一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及高分子材料，尤其涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、随着汽车轻量化的发展，聚合物复合材料在汽车内外饰部件上的使用越来越广泛，其中以聚丙烯复合材料尤甚。在汽车内饰制件聚丙烯复合材料的使用上，制件的光泽度和耐划伤性能是主机厂较为关注的两大热点。普通改性的聚丙烯复合材料往往光泽度较高、耐划伤性能较差。光泽度高，给人的感觉便是塑料感过强，影响驾乘感观体验；耐划伤性能差，则容易划伤，不耐使用。

2、为适应轻量化需求，汽车塑料制件越来越多采用薄壁化设计。而薄壁化制件，在注塑过程中需要快速充填。因此，对聚丙烯复合材料的流动性也有较高的要求。现有的技术难以同时兼顾聚丙烯复合材料的高流动性、低光泽及耐划伤性。例如，公开号为cn102532686a的发明专利公开了一种低光泽耐划痕聚丙烯材料及其制备方法，采用了二氧化硅母粒作为耐划伤剂，该方案获得较低光泽度、耐划伤较好的聚丙烯材料，但耐划伤剂用量偏高，材料流动性能下降严重。公开号为cn 109021380a的发明专利公开了一种具有低气味、耐划伤、低光泽性能的聚丙烯复合材料及其制备方法，通过hdpe与耐划伤剂协同作用，改善耐划伤性能，但材料的光泽度并未明显降低。公开号为cn 112480551a的发明专利公开了一种聚丙烯组合物及其制备方法，采用了鳞片石墨作为耐划伤协效剂，鳞片石墨与耐划伤剂复配可以在保证较高的耐划伤性能下大幅降低pp树脂中耐划伤剂的添加量；但是，该专利的技术方案存在材料光泽度高，不满足使用需求的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种高流动性低光泽耐划伤的聚丙烯复合材料及其制备方法与应用。

2、为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供的一种聚丙烯复合材料，包括如下重量份的组分：聚丙烯树脂49～80份、聚乙烯树脂5～15份、增韧剂5～25份、填充剂5～30份、耐划伤剂1～5份、耐划伤协效剂0.5～3份、相容剂0.5～5份，所述相容剂包括氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。

4、本发明通过加入耐划伤剂、耐划伤协效剂及相容剂，显著提升聚丙烯复合材料体系的耐划伤性能，并降低体系的光泽度；以聚丙烯树脂为主体材料，在保证较低光泽度及较优耐划伤性能的同时，确保体系具有较好的流动性。本发明提供的聚丙烯复合材料可广泛应用于制备汽车饰件，能满足汽车饰件轻量化、薄壁化的需求。

5、作为本发明的优选实施方式，所述聚丙烯树脂在所述聚丙烯复合材料中的重量比百分比不少于35％。

6、作为本发明的优选实施方式，所述耐划伤剂、相容剂及耐划伤协效剂的重量比为耐划伤剂：相容剂：耐划伤协效剂＝(1～3)：(1～3)：1。发明人研究发现，各组分的重量份在上述范围内，制备出的聚丙烯复合材料体系的流动性更加均一，熔体流动稳定性更好，光泽度更低，且耐划伤性能更好(δl小于1.0)，更适于制备出薄壁化轻量化的汽车饰件。

7、作为本发明的优选实施方式，所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sebs)根据iso1133-1：2022标准方法在190℃，2.16kg的负荷下的熔体流动速率为2～30g/10min。

8、本发明通过加入氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sebs)作为相容剂，与增韧剂及填充剂等相容，能改善增韧剂、聚丙烯树脂及填充剂之间的界面效应，显著降低聚丙烯复合材料的光泽度；所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sebs)本身不含不饱和双健，具有良好的光稳定、热稳定性，在聚丙烯复合材料体系中起到弹性体的作用，能有效增加体系的韧性。

9、作为本发明的优选实施方式，所述耐划伤剂包括聚硅氧烷、脂肪族伯酰胺和脂肪族仲酰胺中的至少一种。

10、所述脂肪族伯胺可以是乙撑双油酰胺、硬脂酰胺、油酸酰胺、氢化油酸酰胺、芥酸酰胺中的至少一种；所述脂肪族仲酰胺可以是十八烷基芥酸酰胺、油基棕榈酰胺中的至少一种。

