一种耐划痕仿金属效果聚丙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种耐划痕仿金属效果聚丙烯复合材料及其制备方法，可用于汽车内 外饰件，属于聚合物改性和加工技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着人们对环保的日益重视，一类通过直接注塑成型、无需进行喷涂便可以达到 喷涂效果的仿金属效果树脂正在展示其强有力的竞争力。这类仿金属效果材料制备的常用 方式是在树脂材料中填充金属颜料、珠光颜料以达到其特殊的色彩效果。仿金属效果树脂 材料不仅可以给客户带来多样化的产品，使其在同行业中保持领先优势，还减少从原料到 成品中对环境和操作人员污染较大的喷涂工艺，提高生产效率，降低制件的综合成本，具有 巨大的市场前景。免喷涂仿金属效果材料的另一个优点就是产品可回收利用，由于喷涂件 表面具有一层热固性喷涂树脂，在回收过程中需要将喷涂层通过复杂的工艺去除才能回收 利用，免喷涂仿金属效果材料可以直接回收利用，降低环境负担。
[0003] 聚丙烯树脂具有良好的物理、力学、化学性能及易加工性能，同时质轻、价廉、易回 收因而被广泛应用于汽车内外饰件。但聚丙烯材料的耐划痕性能较差，在一些易划伤部件， 如脚踏板，下护板，车身大包围，保险杠，门板、仪表板装饰条等表观部件，会因摩擦而形成 划痕，直接影响汽车的美观，严重影响了其在汽车饰件中的应用，因此需要对聚丙烯材料进 行改性，以满足产品划痕的要求。
[0004] 有关如何提高聚丙烯耐磨方面己有一些报道，提出了一些解决方案，中国专利 CN1990534A采用二硫化钼及聚四氟乙烯提高了聚丙烯的耐划痕性能。中国专利 CN102492196则为提高高温状态下或者热老化后的耐划痕性能，将酰胺类、聚硅氧烷类材料 进行复配制备成耐划痕剂。中国专利CN102061033A将耐划痕助剂与一部分弹性体制备成耐 刮擦母粒，再加入聚丙烯基材中进行挤出造粒，该方法提高了耐划痕助剂在基材中的分散 性，从而提高了耐刮擦助剂的效率。国外专利W002051933通过改变填料增加材料的表面硬 度，从而提高材料的耐划痕性能，他们用云母粉代替部分滑石粉达到了提高耐划痕性能。
[0005] 虽然以上方法都对特定的聚丙烯复合材料体系的耐划痕性能起到一定作用，但仿 金属效果聚丙烯复合材料主要作为装饰件和外观件材料，属于易划伤部件，如果产生划痕， 直接影响其美观，因此仿金属效果聚丙烯材料对耐划痕性能有着十分高的要求，但耐划痕 仿金属效果聚丙烯复合材料还鲜有人研究和报道。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种耐划痕仿金属效果聚丙烯复合材料及其制备方法，以解 决现有技术的上述问题，。
[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008] 为了提高仿金属效果聚丙烯复合材料的耐划痕性能，本发明的技术方案是在仿金 属效果聚丙烯复合材料的配方中加入耐划痕剂，通过降低仿金属效果聚丙烯材料的摩擦系 数，有效地改善仿金属效果聚丙烯复合材料的划痕性能。
[0009] -种耐划痕仿金属效果聚丙烯复合材料，由以下重量百分比的原料组成： 聚丙烯 41~92%， 无机填料 0~25%， 增韧剂 0~15%
[0010] 效果颜料 0.1~4%， 耐划痕剂 0.1~4%， 光稳定剂 0.1~1 %， 抗氧剂 0.1~1%。
[0011] 更为优选的是：
[0012] -种耐划痕仿金属效果的聚丙烯复合材料，由以下重量百分比的原料组成： 聚丙烯 6:0~80:%， 无机填料 10-25%,
[0013] 增韧剂 5~10%， 效果颜料 0.2~2%， 耐划痕剂 0.2-3%, 光稳定剂 0,1~1%，
[0014] 抗氧剂 0.1~1%。
[0015] 所述的聚丙烯为熔体流动速率在5~60g/10min(230°C，2.16kg)之间的均聚聚丙 烯或嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量在5~15mol%的范围内， 均聚聚丙烯的结晶度在70%以上，等规度大于99%。
[0016] 所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙和硫酸钡中的一种或几种的组合物，其粒径范 围均为1~15微米，优选1~8微米。
[0017] 所述的增韧剂Ρ0Ε为线形乙烯~辛烯共聚物，密度为0.88~0.90g/cm3，熔融指数 为0.5~14g/10min(230°C，2.16kg)，优选5~10g/10min。
[0018] 所述的效果颜料为表面无表面包覆层或有表面包覆层的金属颜料，其中，金属颜 料为铝粉、铜粉、金粉、银粉、辞粉、锡粉和铁粉中的一种或几种，金属颜料的形态为球状，玉 米片状或者为银元状，粒径为1~300M1，粒径优选15~150μπι;所述的表面包覆层选自聚乙 烯蜡、丙烯酸酯、己二酸二辛酯和矿物油中的一种或几种的组合。
