本發(fā)明涉及一種聚丙烯復(fù)合材料,具體為一種免火焰處理的可噴涂聚丙烯復(fù)合材料,以及其制備方法;屬于聚合物改性和加工領(lǐng)域。
背景技術(shù):
:隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展以及人們對車身外觀的要求日益提高,以保險(xiǎn)杠為代表的大部分車身塑料外飾零件均需要進(jìn)行噴漆處理,以保持與車身金屬漆外觀一致。目前保險(xiǎn)杠等外飾零件大都采用聚丙烯復(fù)合材料生產(chǎn),出于環(huán)保要求的考慮,所用油漆大多為水性漆,而由于聚丙烯本身為非極性材料,與極性的水性漆相容性較差,如果直接噴涂,二者的結(jié)合力很差,很容易在零件運(yùn)輸和安裝過程中造成油漆層剝落,從而導(dǎo)致零件報(bào)廢。因此,目前聚丙烯類零件在噴漆前均需要經(jīng)過火焰烘烤過程,以短時間提高零件的表面極性,從而滿足油漆附著的要求。但火焰烘烤流程耗時長、設(shè)備投入大、且工藝控制不當(dāng)極易造成零件噴漆效果變差,如果能設(shè)法改善聚丙烯類材料自身的極性,即有可能免去火焰處理過程,大大降低生產(chǎn)制造成本。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),本發(fā)明通過聚丙烯、無機(jī)填料、彈性體增韌劑與極性相容劑、表面潤滑劑等協(xié)同作用,所得產(chǎn)品無需進(jìn)行火焰處理,直接噴漆后油漆附著力良好,同時機(jī)械性能保持不變,可大量用于需要噴漆處理的外飾注塑零件。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種免火焰處理的可噴涂聚丙烯復(fù)合材料,用于汽車或家電行業(yè)需要噴涂處理的零部件的注塑。本發(fā)明的另一個目的是為了提供這種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種免火焰處理的可噴涂聚丙烯復(fù)合材料,由下列重量百分比的原料組成:其中,所述的聚丙烯為熔體流動速率為5-60g/10min的均聚或共聚丙烯,測試條件為230℃,2.16kg,其中共聚丙烯的共聚單體為乙烯,其含量為4-10mol%。所述的無機(jī)填料為滑石粉、云母、晶須、硅灰石、玻璃纖維中的一種或兩種以上的組合物,優(yōu)選平均直徑5um的滑石粉。所述的彈性體增韌劑為聚丁二烯橡膠、乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等中的一種或兩種以上的組合物;優(yōu)選乙烯-辛烯共聚物彈性體,熔體流動速率為0.5-10g/10min,測試條件為230℃,2.16kg。所述的相容劑為接枝聚丙烯、接枝聚乙烯、接枝聚苯乙烯、接枝ABS和接枝POE中的一種或兩種以上組合,所述的接枝基團(tuán)為馬來酸酐、硅烷、丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一種或兩種以上組合;優(yōu)選為馬來酸酐接枝聚丙烯,密度為0.89-0.91g/cm3,熔點(diǎn)為170-190℃,在230℃×2.16kg的測試條件下,熔體流動速率為10-50g/10min,接枝率為0.5-1.0%,為任意均聚或嵌段共聚丙烯經(jīng)馬來酸酐熔融擠出改性所得。所述的表面潤滑劑為脂肪酸或其衍生物,優(yōu)選脂肪酸酰胺類物質(zhì)。所述穩(wěn)定劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為所需的主抗氧劑和輔助抗氧劑,其中主抗氧劑為受阻酚或硫酯類抗氧劑,輔助抗氧劑為亞磷酸鹽或酯類抗氧劑。所述其它添加劑包括本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為所需的著色劑、成核劑、發(fā)泡劑、表面活性劑、增塑劑、偶聯(lián)劑、阻燃劑、光穩(wěn)定劑、加工助劑、抗靜電助劑、抗微生物助劑中的一種或以上的組合物。上述免火焰處理的可噴涂聚丙烯復(fù)合材料的制備方法,其步驟如下:1)按重量配比稱取原料;2)將聚丙烯、無機(jī)填料、彈性體增韌劑、相容劑、表面潤滑劑、穩(wěn)定劑和其它助劑在高速混合器中干混3-15分鐘,將混合后的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒;其中螺筒內(nèi)溫度為:一區(qū)190-200℃,二區(qū)190-210℃,三區(qū)190-210℃,四區(qū)190-210℃,機(jī)頭190-220℃,雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為100-1000轉(zhuǎn)/分。