11、在本发明制备复合聚丙烯材料时，聚硅氧烷可以直接添加，也可以以母粒形式添加。

12、作为本发明的优选实施方式，所述耐划伤协效剂包括鳞片石墨和二氧化硅中的至少一种。

13、进一步的，所述鳞片石墨的目数为300～400目；所述二氧化硅的平均粒径为4～5μm。

14、所述二氧化硅的平均粒径的测试方法为gb/t 19077:2016。

15、进一步的，所述耐划伤协效剂为鳞片石墨。发明人研究发现，本发明采用耐划伤剂与鳞片石墨，能明显改善聚丙烯复合材料体系的耐划伤性能。

16、作为本发明的优选实施方式，所述聚丙烯树脂根据iso 1133-1：2022标准方法在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率为10～120g/10min。

17、进一步的，所述聚丙烯树脂包含至少两种不同熔体流动速率的共聚聚丙烯，其中至少一种共聚聚丙烯树脂根据iso 1133-1：2022标准方法在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率为100～120g/10min。发明人研究发现，采用多种不同熔体流动速率的共聚聚丙烯树脂复配，其中至少一种共聚聚丙烯树脂根据iso 1133-1：2022标准方法在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率大于100g/10min，才能使聚丙烯复合材料体系具有良好的流动性。

18、进一步的，所述聚丙烯树脂如下重量份的组分：第一共聚聚丙烯树脂20～50份、第二共聚聚丙烯树脂0～30份、第三共聚聚丙烯树脂0～30份；所述第一共聚聚丙烯树脂根据iso 1133-1：2022标准方法在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率为100～120g/10min；所述第二共聚聚丙烯树脂根据iso 1133-1：2022标准方法在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率为50～70g/10min；所述第三共聚聚丙烯树脂根据iso 1133-1：2022标准方法在230℃，2.16kg负荷下的熔体流动速率为10～30g/10min。

19、作为本发明的优选实施方式，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯(hdpe)，所述高密度聚乙烯根据iso 1133-1：2022标准方法在190℃，216kg负荷下的熔体流动速率为3～10g/10min。

20、作为本发明的优选实施方式，所述增韧剂包括乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物和三元乙丙橡胶中的至少一种。

21、作为本发明的优选实施方式，所述增韧剂根据iso 1133-1：2022标准方法在190℃，216kg负荷下的熔体流动速率为0.5～10g/10min。

22、发明人研究发现，聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、相容剂及增韧剂在适宜的熔体流动速率下，使各组分间相容性更好，聚丙烯复合材料体系的流动性更加均一，熔体流动稳定性更好，更适于制备出薄壁化轻量化的汽车饰件。

23、作为本发明的优选实施方式，所述填充剂包括滑石粉、碳酸钙、硅灰石、高岭土和蒙脱土中的至少一种。

24、进一步的，所述填充剂的目数为2000～4000目。

25、作为本发明的优选实施方式，所述聚丙烯复合材料还包括如下重量份的组分：抗氧剂0.3～1份、光稳定剂0.2～0.5份、色母0.8～3份。

26、进一步的，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂中的至少一种。

27、进一步的，所述光稳定剂包括受阻胺类光稳定剂。

28、第二方面，本发明提供的一种如第一方面所述的聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

29、s1、将各原料按比例混合，得到预混料；

30、s2、将所得的预混料挤出、造粒得到聚丙烯复合材料。

31、作为本发明的优选实施方式，步骤s1中混合的时间为1～5min，转速为500～1500rpm。

32、作为本发明的优选实施方式，步骤s2采用双螺杆挤出机将所得的预混料挤出、造粒，所述双螺杆挤出机的工艺参数如下：一区温度为60～120℃，二区至四区的温度为200～220℃，五区至十区的温度为180～200℃，螺杆转速为300～600r/min。

33、第三方面，本发明提供的一种如第一方面所述的聚丙烯复合材料在制备汽车饰件中的应用。

34、所述汽车饰件包括但不限于汽车门板、立柱、座椅靠背。所述汽车饰件为薄壁制件，例如，薄壁立柱、薄壁门板、薄壁手套箱、薄壁衣帽架等。

35、相比于现有技术，本发明的有益效果为：

36、本发明通过加入耐划伤剂、耐划伤协效剂及相容剂，显著提升聚丙烯复合材料体系的耐划伤性能，并降低体系的光泽度；以聚丙烯树脂为主体材料，在保证较低光泽度及较优耐划伤性能的同时，确保体系具有较好的流动性；

37、本发明制备得到的聚丙烯复合材料具有良好的流动性和耐划伤性能，且光泽度较低，可广泛应用于制备汽车饰件，能满足汽车饰件轻量化、薄壁化的需求。