環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料及其制備方法。本發明采用玄武巖纖維作為熱塑性彈性體改性增強材料，在保持熱塑性彈性體原有高彈性，使材料具有柔軟的觸感的基礎上，提高了材料的力學性能和耐刮擦性，并且玄武巖纖維是一種新型無機環保綠色高性能纖維材料，又具有綠色環保等特點，同時也避免了使用玻璃纖維不能與皮膚直接接觸的缺點；采用EAA作為相容劑，共混過程中增強了基體材料之間的相容性，力學性能提高，同時還使所得最終材料具有低氣味，低VOC等的特性。本發明材料來源廣泛，成本低廉，環保性好，使用效果理想。
【專利說明】
環境友好型纖維増強熱塑性彈性體材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及高分子材料技術領域，尤其是一種環境友好型纖維增強熱塑性彈性體 材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車內飾美學設計的要求，汽車內飾件材料不僅要求強度高，抗沖擊，耐刮擦 及尺寸穩定性好等性能，同時提出內飾制件需要低的光澤，降低塑料感，增強真皮的質感， 在視覺和觸覺上給人以"柔軟"的感覺。一種方法是通過配方設計，賦予普通的硬質PP材料 以"柔軟"的觸感且能通過一次注塑成型。專利JP2009/506177公開了一種增強聚丙烯材料， 組份包括質量分數為5%-90%的軟質聚丙烯材料、質量分數5%-60%的礦物或玻璃纖維和加工 助劑等，具有良好的耐刮擦性和軟觸感。但是所用的聚丙烯為高橡膠含量的嵌段共聚聚丙 烯，乙丙橡膠的含量高，與聚丙烯基體相容性較差，制件溶解出現流痕等缺陷。專利 CN103254498A公開了一種具有非常好的耐刮擦性和柔軟觸感的由填料增強的熱塑性材料 組成的模塑組合物，該組合物具有良好的耐刮擦性以及較軟的觸感，但該方案中軟材料含 量均在50%以上，由此獲得柔軟的觸感，但過多添加軟材料將嚴重影響材料的力學性能。另 一種解決方法是在制件表面包覆一層共聚合金等材料制備的蒙皮，增加觸感柔軟程度，但 是這種方法不僅工序復雜、成本上升，而且這種共聚合金等材料含有較多的增塑劑和重金 屬穩定劑，產生環保和回收利用的難題。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是：提供一種環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料及其制備方 法，它具有良好的機械力學性能，彈性好，優良的耐刮擦性，具有低光澤度、低V0C、綠色環保 等特點，較軟的觸感和低光澤度使其具有皮革的外觀特性，以克服現有技術的不足。
[0004] 本發明是這樣實現的:環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，按質量份計算，包 括以乙烯-辛烯共聚物15~50份，聚丙烯25~50份，玄武巖纖維15~25份，相容劑2~8份，抗 氧劑0.2~1.2份，耐刮擦劑2~3份及潤滑劑0.3~1.2份為制備原料。
[0005] 所述的乙烯-辛烯共聚物中的辛烯的摩爾含量大于10%，乙烯-辛烯共聚物的熔融 指數為5 ~30g/10min，密度為 0 · 865 ~0 · 940g/cm3〇
[0006] 所述的聚丙烯為共聚聚丙烯或均聚聚丙烯。
[0007] 所述的玄武巖纖維的直徑為6.6~ΙΟμL?，線密度為22tex，斷裂強度0.46~0.80N/ tex，斷裂伸長率為2.4~3.1%。。
[0008] 所述的相容劑為乙烯-丙烯酸共聚物，其中丙烯酸的含量為20.5%，乙烯-丙烯酸共 聚物的熔體流動速率:300g/10min。
[0009] 所述的潤滑劑為白色粉末樹枝狀聚合物，相對分子量質量為3280.2,表觀密度為 0.45g/cm3。
[0010] 所述的耐刮擦劑為反應接枝硅酮母粒，其中，硅酮含量的質量百分比為60%，載體 樹脂為聚丙烯，堆積密度為300kg/m3，載體樹脂熔融指數>4。
[0011] 所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑10 9 8及抗氧劑10 7 6中的任意一種和抗氧劑 168按1:0.5~1:3的質量比混合。
