本发明属于高分子改性材料
技术领域：
，具体涉及一种免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
：目前，家电、汽车等外观件大部分采用油漆进行喷涂处理，这导致了大量的voc排放，对环境、一线生产员工、消费者的健康都有很大的危害，同时喷涂工艺复杂，设备投入较大，且喷漆制件不良率较高，导致喷涂成本居高不下。随着免喷涂塑料产品进入家具、家电以及汽车企业的视线，由于免喷涂材料具有无需喷涂便拥有丰富多彩颜色的特点，相对于其他塑料产品来说，这种免喷涂塑料产品环保效果非常好。因此，越来越多的家电、汽车企业，开始采用免喷涂材料来逐渐取代来需要喷漆的材料，比如在汽车应用免喷涂的零部件如汽车门把手、汽车车灯、保险杆下护板、格栅亮条等。免喷涂材料成型的制件无需二次加工即可直接使用，满足了“绿色环保”、“美观炫彩”的市场趋势。但是现有的免喷涂材料对模具及成型工艺要求较高，一般模具表面要达到镜面抛光要求才能凸显出免喷涂材料较好的金属炫彩质感效果，同时一些面彭图材料比如免喷涂聚丙烯材料容易吸水、吸灰，使得其表面容易被污水渍及灰尘污染，造成金属感下降，极大影响美观。技术实现要素：有鉴于此，本发明有必要提供一种免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法，该免喷涂聚丙烯复合材料无需极高的模具抛光要求和苛刻的成型工艺即可达到较高的金属光泽效果，且表面具有干态防尘湿态疏水的自清洁效果，以解决上述问题。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种免喷涂聚丙烯复合材料，其由聚丙烯50～80份、增韧剂10～30份、滑石粉5～20份、疏水改性剂0.5～5份、抗静电剂1～10份、金属铝粉1～3份、增亮改性剂0.5～3份、润滑剂0.1～1份、抗氧剂0.1～1份和耐候剂0.1～0.5份按照重量份制备而成。进一步的，所述的聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为30～100g/10min。进一步的，所述的增韧剂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-已烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或几种的混合物。进一步的，所述的滑石粉为平均粒径5000～10000目的细粒径滑石粉。进一步的，所述的疏水改性剂为含氟化合物或偶联剂类物质。进一步的，所述抗静电剂为阳离子型、阴离子型、非离子型中的至少一种。。进一步的，所述的金属铝粉为片层状铝粉，其粒径为2-65μm。进一步的，所述的增亮改性剂为白色粉末形态的分子链调节剂。进一步的，所述润滑剂为芥酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺中的至少一种；所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，主抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂中的至少一种，所述辅抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述的耐候剂选自受阻胺类或紫外线吸收剂。本发明还提供了如前述任一项所述的免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：将疏水改性剂与滑石粉按照配比混合后充分搅拌，使滑石粉与疏水改性剂充分接触浸润包覆完全，制得超疏水改性滑石粉；按照配比将聚丙烯、增韧剂、增亮剂、金属铝粉、抗静电剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂和制得的超疏水改性滑石粉充分混合均匀，将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，然后经过塑化、挤出、造粒，制备得到免喷涂聚丙烯复合材料。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采用特殊高效增亮剂改善免喷涂聚丙烯复合材料的光泽，从而极大提高材料金属质感，同时避免了模具的高抛光要求及苛刻的成型工艺条件，该特殊高效增亮剂能显著提高聚丙烯复合材料的表面光泽和金属质感。本发明在通过对滑石粉体进行超疏水改性，使材料具有低表面能超疏水涂层，导致污水无法在材料表面附着，同时复配高效抗静电助剂降低表面电阻率，使得材料在干燥状态下灰尘无法吸附附着，从而达到干湿态双重协效的自清洁效果，具有广阔的应用前景。该免喷涂聚丙烯复合材料通过各组分配方优化设计，具有高光自清洁效果，并具有与传统喷漆工艺相近的色泽效果，同时避免了繁琐的喷漆工艺，节约成本，在汽车、家电等领域有广阔的应用前景。具体实施方式为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本发明第一方面公开了一种免喷涂聚丙烯复合材料，其由聚丙烯50～80份、增韧剂10～30份、滑石粉5～20份、疏水改性剂0.5～5份、抗静电剂1～10份、金属铝粉1～3份、增亮改性剂0.5～3份、润滑剂0.1～1份、抗氧剂0.1～1份和耐候剂0.1～0.5份按照重量份制备而成。