一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子材料改性領域，尤其涉及一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯 材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 改性聚丙稀別名改性環氧樹脂(Modified Propylene Polymer)由聚丙稀及多種 有機、無機材料，經特殊的復合技術精制而成，其廣泛的應用于化工、材料、建筑等各個行 業，與人們的日常生活息息相關。
[0003] 目前在改性聚丙烯行業，如何增加改性聚丙烯材料的韌性是一個很大的技術難 題。主流的增韌聚丙烯復合材料是乙烯-辛烯無規共聚物，乙烯-辛烯無規共聚物增韌效果 好，性價比高，因此被廣泛應用于聚丙烯改性行業，尤其是汽車聚丙烯改性料中。但是，乙 烯-辛烯無規共聚物的熔點較低，對制造工藝要求高，且以此制備得到的聚丙烯復合材料雖 然韌性很好，但是其綜合性能卻較低。所以，尋找一種新方式增加聚丙烯復合材料的韌性取 代乙烯-辛烯無規共聚物增韌，以提高聚丙烯復合材料綜合性能是亟需解決的技術問題。
[0004] 同時，還值得一提的是，目前汽車內飾聚丙烯材料的耐刮擦性能不是很強，所以增 加聚丙烯復合材料的耐刮擦性也是十分重要的。
[0005] 通過相關資料查詢和實驗研究發現環烯烴類共聚物具有良好耐刮擦性、高強度、 高模量。環烯烴類共聚物為雙環庚烯(降冰片烯)單體和乙烯單體在金屬茂催化劑作用下發 生共聚合得到，一般行業內稱其為C0C材料。具有如下特性：（1)密度小，比PMMA和PC約低 10 %，有利于制品輕量化；（2)飽和吸水率小，C0C吸水率遠低于PMMA，不會產生因吸水導致 物性下降的影響；（3)由于含有極性和異向性小的單體，因而為非晶型透明材料(透光率可 達91 %以上），雙折射率小；（4)屬高耐熱性透明樹脂玻璃化溫度達140-170°C，玻璃化溫度 是非晶型聚合物的耐熱性指標(5)容易注射成型；（6)機械性能優良，拉伸強度，彈性模量比 PC高；（7)優良的復制性，故制品質量高；（8)介電常數低，特別是高頻性能好，是熱塑性塑料 中介電性能最好的材料；（9)耐擦傷性良好，C0C鉛筆硬度與PMMA相近，耐擦傷性是光學材料 的一個重要性能指標；（10)C0C分子側鏈有極性基團，與無機、有機材料粘接性好，易于密 封。C0C材料主要用途如下:光學鏡頭、光學播音器、多邊鏡、角摸板用保護膜、DVD碟片基材、 大型顯不器、背光導光板、小型顯不器前光導光板、光學半導體。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的，就是為了解決上述問題而提供了一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚 丙烯材料，該汽車內飾聚丙烯材料與傳統的技術相比，其材料的耐磨性增強了，材料的耐刮 擦性提高了，并且，在制造成本相當的前提下，其綜合性能可提升百分之二十以上。
[0007] 本發明的另一個目的還在于提供了一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯材料的制 備方法。
[0008] 為實現上述目的，本發明的技術方案實施如下：
[0009] 本發明的一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯材料，包括以下組分及其重量份:聚 丙烯100份，聚丁烯10-80份，乙烯-辛烯嵌段共聚物10-80份，環烯烴類共聚物1-15份，無機 填料0-50份，潤滑劑2-5份，抗氧劑0.2-0.6份。
[0010] 上述的一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯材料，其中，所述聚丙烯為嵌段共聚物 聚丙烯，在230°C、2.16kg的測試條件下，其熔融指數為10-110g/10min。
[0011] 上述的一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯材料，其特征在于，所述環烯烴類共聚 物是由雙環庚烯單體和乙烯單體在金屬茂催化劑作用下發生共聚反應制備得到。