[0012] 環境友好型熱塑性彈性體材料的制備方法，按上述質量份數取各組份，將乙烯-辛 烯共聚物，聚丙烯，相容劑，抗氧劑，分散劑及耐刮擦劑加入高速混合機中攪拌混合均勻;再 將混合好的原料加入雙螺桿擠出機主喂料口中，同時從側喂料口加中入玄武巖纖維，進行 熔融擠出，造粒。
[0013] 雙螺桿擠出機的加工工藝參數如下：設定雙螺桿擠出機的一區溫度為155~160 °C，二區溫度為165~170°C，三區溫度為175~180°C，四區溫度為185~190°C，五區溫度為 195~200°C，六區溫度為205~210°C，機頭溫度為170~180°C，主機頻率為15~20HZ，喂料 頻率為5~10HZ;雙螺桿擠出機的長徑比為40~58:1，轉速為180~300轉/分鐘。
[0014] 由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明采用玄武巖纖維作為熱塑性 彈性體改性增強材料，在保持熱塑性彈性體原有高彈性，使材料具有柔軟的觸感的基礎上， 提高了材料的力學性能和耐刮擦性，并且玄武巖纖維是一種新型無機環保綠色高性能纖維 材料，又具有綠色環保等特點，同時也避免了使用玻璃纖維不能與皮膚直接接觸的缺點;采 用EAA作為相容劑，共混過程中增強了基體材料之間的相容性，力學性能提高，同時還使所 得最終材料具有低氣味，低V0C等的特性。本發明材料來源廣泛，成本低廉，環保性好，使用 效果理想。
【具體實施方式】
[0015] 以下通過實施例對本發明進行進一步的具體描述。在以下各實施例中，各組分的 用量均為重量用量。有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發明做進一步的說明，不 能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域技術熟練人員根據上述本
【發明內容】
對本發明做 出一些非本質的改進和調整，仍屬于本發明的保護范圍。
[0016] 其特征在于:按質量份計算，包括以乙烯-辛烯共聚物15~50份，聚丙烯25~50份， 玄武巖纖維15~25份，相容劑3~10份，抗氧劑0.2~1份，耐刮擦劑2~3份及潤滑劑0.3~ 1.2份為制備原料。
[0017] 本發明的實施例1:環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，包括以乙烯-辛烯共 聚物2000g，聚丙烯1200g，玄武巖纖維600g，相容劑80g，抗氧劑20g，耐刮擦劑80g及潤滑劑 20g為制備原料;所述的乙烯-辛烯共聚物中的辛烯的摩爾含量大于10%，乙烯-辛烯共聚物 的恪融指數為5~30g/10min，密度為0.865~0.940g/cm 3;所述的聚丙稀為共聚聚丙稀;所 述的玄武巖纖維的直徑為6.6~ΙΟμπι，線密度為22tex，斷裂強度0.46~0.80N/tex，斷裂伸 長率為2.4~3.1%;所述的相容劑為乙烯-丙烯酸共聚物，其中丙烯酸含量為20.5%，乙烯-丙 烯酸共聚物的熔體流動速率:300g/10min;所述的潤滑劑為白色粉末樹枝狀聚合物，相對分 子量質量為3280.2，表觀密度為0.45g/cm 3;所述的耐刮擦劑為反應接枝硅酮母粒，其中，硅 酮的質量百分比為60%，載體樹脂為聚丙烯，堆積密度為300kg/m 3,載體樹脂熔融指數>4;所 述的抗氧劑為15g抗氧劑1010和5g抗氧劑168混合。
[0018]環境友好型熱塑性彈性體材料的制備方法，按上述質量份數取各組份，將乙烯-辛 烯共聚物，聚丙烯，相容劑，抗氧劑，分散劑及耐刮擦劑加入高速混合機中攪拌混合均勻;再 將混合好的原料加入雙螺桿擠出機主喂料口中，同時從側喂料口加中入玄武巖纖維，進行 熔融擠出，造粒。
[0019] 雙螺桿擠出機的加工工藝參數如下：設定雙螺桿擠出機的一區溫度為155~160 °C，二區溫度為165~170°C，三區溫度為175~180°C，四區溫度為185~190°C，五區溫度為 195~200°C，六區溫度為205~210°C，機頭溫度為170~180°C，主機頻率為15~20HZ，喂料 頻率為5~10HZ;雙螺桿擠出機的長徑比為40~58:1，轉速為180~300轉/分鐘。
