本發(fā)明涉及高分子技術領域，具體涉及低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料及其制備方法
背景技術：
汽車內飾件所用塑料占整車塑料量的50％以上。汽車內飾件的質量取決于所選用的材料。過去汽車內飾件多使用金屬、木材和纖維紡織品等材料，外觀和質感都不理想。熱塑性塑料具有易成型、韌性好、強度高、隔熱好、質地輕、耐腐蝕及成本低等一系列優(yōu)點，已經取代了傳統(tǒng)鋼鐵材料在汽車內飾件上的應用。
現(xiàn)有技術中，礦物填充聚丙烯具有密度較低、力學性能優(yōu)異、耐腐蝕、環(huán)保、價格低廉以及利于回收利用等特點，廣泛應用于汽車內外飾中。近年來，汽車產業(yè)的迅猛發(fā)展，對汽車內飾材料提出了越來越高的要求，如儀表板、門板、立柱等，不僅要求高沖擊、耐刮擦、低氣味、尺寸穩(wěn)定性好等性能，還要求材料具有低光澤度、表面有良好的觸感。
目前汽車內飾流行在視覺給人以亞光、舒適的感覺，在觸覺上具有良好的觸感。而傳統(tǒng)的PP注塑成型制件表面給人一種硬質塑料感強，觸感生硬。因此，通過配方設計，賦予普通的硬質PP材料以“亞光低奢、良皮膚觸感”。“皮膚觸感”是塑料制件的一種表觀性能，可描述為手觸摸到制件表面有一定的柔軟度，達到仿生效果，提高了汽車內飾材料的檔次。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料，采用了以下技術方案：一種低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料，所述改性復合材料的制備原料按重量份數組成如下：
所述的聚丙烯為高流動的共聚聚丙烯，其熔指為20-100g/10min，所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。
所述的天然纖維為植物纖維中的一種或者兩種以上的混合物，所述植物纖維為竹纖維、麻纖維，為連續(xù)纖維。
所述的玻璃微珠為3M公司生產的抗剪切破碎的IM16K中空玻璃微珠。
所述的增韌劑為乙烯-丁烯聚合物、乙烯-辛烯聚合物、乙烯-丙烯聚合物中的一種或者兩種以上的混合物。
所述的皮膚觸感改良劑為三元乙丙橡膠、乙烯-醋酸乙烯聚合物、聚丁烯、氫化苯乙烯類嵌段共共聚物以及具有乙烯基-聚二烯軟段的苯乙烯類嵌段共聚物中的一種或者兩種以上的混合物。
所述的低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料制備方法，其特征在于包括如下步驟：
(1)按所述制備原料的重量份數稱取原料，將聚丙烯、增韌劑、皮膚觸感改良劑加入到混合機中，于800-1500r/min下混合3-15分鐘，然后加入相容劑和其他助劑，于800-1500r/min下繼續(xù)混合3-15分鐘；
(2)將步驟(1)中充分混合的物料加入雙螺桿擠出機中熔融，在擠出機的側喂料口加入天然纖維和玻璃微珠，在氮氣保護下熔融混合，最后通過雙螺桿擠出機擠出、造粒成型，制得低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料。
所述的雙螺桿擠出機有兩個抽真空處，其中一個抽真空處位于輸送料段的末端、熔融段的開始端；另一個抽真空處位于計量段。
所述的雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40-50:1，雙螺桿擠出機包括八個溫控區(qū)，且溫控區(qū)的溫度均為190-230℃，螺桿轉速為200-500r/min。
所述的雙螺桿擠出機的其螺桿組合有如下特點：
1)喂料段為導程56/56mm、螺槽深度10-12mm的正向螺紋輸送段元件；
2)熔融混合段為30°和45°角的嚙合快組成；
3)計量段增加一組齒輪盤，提高玻璃微珠的在螺桿中的分散。
采用上述技術方案制備的低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料具備以下優(yōu)點：