[0012] 上述的一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯材料，其中，所述聚丁烯的重量份優選 為25-55份，所述乙烯-辛烯嵌段共聚物的重量份優選為25-55份，環烯烴類共聚物的重量份 優選為3-8份。
[0013] 上述的一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯材料，其中，所述無機填料選自碳酸 鈣、硫酸鋇、玻璃微珠和滑石粉中的至少一種。
[0014] 上述的一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯材料，其中，所述潤滑劑由白油和硬脂 酸鹽混合而成，所述硬脂酸鹽為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅或硬脂酸鎂。
[0015] 上述的一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯材料，其中，所述抗氧劑由受阻酚類抗 氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑混合而成。
[0016] 本發明還提供了一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯材料的制備方法，制備方法 的步驟如下：聚丙烯100份，聚丁烯10-80份，乙烯-辛烯嵌段共聚物10-80份，環烯烴類共聚 物1 -15份，無機填料0-50份，潤滑劑2-5份，抗氧劑0.2-0.6份。
[0017] 步驟2:將聚丙烯、聚丁烯、乙烯-辛烯嵌段共聚物、環烯烴類共聚物、潤滑劑、抗氧 劑加入高速混合機中，混合速度為200-300轉/分鐘，混合時間為3-5分鐘；
[0018]步驟3:將無機填料加入高速混合機中，混合速度為200-300轉/分鐘，混合時間為 3-5分鐘；
[0019] 步驟4:將混合的原料置于雙螺桿擠出機中經熔融擠出、造粒、干燥、冷卻、裝包，所 述雙螺桿擠出機從喂料段到機頭共分為十個區域，從第一區域到第十區域的溫度依次為 170-180°C、200-220°C、200-220°C、210-220°C、210-220°C、205-225°C、205-225°C、205-225 °C、200-215°C、200-215°C〇
[0020] 上述的一種耐刮擦、超韌性汽車內飾聚丙烯材料的制備方法，其中，所述步驟4中 雙螺桿擠出機的螺桿直徑為42-75mm，長徑比在40-60。
[0021] 本發明的有益效果如下：
[0022] (1)通過使用聚丁烯增韌聚丙烯，提高聚丙烯復合材料的沖擊韌性和斷裂伸長率 以及利用聚丁烯良好的耐磨性能改善聚丙烯的耐磨性；
[0023] (2)利用乙烯-辛烯嵌段共聚物替代傳統的乙烯-辛烯無規共聚物增韌聚丙烯，最 終制得含乙烯-辛烯嵌段共聚物的聚丙烯復合材料綜合性能比含乙烯-辛烯無規共聚物的 聚丙烯復合材料高約20%以上，且兩者價格相當；
[0024] (3)利用環烯烴類共聚物與聚丙烯良好的相容性以及自身良好的耐刮擦性、高強 度、高模量進一步提高聚丙烯復合材料的綜合性能。最終制得綜合性能優異的聚丙烯復合 材料。
【具體實施方式】
[0025] 下面將結合實施例，對本發明作進一步說明，共提供3個對比例和6個實施例。
[0026] 對比例和實施例中所涉及的原材料的具體信息如下所示：
[0027] 聚丙烯：型號:BX3920(熔融指數110)，廠家:韓國SK;型號:AZ191(熔融指數28)，廠 家:新加坡TPC;型號:K9010 (熔融指數10)，廠家：臺灣化學。
[0028] 聚丁烯:型號:9217M，廠家:利安德巴塞爾；型號:0150M，廠家:利安德巴塞爾。
[0029] 環烯烴類共聚物（以下簡稱C0C材料）：型號:T0PAS6015,廠家：日本寶理。
[0030]乙烯-辛烯嵌段共聚物：型號：9000，廠家：陶氏化學；型號：9007，廠家：陶氏化學； 型號:9507,廠家:陶氏化學。
[0031]乙烯-辛烯無規共聚物:型號:8150，廠家:陶氏化學。
[0032] 無機填料:滑石粉型號:AH51210，廠家:遼寧艾海;碳酸鈣型號:LD-1000C，廠家:立 達超微;玻璃微珠型號:2500GP，廠家:上海外電;硫酸鋇型號:BSM-M，廠家:廣州集美。