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1、通過聚丙烯、無機(jī)填料、彈性體增韌劑與相容劑、表面潤滑劑的協(xié)同作用,所得產(chǎn)品無需進(jìn)行火焰處理即可進(jìn)行噴漆,油漆附著力良好。2、本發(fā)明的材料機(jī)械性能與傳統(tǒng)材料相當(dāng),同時可以免去噴漆工藝必須的火焰處理過程,大大降低噴漆零件的制造成本。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例,對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例的限制,本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求書中提出。在實(shí)施例及對比例的復(fù)合材料配方中,所用聚丙烯為熔體流動速率(230℃×2.16kg)5-60/10min的嵌段共聚丙烯,其中嵌段共聚丙烯的共聚單體為乙烯,其含量在4-10mol%范圍內(nèi)。所用無機(jī)填料為平均直徑5um的滑石粉。所用彈性體為DOW公司的乙烯-辛烯共聚物8150。所用相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。所用表面潤滑劑為脂肪酸酰胺。所用穩(wěn)定劑為英國ICE公司的NegonoxDSTP(化學(xué)名稱為硫代二丙酸硬脂醇酯)、Ciba公司的Irganox1010(化學(xué)名稱為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、以及Ciba公司的Igrafos168(化學(xué)名稱為亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯)。實(shí)施例1按重量百分比稱取聚丙烯74.5%、滑石粉15%、彈性體增韌劑10%、Irganox1010為0.1%、Igrafos168為0.1%、NegonoxDSTP為0.3%,在高速混合器中干混5分鐘,再加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒,其中螺筒內(nèi)溫度為:一區(qū)200℃,二區(qū)210℃,三區(qū)210℃,四區(qū)210℃,機(jī)頭220℃,雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。樣板不經(jīng)火焰處理直接噴漆并進(jìn)行油漆剝離測試。實(shí)施例2按重量百分比稱取聚丙烯74.5%、滑石粉20%、彈性體5%、Irganox1010為0.1%、Igrafos168為0.1%、NegonoxDSTP為0.3%,在高速混合器中干混5分鐘,再加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒,其中螺筒內(nèi)溫度為:一區(qū)200℃,二區(qū)210℃,三區(qū)210℃,四區(qū)210℃,機(jī)頭220℃,雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。樣板不經(jīng)火焰處理直接噴漆并進(jìn)行油漆剝離測試。實(shí)施例3按重量百分比稱取聚丙烯64.5%、滑石粉20%、彈性體增韌劑15%、Irganox1010為0.1%、Igrafos168為0.1%、NegonoxDSTP為0.3%,在高速混合器中干混5分鐘,再加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒,其中螺筒內(nèi)溫度為:一區(qū)200℃,二區(qū)210℃,三區(qū)210℃,四區(qū)210℃,機(jī)頭220℃,雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。樣板不經(jīng)火焰處理直接噴漆并進(jìn)行油漆剝離測試。實(shí)施例4按重量百分比稱取聚丙烯59.5%、滑石粉25%、彈性體增韌劑15%、Irganox1010為0.1%、Igrafos168為0.1%、NegonoxDSTP為0.3%,在高速混合器中干混5分鐘,再加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒,其中螺筒內(nèi)溫度為:一區(qū)200℃,二區(qū)210℃,三區(qū)210℃,四區(qū)210℃,機(jī)頭220℃,雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。