂含量降低至65份，所述原材料与实施例2相同。
对比例1：
pp树脂：65份
乙烯-辛烯共聚弹性体：10份
滑石粉：25份
硫酸钙晶须：0份
抗氧剂：0.7份
紫外线吸收剂：0.6份
润滑剂：1份
成核剂：0.2份
色母粒：2份
本对比例是在实施例5的基础上将硫酸钙晶须全部更换为滑石粉l-1c，配方中其他组分种类及份数与实施例5相同。
对比例2：
pp树脂：65份
乙烯-丁烯共聚弹性体：10份
滑石粉：10份
硫酸钙晶须：15份
抗氧剂：0.7份
紫外线吸收剂：0.6份
润滑剂：1份
成核剂：0.2份
色母粒：2份
本对比例是在实施例5的基础上将乙烯-辛烯共聚弹性体更换为普通的乙烯-丁烯共聚弹性体，配方中其他组分种类及份数与实施例5相同。
性能测试及评价：
采用如下测试方法及标准对材料配方进行性能测试：
密度：按照iso1183标准进行，测试条件为：a法；
熔融指数：按照iso1133-1标准进行，测试条件为：温度230℃，负载2.16kg；
拉伸强度：按照iso527-2标准进行，测试条件为：拉伸速度50mm/min；
悬臂梁缺口冲击强度：按照iso180标准进行，测试条件为：23℃，2mm缺口；
悬臂梁缺口冲击强度：按照iso180标准进行，测试条件为：-30℃，2mm缺口；
线膨胀系数：按照astme831标准进行，测试条件为：23℃～80℃
通过对比实施例1,2,3,4可知随着滑石粉或硫酸钙晶须含量增加，材料线膨胀系数逐渐降低，与此同时冲击强度也会下降；对比实施例5和对比例1可知相同填充含量配方体系硫酸钙晶须含量越高，材料线膨胀系数降低越明显。
通过对比实施例5和对比例2可知乙烯-辛烯共聚弹性体相较普通乙烯-丁烯共聚弹性体増韧效果更好；通过对比实施例1,2,3,4,5可知当滑石粉和硫酸镁晶须填充比例为10:15时材料同时具备较高的抗冲性能和较低的线膨胀系数，本发明是在普通滑石粉填充改性聚丙烯配方基础上使用硫酸钙晶须和滑石粉复配改性，制备出同时具备较高抗冲性能和较低线膨胀系数的改性聚丙烯材料，类似使用硫酸镁等晶须复配滑石粉达到相同目的的方法也包含在本技术发明内。