【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料的改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種汽車保險杠用金屬質(zhì)感免噴涂聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯樹脂具有良好的機(jī)械性能、加工性能以及耐化學(xué)性能，同時質(zhì)輕、價廉，因而在汽車工業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。汽車保險杠作為汽車不可或缺的零部件之一，聚丙烯材料是首選。但聚丙烯復(fù)合材料一般不耐劃傷，其表面硬度低，在使用過程中容易碰撞、摩擦而被劃傷影響其美觀。傳統(tǒng)的噴漆工藝可達(dá)到飾件美觀、金屬質(zhì)感以及耐劃傷等功能，但是噴涂工藝也存在許多問題，由于聚丙烯材料的非極性使得表面涂層的附著力差。其次，底漆溶劑揮發(fā)會導(dǎo)致環(huán)境污染，整個噴漆過程不環(huán)保，生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品不良率高且回收困難。這些缺點都限制了聚丙烯復(fù)合材料在汽車保險杠上的使用。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車新技術(shù)正朝著輕量化、舒適化、安全化的方向發(fā)展，而免噴涂材料正成為未來汽車保險杠的發(fā)展趨勢。
有關(guān)免噴涂聚丙烯復(fù)合材料已有一些報道，提出了一些解決方案。而要達(dá)到免噴涂金屬效果，主要是通過在基體樹脂中加入金屬顏料來實現(xiàn)的，而金屬顏料的剪切敏感性及取向和堆積的問題，在制品結(jié)構(gòu)復(fù)雜及熔流匯聚的地方會產(chǎn)生熔接發(fā)暗、金屬粉堆積的外觀不足，無法滿足高品質(zhì)制品要求，限制了其大規(guī)模的應(yīng)用，在市場上，目前應(yīng)用于一些小家電產(chǎn)品且對外觀要求不高的制件中。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一種汽車保險杠用金屬質(zhì)感免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，具有較好的金屬顏料分散、抗堆積性能及抗剪切的性能，同時成本低廉。
本發(fā)明另一目的是提供一種汽車保險杠用金屬質(zhì)感免噴涂聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種汽車保險杠用金屬質(zhì)感免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，按重量百分比由以下組分組成：
優(yōu)選的，所述的pp樹脂為均聚pp和嵌段共聚pp的一種或其混合物，均聚pp為高結(jié)晶樹脂，共聚pp為嵌段共聚樹脂，熔指大于20g/10min。如果熔融指數(shù)低，流動性差，分子抗堆積性會變差，不，如果熔融指數(shù)太高的話，分子量太低，抗剪切的性能又會較差，因此，要獲得綜合性能優(yōu)良的聚丙烯材料，優(yōu)選中高熔融指數(shù)的聚丙烯樹脂。
優(yōu)選的，所述的無機(jī)礦物母粒為滑石粉、poe和加工助劑的混合物，其中滑石粉為70～90重量份，poe為15～30重量份，加工助劑量為1～3重量份，所述滑石粉粒徑范圍為1～10微米。
優(yōu)選的，所述的彈性體為乙烯-辛烯共聚物或pbe(丙烯基共聚物)。含有乙烯-辛烯共聚物或丙烯基共聚物，使材料性能更柔軟、韌性好，粘結(jié)強(qiáng)度高，薄膜的拉伸強(qiáng)皮和撕裂強(qiáng)度突出，耐穿刺，熱封性好。
優(yōu)選的，所述的耐刮劑為硅酮粉、硅酮母粒、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一種或幾種的混合物。耐刮劑主要用作材料的加工潤滑劑、脫模劑與耐磨性能改型劑，可克服常用小分子潤滑劑難分散、用量大、效率低、易析出等缺點。
優(yōu)選的，所述的金屬顏料為鋁粉，形狀為片狀、銀元狀，粒徑為1～100微米。采用鋁粉為金屬顏料，為材料提供較好的穩(wěn)定性。
優(yōu)選的，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴類聚合物。
優(yōu)選的，所述的金屬顏料表面處理劑為高級脂肪酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或幾種組合。
優(yōu)選的，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑dstp中一種或其混合物，優(yōu)選為1010:168＝1:2，所述光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑770。
一種汽車保險杠用金屬質(zhì)感免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，包括以下步驟：