1、本發(fā)明在制備改性聚丙烯材料過程中通過添加玻璃微珠、增韌劑和皮膚觸感改良劑，玻璃微珠優(yōu)先被增韌劑和皮膚觸感改性劑插層及包裹，形成“核-殼”結構，分散在PP相中，天然纖維的引入，提高了材料的剛性。注塑成型過程中，“核-殼”結構的玻璃微珠相對天然纖維更易分布在制件表面，玻璃微珠包裹的增韌劑和皮膚觸感改性劑會降低材料的表面硬度，使材料具有皮膚觸感，同時天然纖維分布在基體內部起到骨架作用，達到仿生的目的。制備的聚丙烯復合材料具有超低光澤度、低密度、耐刮擦、皮膚觸感、低收縮等特點，超亞光、皮膚觸感解決了汽車內飾材料塑料感強的印象，提升了汽車內飾材料的檔次，低收縮率解決了的制件翹曲變形的缺點，滿足零部件尺寸裝配要求。
2、本發(fā)明中所述的低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料，根據本行業(yè)的檢測標準，缺口沖擊強度大于20KJ/m2、彎曲模量大于1200MPa，顯示出良好的剛性和韌性，同時密度小于1.02g/cm3，滿足了輕量化的發(fā)展趨勢。
3、本發(fā)明制得的低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料，其制備過程中的聚丙烯、天然纖維原料、助劑等原料易得，材料可循環(huán)使用，可直接用于工業(yè)化生產。
具體實施方式
為更好理解本發(fā)明，下面結合具體的實施例對本發(fā)明進一步說明。
實施例中的低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料是由表1中所示原料按重量份組成，其中,
聚丙烯為熔指20-100g/10min高流動的共聚聚丙烯；
相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯；
天然纖維選自竹纖維、麻纖維等植物纖維，為連續(xù)纖維；
玻璃微珠為3M公司生產的抗剪切破碎的IM16K中空玻璃微珠；
增韌劑選自乙烯-丁烯聚合物、乙烯-辛烯聚合物、乙烯-丙烯聚合物中的一種或者兩種以上的混合物；
皮膚觸感改良劑選自三元乙丙橡膠、乙烯-醋酸乙烯聚合物、聚丁烯、氫化苯乙烯類嵌段共共聚物以及具有乙烯基-聚二烯軟段的苯乙烯類嵌段共聚物中的一種或者兩種以上的混合物；
其它助劑有抗氧劑、光穩(wěn)定劑、耐刮擦劑等。
具體制備方法包括以下步驟：
(1)按所述制備原料的重量份數稱取原料，將聚丙烯、增韌劑、皮膚觸感改性劑加入到混合機中，于800-1500r/min下混合3-15分鐘，然后加入相容劑和其他助劑，于800-1500r/min下繼續(xù)混合3-15分鐘；
(2)將步驟(1)中充分混合的物料加入雙螺桿擠出機中熔融，在擠出機的側喂料口加入天然纖維和中空玻璃微珠，在氮氣保護下熔融混合，最后通過雙螺桿擠出機擠出、造粒成型，制得低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料。
如在本發(fā)明的制備組份中添加耐刮擦劑、抗靜電劑、著色劑等功能助劑，使復合材料具有相應特性亦受本發(fā)明保護。
表1具體實施例中制備原料的組成
根據相關檢測標準，對具體實施例1-5及對比例制得的低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料進行測試，主要測試物性指標如下：拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、懸臂梁缺口沖擊強、邵氏硬度D、光澤度與皮膚觸感，其檢測標準與檢測結果如表2所示：
表2低密度超亞光仿生聚丙烯復合材料主要物性指標
由表2可知，通過按比例添加各種原材料，經過雙螺桿擠出機得到的塑料顆粒，是可以得到低密度、超亞光、觸感好聚丙烯復合材料的。光澤度方面可以降到3以下，在皮膚觸感方面，實施例1～5的手感都是柔軟的并且有挺度，而對比例一的觸摸手感是十分之硬，觸感差；對比例二，雖然柔軟性可以，但是沒有挺度，有種塌陷感覺，觸感也比較差。
所述的實施例并非僅限于本發(fā)明的保護范圍，所有基于本發(fā)明的基本思想而進行修改或變動的都屬于本發(fā)明的保護范圍。