一种适用于车内生命监测系统的聚丙烯内饰材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种聚丙烯材料及其制备方法，所得材料具有介电常数低、抗冲击性能好、模量高的特性，属于高分子材料加工和改性。

背景技术：

1、近年来，婴幼儿被遗忘在车内发生事故的报道屡见不鲜，因此一些新的车型开始配备车内生命监测系统。该系统通常由车内摄像头和车内毫米波雷达两部分组成——对于毫米波雷达，其一般不会像摄像头一样外露，而是被内饰板遮盖，这就要求内饰材料具有较好的透波性能。车内生命监测系统发挥作用的主要场景是锁车关窗之后，此时车辆不再发电，检测系统只会消耗电瓶原有的电量，因此系统能耗应越低越好。使用透波能力更好的内饰材料，有利于在保持监测系统信号强度的同时降低功耗。另外，作为汽车内饰材料，当用于制作a/b/c柱内饰板时必须具有高抗冲特性，以满足气囊爆破要求。

2、聚丙烯(pp)是用于制造汽车内饰的主要材料，涉及的内饰包括仪表板、门板、a/b/c柱盖板等。pp本身极性小、介电常数低，但纯pp的力学性能一般无法满足汽车内饰要求，需要引入填料来改性，这就会导致所得复合材料的介电常数增大，不利于透波。为尽量减少因填料导致的介电常数增加，需优先考虑使用低介电填料。目前最常用的低介电填料为低介电玻纤(d玻纤，介电常数4～4.5,10ghz)，该种玻纤引入pp中后材料冲击性能提升较为困难，这会导致无法满足内饰材料的抗冲击要求。基于以上可知，同时具备低介电和高抗冲特性是制备高透波pp内饰材料的主要难点。

技术实现思路

1、本发明的目的是开发一种适用于车内生命监测系统的聚丙烯内饰材料，所得材料可用于制造汽车内饰件，对毫米雷达波有较好的透过性，并具有优异的抗冲击性能。

2、本发明的另一目的是为了提供这种聚丙烯材料的制备方法。

3、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

4、一种适用于车内生命检测系统的聚丙烯内饰材料，由以下重量百分比计的原料组成：高流动嵌段共聚聚丙烯20-85％；高抗冲嵌段共聚聚丙烯10-30％；无规共聚聚丙烯0-15％；弹性体增韧剂5-30％；短切低介电玻纤(d玻纤)5-30％；长玻纤(e玻纤)0-20％；接枝物0-3％；稳定剂0.1-4％；其他添加剂0-5％。

5、所述的聚丙烯内饰材料中，

6、所述的高流动嵌段共聚聚丙烯的熔体流动速率为50-100g/10min。

7、所述的高抗冲嵌段共聚聚丙烯的熔体流动速率为5-30g/10min。

8、所述的无规共聚聚丙烯的熔体流动速率为0.25-20g/10min。

9、所述的弹性体增韧剂为乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丁烯共聚物或为两者的组合，密度为0.88-0.91g/cm3，熔体流动速率为0.5-25g/10min。

10、所述的短切低介电玻纤直径10μm，短切长度3mm，介电常数(10ghz)4.2-4.3；所述的长玻纤直径17μm，介电常数(10ghz)6.5-6.6。

11、所述的接枝物为马来酸酐接枝聚丙烯。

12、所述的稳定剂为本领域技术人员认为所需的主抗氧剂和辅抗氧剂，其中主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂，辅抗氧剂为亚磷酸盐或脂类抗氧剂。

13、所述的其他添加剂为本领域人员认为所需的色粉、阻燃剂、抗静电助剂、表面活性剂、增塑剂、抗微生物助剂中的一种或几种组合物。

14、上述适用于车内生命检测系统的聚丙烯内饰材料的制备方法，其具体步骤如下：

15、(1)将部分高流动嵌段共聚聚丙烯、接枝物、稳定剂按比例加入挤出机中，经剪切熔融后输出至浸渍装置中。长玻纤也通过辅助设备进入浸渍装置中，并被熔体充分浸渍，再经过冷却和切粒，得到长玻纤增强聚丙烯母粒；

16、(2)将剩余高流动嵌段共聚聚丙烯、高抗冲嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、弹性体增韧剂、接枝物、稳定剂和其他添加剂按比例在高速混合器中充分混合，之后从螺杆主喂料口加入双螺杆挤出机中，将低介电玻纤从螺杆中部侧向喂料口加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒，工艺为：一区190-200℃，二区200-210℃，三区210-220℃，四区205-215℃；停留时间1-2min，压力12-18mpa。