本发明在优化配方的基础上在聚丙烯体系中添加滑石粉和疏水改性剂、抗静电剂和增亮改性剂，通过对滑石粉进行疏水改性并复配抗静电剂，使得得到的免喷涂聚丙烯复合材料具有干态防尘湿态疏水的自清洁效果，而添加的增亮改性剂则显著提高了免喷涂聚丙烯复合材料的光泽和金属质感，并且不必采用高抛光要求的模具、对成型工艺的要求也不苛刻，普通挤出工艺即可制备，因此，具有广阔的应用前景。进一步的，本发明中所述的聚丙烯可以是本领域中任意规格的聚丙烯，其作为基体树脂添加，在本发明的一些具体的实施方式中，所述的聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为30～100g/10min。进一步的，本发明中的增韧剂可以为本领域常规的增韧剂，其主要用于平衡和调整材料韧性，但由于金属银产品流动性要求比较高，因此，优选的，本发明中的增韧剂优选为高熔指增韧剂，具体实例包括但不限于乙烯-丙烯共聚物、乙烯-已烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或几种的混合物。进一步的，由于金属银产品要求金属效果好，具有高光泽，因此，优选的，在本发明的一些实施方式中，所述的滑石粉为平均粒径5000～10000目的细粒径滑石粉，采用高目数的细滑石粉可使得复合材料的表面粗糙度更低。进一步的，所述的疏水改性剂为含氟化合物或偶联剂类物质。可以理解的是，所述的含氟化合物、偶联剂类物质可以是本领域中的常规选择，如含氟化合物可提及的实例包括但不限于十七氟癸基三甲氧基硅烷，所述偶联剂类物质可提及的实例包括但不限于硅烷偶联剂kh560，这里不再一一阐述。进一步的，本发明中的抗静电剂可以为本领域中的常规选择，所述抗静电剂为阳离子型、阴离子型、非离子型中的至少一种，这里不再具体限定。进一步的，所述的金属铝粉为片层状铝粉，其粒径为2-65μm，可以理解的是，优选片层结构的铝粉，在成型熔体汇合时能够降低铝粉的定向排布，可避免常见的金属银留痕、熔接线缺陷等问题；进一步的，铝粉粒径太大，一方面影响材料的冲击性能，另一方面颗粒感太强，使得复合材料的表观质量差。进一步的，所述的增亮改性剂为白色粉末形态的分子链调节剂，本发明中的增亮改性剂为市售品，其是一种高分子量、高熔点的高分子接枝物，能够提高分子链润滑，改善填充物与树脂的相容分散，同时在材料表面会形成致密的超薄光亮涂层，通过在体系中添加该增亮改性剂可改善免喷涂聚丙烯复合材料的光泽，从而极大提高材料金属质感，同时避免了模具的高抛光要求及苛刻的成型工艺条件，该特殊高效增亮剂能显著提高聚丙烯复合材料的表面光泽和金属质感。进一步的，本发明中的润滑剂没有特别的限定，本领域中常规采用的润滑剂均可，其具体可提及的实例包括但不限于芥酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺中的至少一种；所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，主抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂中的至少一种，所述辅抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述的耐候剂选自受阻胺类或紫外线吸收剂。本发明第二个方面公开了如本发明第一个方面任一项所述的免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：将疏水改性剂与滑石粉按照配比混合后充分搅拌，使滑石粉与疏水改性剂充分接触浸润包覆完全，制得超疏水改性滑石粉；可以理解的是，这里的充分搅拌可采用本领域中常规的机械搅拌方式，没有具体的限定，其搅拌时间可根据需要进行调整，以滑石粉和疏水改性剂充分接触浸润为主，在本发明的一些具体的实施方式中，搅拌时间为15min。按照配比将聚丙烯、增韧剂、增亮剂、金属铝粉、抗静电剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂和制得的超疏水改性滑石粉充分混合均匀，将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，然后经过塑化、挤出、造粒，制备得到免喷涂聚丙烯复合材料。可以理解的是，双螺杆挤出机为本领域中常用的挤出设备，其加工参数根据基体树脂、添加助剂的种类和份数的不同可进行调整，因此，这里可以不进行具体的限定，在本发明的一些具体的实施方式中，所述双螺杆挤出机的长径比为35～50:1，挤出温度为180～230℃，螺杆转速为300～600r/min。下面结合具体的实施例和对比例对本发明的技术方案进行进一步清楚完整的说明，以下实施例和对比例中如无特别的说明，其添加份数均指重量份，所采用的原料组分均为市售品。实施例1取5份十七氟癸基三甲氧基硅烷与20份粒径为10000目填充滑石粉在高速混合机中进行充分搅拌混合15min，使粉体与疏水改性剂充分接触浸润包覆完全，制得超疏水改性滑石粉，然后取出备用。将50份熔指60g/10min(230℃、2.16kg)的共聚聚丙烯、15份乙烯-丙烯共聚物、3份增亮改性剂、2份粒径20μm的片层状金属铝粉、10份硬脂基三甲基季铵盐酸盐、1份硬脂酸钙、1份抗氧剂1010、0.5份受阻胺类耐候剂5590和前述制得的超疏水改性滑石粉混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，然后经过塑化、挤出、造粒，制备得到免喷涂聚丙烯复合材料。