[0019] 所述的耐划痕剂为硅酮母粒和酰胺类中的一种或几种。所述的硅酮母粒的熔融指 数为1~8g/min(230°C，2.16kg)，ΡΗ值6.0~7.0;硅酮母粒的基材为聚丙烯，有效成分为聚 硅氧烷，分子量为2w~6w，聚硅氧烷在硅酮母粒中含量为40~70%。所述的酰胺类耐划痕剂 为硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺和N，N'_乙撑双硬脂酸酰胺等中的一种或几种。
[0020] 所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酚和硫酯类抗氧剂中 的一种或几种，优选3114,1010和DSTP中的一种或几种。辅抗氧剂选用亚磷酸盐和酯类抗氧 剂中的一种或两种，优选618和168中的一种或两种。
[0021] 所述的光稳定剂选用受阻胺类光稳定剂，如944和770中的一种或两种的组合物。
[0022] 上述这种耐划痕仿金属效果聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤为：
[0023] (1)按重量配比称量各原料；
[0024] (2)将原料置于高速混合器中混合3~5分钟；
[0025] (3)将混合均匀的原料置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为：一区 190~200°C，二区200~210°C，三区210~230°C，四区205~220°C;螺杆转速为整个挤出过 程的停留时间为1~2分钟。
[0026] 本发明在仿金属效果聚丙烯复合材料的挤出配方中添加耐划痕剂，制备出耐划痕 性能更好的聚丙烯材料。
[0027]本发明耐划痕的测试按照上海大众企业测试标准PV3952执行，在10N的应力条件 下，在样件上刻划出一个至少40*40mm的格子，刻划速度1000mm/min，格子大小为2mm。测试 前后的AL差值。
[0028]本发明的优点是：
[0029] 1、本发明在仿金属效果聚丙烯复合材料体系中添加适量耐划痕剂，从而使得制备 出的仿金属效果聚丙烯具有更好的耐划痕性能。
[0030] 2、本发明所制备的仿金属效果聚丙稀复合材料在保证材料耐磨性能同时（Δ L〈 1.5)，材料的各项物理力学性能基本不受影响。
[0031] 3、本发明所提出的改善仿金属效果聚丙烯复合材料耐磨性能的方法制备工艺简 单、生产成本低。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合一些实施实例，对本发明作进一步说明：
[0033] 实施例1
[0034] -种耐划痕仿金属效果聚丙烯复合材料，该方法的包括一下步骤：
[0035] (1)按照以下组分及含量进行备料
[0036]聚丙烯70%，无机填料15%，增韧剂10%，效果颜料1.5%，耐划痕剂0.2%，光稳定 剂0.2 %，主抗氧剂0.1 %，辅抗氧剂0.2 %。
[0037] 其中聚丙烯是埃克森美孚公司生产的AP3N和7555KNE2,各35%。
[0038] 无机填料为5000目滑石粉，平均粒径为2.5μπι。
[0039] 增韧剂POE为美国陶氏公司生产Engage 8180。
[0040] 金属颜料为铝粉颜料，粒径为50μπι，形状为银元型，载体为PE蜡。
[0041]耐划痕剂为芥酸酰胺固体粉末。
[0042] 光稳定剂为944和770，添加量各为0.2 %
[0043]主抗氧剂是英国ICE公司生产的DSTP。
[0044]辅抗氧剂为巴斯夫公司生产的168.
[0045] (2)将聚丙烯、无机填料、增韧剂、金属颜料、耐划痕剂、光稳定剂、主抗氧剂和辅抗 氧剂在高速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的 温度设定为180~220°C，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷 却、切粒步骤，得到耐划痕仿金属效果的聚丙烯复合材料。
[0046] 实施例2
[0047] -种耐划痕仿金属效果聚丙烯复合材料，该方法的包括一下步骤：
[0048] (1)按照以下组分及含量进行备料
[0049] 聚丙烯70%，无机填料15%，增韧剂10%，效果颜料1.5%，耐划痕剂0.5%，光稳定 剂0.2 %，主抗氧剂0.1 %，辅抗氧剂0.2 %。
[0050] 其中聚丙烯是埃克森美孚公司生产的AP3N和7555KNE2,各35%。
[0051 ] 无机填料为5000目滑石粉，平均粒径为2.5μπι。
[0052] 增韧剂POE为美国陶氏公司生产Engage 8180。
[0053] 金属颜料为铝粉颜料，粒径为50μπι，形状为银元型，载体为PE蜡。
[0054] 耐划痕剂为芥酸酰胺固体粉末。
[0055] 光稳定剂为944和770,添加量各为0.2 %
[0056]主抗氧剂是英国ICE公司生产的DSTP。
[0057]辅抗氧剂为巴斯夫公司生产的168.
[0058] (2)将聚丙烯、无机填料、增韧剂、金属颜