樣板不經(jīng)火焰處理直接噴漆并進(jìn)行油漆剝離測試。實(shí)施例5按重量百分比稱取聚丙烯68.5%、滑石粉20%、彈性體10%、相容劑1%、Irganox1010為0.1%、Igrafos168為0.1%、NegonoxDSTP為0.3%,在高速混合器中干混5分鐘,再加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒,其中螺筒內(nèi)溫度為:一區(qū)200℃,二區(qū)210℃,三區(qū)210℃,四區(qū)210℃,機(jī)頭220℃,雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。樣板不經(jīng)火焰處理直接噴漆并進(jìn)行油漆剝離測試。實(shí)施例6按重量百分比稱取聚丙烯68%、滑石粉20%、彈性體10%、相容劑1%、表面潤滑劑0.5%、Irganox1010為0.1%、Igrafos168為0.1%、NegonoxDSTP為0.3%,在高速混合器中干混5分鐘,再加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒,其中螺筒內(nèi)溫度為:一區(qū)200℃,二區(qū)210℃,三區(qū)210℃,四區(qū)210℃,機(jī)頭220℃,雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。樣板不經(jīng)火焰處理直接噴漆并進(jìn)行油漆剝離測試。對比例按重量百分比稱取聚丙烯69.5%、滑石粉20%、彈性體增韌劑10%、Irganox1010為0.1%、Igrafos168為0.1%、NegonoxDSTP為0.3%,在高速混合器中干混5分鐘,再加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒,其中螺筒內(nèi)溫度為:一區(qū)200℃,二區(qū)210℃,三區(qū)210℃,四區(qū)210℃,機(jī)頭220℃,雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。樣板經(jīng)火焰處理后噴漆并進(jìn)行油漆剝離測試。性能評價(jià)方式:樣品密度測試按ISO1183-1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;彎曲性能測試按ISO178標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,試樣尺寸為80×10×4mm,跨距64mm,彎曲速度2mm/min;簡支梁沖擊性能測試按ISO179-1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,試樣尺寸為80×10×4mm,缺口深度為試樣厚度的三分之一;熔體流動速率按ISO1133-1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,測試條件為230℃×2.16kg;油漆剝離測試使用十字劃格法,油漆表面做十字切割后用膠帶粘附并快速撕除,評估油漆被剝離面積所占比例。各實(shí)施例及對比例配方及性能測試結(jié)果見下列各表:表1實(shí)施例1-6及對比例材料配方(重量%)表2實(shí)施例1-6及對比例性能測試結(jié)果對比例實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6密度(g/cm3)1.061.021.061.061.091.061.06熔體流動速率(g/10min)20202320161921彎曲模量(MPa)1500120017001300150015501500缺口沖擊強(qiáng)度/23℃(kJ/m2)30321040352729油漆剝離脫落(%)01510151220對比例為典型的外飾保險(xiǎn)杠用聚丙烯復(fù)合材料的配比,樣板經(jīng)火焰處理后進(jìn)行噴漆及油漆剝離測試,漆層沒有剝落;實(shí)施例1-4為不同滑石粉/彈性體增韌劑配比的聚丙烯復(fù)合材料,樣板不經(jīng)火焰處理直接噴漆并進(jìn)行剝離測試,發(fā)現(xiàn)漆層剝離嚴(yán)重,均有10-15%左右的脫落,無法滿足使用要求;實(shí)施例5加入相容劑,漆層剝離率大幅度降低,但仍有少量脫落;實(shí)施例6在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上再加入表面潤滑劑,不經(jīng)火焰處理直接噴漆,發(fā)現(xiàn)油漆層沒有剝落,同時綜合機(jī)械性能與對比例大致相當(dāng),可以滿足使用要求。當(dāng)前第1頁1 2 3