[0020] 本發明的實施例2:環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，包括以乙烯-辛烯共 聚物1800g，聚丙烯1400g，玄武巖纖維600g，相容劑80g，抗氧劑28g，耐刮擦劑80g及潤滑劑 12g為制備原料;所述的乙烯-辛烯共聚物中的辛烯的摩爾含量大于10%，乙烯-辛烯共聚物 的恪融指數為5~30g/10min，密度為0.865~0.940g/cm 3;所述的聚丙稀為共聚聚丙稀;所 述的玄武巖纖維的直徑為6.6~ΙΟμπι，線密度為22tex，斷裂強度0.46~0.80N/tex，斷裂伸 長率為2.4~3.1 %;所述的相容劑為乙烯-丙烯酸共聚物，其中AA丙烯酸含量為20.5%，乙烯-丙烯酸共聚物的熔體流動速率:300g/10min;所述的潤滑劑為白色粉末樹枝狀聚合物，相對 分子量質量為3280.2，表觀密度為0.45g/cm 3;所述的耐刮擦劑為反應接枝硅酮母粒，其中， 硅酮的質量百分比為60%，載體樹脂為聚丙烯，堆積密度為300kg/m 3,載體樹脂熔融指數>4; 所述的抗氧劑為18g抗氧劑1010和10g抗氧劑168混合。
[0021] 制備方法實施例1。
[0022]本發明的實施例3:環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，包括以乙烯-辛烯共 聚物1000g，聚丙烯1800g，玄武巖纖維800g，相容劑200g，抗氧劑40g，耐刮擦劑120g及潤滑 劑40g為制備原料;所述的乙烯-辛烯共聚物中的辛烯的摩爾含量大于10%，乙烯-辛烯共聚 物的恪融指數為5~30g/10min，密度為0.865~0.940g/cm 3;所述的聚丙稀為共聚聚丙稀； 所述的玄武巖纖維的直徑為6.6~ΙΟμπι，線密度為22tex，斷裂強度0.46~0.80N/tex，斷裂 伸長率為2.4~3.1%;所述的相容劑為CA100;所述的潤滑劑為白色粉末樹枝狀聚合物，相對 分子量質量為3280.2，表觀密度為0.45g/cm 3;所述的耐刮擦劑為反應接枝硅酮母粒，其中， 硅酮的質量百分比為60%，載體樹脂為聚丙烯，堆積密度為300kg/m 3,載體樹脂熔融指數>4; 所述的抗氧劑為15g抗氧劑1098和25g抗氧劑168混合。
[0023] 制備方法實施例1。但加工工藝參數為:一區溫度為160°C，二區溫度為170°C，三區 溫度為180°C，四區溫度為190°C，五區溫度為200°C，六區溫度為210°C，機頭溫度為175°C， 主機頻率為17Hz，喂料頻率為8Hz。
[0024]本發明的實施例4:環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，包括以乙烯-辛烯共 聚物800g，聚丙烯2000g，玄武巖纖維800g，相容劑200g，抗氧劑40g，耐刮擦劑100g及潤滑劑 20g為制備原料;所述的乙烯-辛烯共聚物中的辛烯的摩爾含量大于10%，乙烯-辛烯共聚物 的恪融指數為5~30g/10min，密度為0.865~0.940g/cm 3;所述的聚丙稀為共聚聚丙稀;所 述的玄武巖纖維的直徑為6.6~ΙΟμπι，線密度為22tex，斷裂強度0.46~0.80N/tex，斷裂伸 長率為2.4~3.1%;所述的相容劑為乙烯-丙烯酸共聚物，其中丙烯酸含量為20.5%，乙烯-丙 烯酸共聚物的熔體流動速率:300g/10min;所述的潤滑劑為白色粉末樹枝狀聚合物，相對分 子量質量為3280.2，表觀密度為0.45g/cm 3;所述的耐刮擦劑為反應接枝硅酮母粒，其中，硅 酮的質量百分比為60%，載體樹脂為聚丙烯，堆積密度為300kg/m 3,載體樹脂熔融指數>4;所 述的抗氧劑為20g抗氧劑1098和20g抗氧劑168混合。
[0025]制備方法實施例3。