17、(3)将以上两步所得长玻纤增强母粒及含低介电玻纤的粒料在高速混合器中充分混合，之后用于注塑成型。

18、本发明的优点是：

19、1.低介电玻纤(d玻纤)和普通长玻纤(e玻纤)的复配可以避免在只有d玻纤存在时冲击性能提升困难的问题。另外，尽管只添加d玻纤对于降低材料介电常数有利，但该种填料成本相对较高，因此，在保证材料具有相对较低的介电常数前提下添加一定比例普通e玻纤也有利于降低成本。

20、2.高抗冲嵌段共聚聚丙烯和弹性体增韧剂的引入使材料具有优异的抗冲击性能。通过再额外添加结晶能力较弱的无规共聚聚丙烯，可以减弱结晶、减小球晶尺寸，提高聚丙烯与弹性体增韧剂的相容性和界面结合能力，从而在进一步巩固材料抗冲击能力的同时提高断裂伸长率。

21、3.先将长玻纤与部分高流动嵌段共聚聚丙烯做成母粒，然后用低介电玻纤与剩余组分挤出造粒，最后将含长玻纤的母粒与含低介电玻纤的粒料均匀混合进行注塑，这样避免了长玻纤经历二次挤出造粒被破坏，最大限度保持了玻纤长度。

技术特征：

1.一种适用于车内生命监测系统的聚丙烯内饰材料，其特征在于，由以下重量百分比计的原料组成：高流动嵌段共聚聚丙烯20-85％；高抗冲嵌段共聚聚丙烯10-30％；无规共聚聚丙烯0-15％；弹性体增韧剂5-30％；短切低介电玻纤(d玻纤)5-30％；长玻纤(e玻纤)0-20％；接枝物0-3％；稳定剂0.1-4％；其他添加剂0-5％。

2.根据权利要求1所述的一种适用于车内生命监测系统的聚丙烯内饰材料，其特征在于：所述的高流动嵌段共聚聚丙烯熔体流动速率为50-100g/10min；所述的高抗冲嵌段共聚聚丙烯熔体流动速率为5-30g/10min；所述的无规共聚聚丙烯熔体流动速率为0.25-20g/10min。

3.根据权利要求1所述的一种适用于车内生命监测系统的聚丙烯内饰材料，其特征在于：所述的弹性体增韧剂为乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丁烯共聚物或为两者的组合，密度为0.88-0.91g/cm3，熔体流动速率为0.5-25g/10min。

4.根据权利要求1所述的一种适用于车内生命监测系统的聚丙烯内饰材料，其特征在于：所述的短切低介电玻纤直径10μm，短切长度3mm，介电常数(10ghz)4.2-4.3；所述的长玻纤直径17μm，介电常数(10ghz)6.5-6.6。

5.根据权利要求1所述的一种适用于车内生命监测系统的聚丙烯内饰材料，其特征在于：所述的接枝物为马来酸酐接枝聚丙烯。

6.根据权利要求1所述的一种适用于车内生命监测系统的聚丙烯内饰材料，其特征在于：所述稳定剂为本领域技术人员认为所需的主抗氧剂和辅抗氧剂，其中主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂，辅抗氧剂为亚磷酸盐或脂类抗氧剂。

7.根据权利要求1所述的一种适用于车内生命监测系统的聚丙烯内饰材料，其特征在于：所述的其他添加剂为本领域人员认为所需的色粉、阻燃剂、抗静电助剂、表面活性剂、增塑剂、抗微生物助剂中的一种或几种组合物。

8.根据权利要求1-7任意之一所述适用于车内生命监测系统的聚丙烯内饰材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种适用于车内生命监测系统的聚丙烯内饰材料及其制备方法。该种聚丙烯材料由以下重量百分比的原料组成：高流动嵌段共聚聚丙烯20‑85％；高抗冲嵌段共聚聚丙烯10‑30％；无规共聚聚丙烯0‑15％；弹性体增韧剂5‑30％；短切低介电玻纤5‑30％；长玻纤0‑20％；接枝物0‑3％；稳定剂0.1‑4％；其他添加剂0‑5％。低介电玻纤和长玻纤的复配可使材料具有相对较低的介电常数，同时降低了成本，此外还避免了只有低介电玻纤存在时冲击性能提升困难的问题；高抗冲嵌段共聚聚丙烯和弹性体增韧剂的引入确保了材料具有优异的抗冲击性能，再额外添加无规共聚聚丙烯可以在进一步巩固抗冲击性能的同时提升材料的断裂伸长率。通过以上配方设计，所得材料可具有低介电、高抗冲、高模量的特性。

技术研发人员：王溢,张海生,殷嘉兴,何培雯,张锴,蔡青,蔡莹,周文
受保护的技术使用者：重庆普利特新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13