[0033]抗氧劑:受阻酚類型號：1010,廠家：宜興市天使合成化學；亞磷酸酯類型號：168， 廠家:宜興市天使合成化學。
[0034]潤滑劑：白油型號：白油70#，廠家：美國艾威特;硬脂酸鈣型號：BS-3818,廠家:華 明泰化工;硬脂酸鋅型號:BS-2818,廠家:華明泰化工;硬脂酸鎂型號:BS-5818,廠家:華明 泰化工。
[0035] 對比例1
[0036] 按照以下組分及重量份準備原料：聚丙烯100份（型號BX3920和型號AZ191各50 份），乙烯-辛烯嵌段共聚物15份(型號9000)，⑶C3份，滑石粉30份，碳酸鈣8份，白油1.3份， 硬脂酸鋅0.7份，受阻酚類抗氧劑0.1份和亞磷酸酯類抗氧劑0.3份。隨后，將聚丙烯、乙烯-辛烯嵌段共聚物、C0C、白油、硬脂酸鋅，受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑放入高速混合 機中混合3-5分鐘后，再加入滑石粉和碳酸鈣，再混合3-5分鐘，高速混合機混合速度為200-300轉/分鐘。混合后的物料加入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出、造粒、干燥、冷卻、裝包。 [0037] 對比例2
[0038] 按照以下組分及重量份準備原料：聚丙烯100份（型號BX3920和型號AZ191各50 份），聚丁烯30份（型號9217M)，乙烯-辛烯無規共聚物15份，C0C3份，滑石粉30份，碳酸鈣8 份，白油1.3份，硬脂酸鋅0.7份，受阻酚類抗氧劑0.1份和亞磷酸酯類抗氧劑0.3份。隨后，將 聚丙烯、聚丁烯、乙烯-辛烯無規共聚物、C0C、白油、硬脂酸鋅，受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯 類抗氧劑放入高速混合機中混合3-5分鐘后，再加入滑石粉和碳酸鈣，再混合3-5分鐘，高速 混合機混合速度為200-300轉/分鐘。混合后的物料加入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出、造 粒、干燥、冷卻、裝包。
[0039] 對比例3
[0040] 按照以下組分及重量份準備原料：聚丙烯100份（型號BX3920和型號AZ191各50 份），聚丁烯30份(型號9217M)，乙烯-辛烯嵌段共聚物15份(型號9000)，滑石粉30份，碳酸鈣 8份，白油1.3份，硬脂酸鋅0.7份，受阻酚類抗氧劑0.1份和亞磷酸酯類抗氧劑0.3份。隨后， 將聚丙烯、聚丁烯、乙烯-辛烯嵌段共聚物、白油、硬脂酸鋅，受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類 抗氧劑放入高速混合機中混合3-5分鐘后，再加入滑石粉和碳酸鈣，再混合3-5分鐘，高速混 合機混合速度為200-300轉/分鐘。混合后的物料加入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出、造粒、 干燥、冷卻、裝包。
[0041 ] 實施例1
[0042] 步驟1:按照以下組分及重量份準備原料:聚丙烯100份(型號BX3920和型號AZ191 各50份），聚丁烯30份(型號9217M)，乙烯-辛烯嵌段共聚物15份(型號9000)，C0C3份，滑石粉 30份，碳酸鈣8份，白油1.3份，硬脂酸鋅0.7份，受阻酚類抗氧劑0.1份和亞磷酸酯類抗氧劑 0.3 份；
[0043] 步驟2:將聚丙烯、聚丁烯、乙烯-辛烯嵌段共聚物、C0C、白油、硬脂酸鋅、受阻酚類 抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑，混合速度為200-300轉/分鐘，混合時間為3-5分鐘；
[0044] 步驟3:將滑石粉和碳酸鈣加入高速混合機中，混合速度為200-300轉/分鐘，混合 時間為3-5分鐘；
[0045] 步驟4:將混合的原料置于雙螺桿擠出機中經熔融擠出、造粒、干燥、冷卻、裝包，所 述雙螺桿擠出機從喂料段到機頭共分為十個區域，從第一區域到第十區域的溫度依次為 170-180°C、200-220°C、200-220°C、210-220°C、210-220°C、205-225°C、205-225°C、205-225 °C、200-215°C、200-215°C〇
[0046] 實施例2
[0047] 步驟1:按照以下組分及重量份準備原料:聚丙烯100份（型