所述双螺杆挤出机的长径比为50:1，挤出温度为180℃，螺杆转速为600r/min。实施例2取3份十七氟癸基三甲氧基硅烷与12份粒径8000目的填充滑石粉在高速混合机中进行充分搅拌混合15min，使粉体与疏水改性剂充分接触浸润包覆完全，制得超疏水改性滑石粉，然后取出备用。将60份熔指50g/10min(230℃、2.16kg)的共聚聚丙烯、14份乙烯-已烯共聚物、2.5份增亮改性剂、2.5份粒径40μm的片层状金属铝粉、7份烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、0.4份硬脂酸酰胺、0.6份抗氧剂1010、0.2份紫外线吸收剂耐候剂234以及前述制得的超疏水改性滑石粉进行混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，然后经过塑化、挤出、造粒，制备得到免喷涂聚丙烯复合材料。所述双螺杆挤出机的长径比为48:1，挤出温度为230℃，螺杆转速为500r/min。实施例3取0.5份硅烷偶联剂kh560与5份粒径5000目填充滑石粉在高速混合机中进行充分搅拌混合15min，使粉体与疏水改性剂充分接触浸润包覆完全，制得超疏水的改性滑石粉，然后取出备用。将80份熔指30g/10min(230℃、2.16kg)的共聚聚丙烯、12份乙烯-丁烯共聚物、1份增亮改性剂、3份粒径2μm的片层状金属铝粉、1份烷基磺酸盐、0.5份芥酸酰胺、0.3份抗氧剂168、0.3份紫外线吸收剂耐候剂327以及前述制得的超疏水改性滑石粉进行混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，然后经过塑化、挤出、造粒，制备得到免喷涂聚丙烯复合材料。所述双螺杆挤出机的长径比为35:1，挤出温度为200℃，螺杆转速为300r/min。实施例4取2份十七氟癸基三甲氧基硅烷与8份粒径6000目填充滑石粉在高速混合机中进行充分搅拌混合15min，使粉体与疏水改性剂充分接触浸润包覆完全，制得超疏水的改性滑石粉，然后取出备用。将55份熔指100g/10min的共聚聚丙烯、30份乙烯-丙烯共聚物增韧剂、2份增亮改性剂、1.5份粒径65μm金属铝粉、5份聚醚链段接枝聚酰胺pebaxmv2080、0.1份硬脂酸钙润滑剂、0.5份1010抗氧剂、0.4份受阻胺类耐候剂770以及上述改性滑石粉进行混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，然后经过塑化、挤出、造粒，制备得到免喷涂聚丙烯复合材料。所述双螺杆挤出机的长径比为40:1，挤出温度为210℃，螺杆转速为450r/min。实施例5取1份硅烷偶联剂kh560疏水改性剂与10份粒径8000目填充滑石粉在高速混合机中进行充分搅拌混合15min，使粉体与改性剂充分接触浸润包覆完全，制备超疏水的改性滑石粉，然后取出备用。将65份熔指60g/10min(230℃、2.16kg)的共聚聚丙烯、10份乙烯-已烯共聚物、0.5份增亮改性剂、1份粒径15μm片层状的金属铝粉、8份硬脂酰胺丙基羟乙基季胺硝酸盐、0.2份硬脂酸钙、0.1份抗氧剂1010、0.1份受阻胺类耐候剂944以及前述制得的超疏水改性滑石粉进行混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，然后经过塑化、挤出、造粒，制备得到免喷涂聚丙烯复合材料。所述双螺杆挤出机的长径比为48:1，挤出温度为220℃，螺杆转速为550r/min。对比例1不添加疏水改性剂对滑石粉进行疏水改性，即仅添加未改性的滑石粉，其他组分及添加量和制备方法均与实施例1相同。对比例2不添加抗静电剂，其他组分及添加量和制备方法均与实施例1相同。对比例3不添加增亮改性剂，其他组分及添加量和制备方法均与实施例1相同。表1：实施例1～5和对比例1～3中各样品部分指标性能项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1对比例2对比例3接触角/°14513410512511895146144电阻率(ω)2.5*e98.8*e103.2*e124.5*e111.9*e102.7*e99.2*e122.6*e9金属光泽优好较好好一般优优差注：接触角测试采用直径为100±2mm，厚度2～3mm的圆片，采用xg-camb1标准型接触角测量仪进行测试。表面电阻率测试采用直径为100±2mm，厚度2～3mm的圆片。试验之前需要在温度23±2℃，相对湿度为50±5％规定的环境中放置48小时。然后按照gb/t1410—2006测定的方法进行测量。金属光泽通过目视观察判断，分为五个等级优、好、较好、一般、差。由表1中的测试数据可以看出，通过对滑石粉的疏水改性能够显著提高降低材料表面能，提高表面接触角，形成超疏水涂层，同时抗静电剂的引入能降低材料表面电阻率，达到干态防尘湿态疏水的自清洁效果，同时配方优先增亮改性剂能够显著提高材料表面光泽和金属质感，本发明制备的免喷涂聚丙烯复合材料具有优异的力学性能，在汽车、家电装饰件产品中有着广阔的应用前景。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12