s1、按上述配比稱量原料；
s2.將聚丙烯樹脂、彈性體、無機(jī)礦物母粒在混料機(jī)中高速混合3～5min，然后加入相容劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、耐刮劑、再高速混合3～5min，混料機(jī)的溫度控制在55～65℃，得到1#預(yù)混料；
s3.將金屬顏料、金屬顏料表面處理劑低速混合3～5min，混料機(jī)的溫度控制在45～55℃，得到2#預(yù)混料；
s4.將1#、2#預(yù)混料混和均勻后從雙螺桿擠出機(jī)喂料口加入，熔融擠出造粒，擠出機(jī)各段溫度設(shè)定190℃、200℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、220℃、210℃，機(jī)頭溫度220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300～480r/min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
本發(fā)明的汽車保險杠用金屬質(zhì)感免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，技術(shù)方案旨在凸顯以下效果：
1.解決免噴涂顏色配色，實現(xiàn)了多種顏色配色方案；
2.提高了表面硬度，提升了耐劃傷性能；
3.改善了金屬顏料分散、抗堆積性能及抗剪切的性能；
4.簡化了噴涂工藝和生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本和提升效率；
5.聚丙烯復(fù)合材料屬于環(huán)保材料，可直接回收利用，提高了資源利用率。
【具體實施方式】
結(jié)合具體實施例說明本發(fā)明的一種汽車保險杠用金屬質(zhì)感免噴涂聚丙烯復(fù)合材料的制備方法：
s1、表1為實施例1-4及對比例1-2的重量組分，按表1中各原料配方方案進(jìn)行稱量；
s2、將聚丙烯樹脂、彈性體、無機(jī)礦物母粒在混料機(jī)中高速混合3～5min，然后加入相容劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、耐刮劑、再高速混合3～5min，混料機(jī)的溫度控制在55～65℃，得到1#預(yù)混料；
s3.將金屬顏料、金屬顏料表面處理劑低速混合3～5min，混料機(jī)的溫度控制在45～55℃，得到2#預(yù)混料；
s4.將1#、2#預(yù)混料混和均勻后從雙螺桿擠出機(jī)喂料口加入，熔融擠出造粒，擠出機(jī)各段溫度設(shè)定190℃、200℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃、220℃、210℃，機(jī)頭溫度220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300～480r/min。
上述材料，均聚高結(jié)晶聚丙烯為pph-mm20-s，嵌段共聚聚丙烯為k9026，熔體流動速率在230℃/2.16kg條件下分別測得為21g/10min和29g/10min，彈性體為?？松梨诘耐_(dá)美vm6202，熔體流動速率在230℃/2.16kg條件下分別測得為18g/10min，相容劑為馬來酸酐接枝pp阿科瑪?shù)腸a100，抗氧劑為1010與168的混合物(重量比1:2)，光穩(wěn)定劑為770。
表1：實施例1-4及對比例1-2的重量組分
擠出造粒之后的粒子進(jìn)行重新干燥之后，進(jìn)行注塑，制備出測試力學(xué)性能的樣板或樣條。各實施例的測試標(biāo)準(zhǔn)及測試結(jié)果如表2所示。
表2實施例1-4及對比例1-2的重量組分測試對比：
測試方法：按gb/t17037標(biāo)準(zhǔn)注塑樣品，材料的金屬效果和流痕嚴(yán)重程度采取人工目測評價方法，金屬效果按好壞程度分為差、較好、優(yōu)；流痕嚴(yán)重程度分輕微、一般、嚴(yán)重三個等級，選擇至少5人評價；耐刮性能按gmw14688標(biāo)準(zhǔn)測試。
從表1中可以看出，實施例2中金屬顏料未進(jìn)行表面處理，流痕和金屬效果均較差；對比例2中沒有相容劑，金屬效果一般，但流痕嚴(yán)重；對比例1中沒有耐刮劑，耐刮性能變差。
這說明依本發(fā)明制備的汽車保險杠用金屬質(zhì)感免噴涂聚丙烯復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)在于金屬顏料的表面處理、相容劑的含量以及耐刮劑的使用，同時要調(diào)節(jié)組分之間的比例以期獲得物理性能良好的產(chǎn)品。以上實施例是本發(fā)明的較佳實施方案，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作出的改變，所產(chǎn)生的功能作用未能超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。