[0026]本發明的實施例5:環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，包括以乙烯-辛烯共 聚物1200g，聚丙烯1400g，玄武巖纖維100g，相容劑240g，抗氧劑20g，耐刮擦劑100g及潤滑 劑40g為制備原料;所述的乙烯-辛烯共聚物中的辛烯的摩爾含量大于10%，乙烯-辛烯共聚 物的恪融指數為5~30g/10min，密度為0.865~0.940g/cm 3;所述的聚丙稀為共聚聚丙稀； 所述的玄武巖纖維的直徑為6.6~ΙΟμπι，線密度為22tex，斷裂強度0.46~0.80N/tex，斷裂 伸長率為2.4~3.1%;所述的相容劑為CA100;所述的潤滑劑為白色粉末樹枝狀聚合物，相對 分子量質量為3280.2，表觀密度為0.45g/cm 3;所述的耐刮擦劑為反應接枝硅酮母粒，其中， 硅酮的質量百分比為60%，載體樹脂為聚丙烯，堆積密度為300kg/m 3,載體樹脂熔融指數>4; 所述的抗氧劑為8g抗氧劑10 76和12g抗氧劑168混合。
[0027] 制備方法實施例1，但加工工藝參數為:一區溫度為165°C，二區溫度為170°C，三區 溫度為175°C，四區溫度為180°C，五區溫度為190°C，六區溫度為200°C，機頭溫度為180°C， 主機頻率為20Hz，喂料頻率為10Hz。
[0028]本發明的實施例6:環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，包括以乙烯-辛烯共 聚物1400g，聚丙烯1400g，玄武巖纖維800g，相容劑280g，抗氧劑20g，耐刮擦劑80g及潤滑 劑20g為制備原料;所述的乙烯-辛烯共聚物中的辛烯的摩爾含量大于10%，乙烯-辛烯共聚 物的恪融指數為5~30g/10min，密度為0.865~0.940g/cm 3;所述的聚丙稀為共聚聚丙稀； 所述的玄武巖纖維的直徑為6.6~ΙΟμπι，線密度為22tex，斷裂強度0.46~0.80N/tex，斷裂 伸長率為2.4~3.1%;所述的相容劑為乙烯-丙烯酸共聚物，其中丙烯酸含量為20.5%，乙烯-丙烯酸共聚物的熔體流動速率:300g/10min;所述的潤滑劑為白色粉末樹枝狀聚合物，相對 分子量質量為3280.2，表觀密度為0.45g/cm 3;所述的耐刮擦劑為反應接枝硅酮母粒，其中， 硅酮的質量百分比為60%，載體樹脂為聚丙烯，堆積密度為300kg/m 3,載體樹脂熔融指數>4; 所述的抗氧劑為12g抗氧劑10 76和8g抗氧劑168混合。
[0029] 制備方法實施例5。
[0030] 對比例：與實施例5相比，對比例改性過程中不加玄武巖纖維和相容劑，其它條件 不變。
[0031] 性能測試:拉伸性能采用拉力試驗機測試，按照標準ASTMD-412進行檢測；彎曲模 量按照IS0178進行檢測;熔融指數按照IS01133檢測，邵氏硬度按照IS0868進行檢測；沖擊 強度按照IS0179/leA進行檢測；表面光澤度:按ASTM D523測試材料表面光澤度，光線入射 角60°。測試結果如表1所示。
[0032] 從表1可也看出，對比實施例1-6和對比例，實施例1-6的拉伸強度，彎曲模量等性 能有明顯提高，從以上數據說明本發明制備的玄武巖纖維增強熱塑性彈性體有較好的拉伸 強度、彎曲模量等力學性能，同時光澤度較低。
[0033] 上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，其特征在于:按質量份計算，包括以乙 烯-辛烯共聚物15~50份，聚丙烯25~50份，玄武巖纖維15~25份，相容劑2~8份，抗氧劑 0.2~1.2份，耐刮擦劑2~3份及潤滑劑0.3~1.2份為制備原料。2. 根據權利要求1的環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，其特征在于：所述的乙 烯-辛烯共聚物中的辛烯的摩爾含量大于10%，乙烯-辛烯共聚物的熔融指數為5~30g/ lOmin，密度為 0 · 865 ~0 · 940g/cm3〇3. 根據權利要求1所述的環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，其特征在于:所述的 聚丙烯為共聚聚丙烯或均聚聚丙烯。4. 根據權利要求1所述的環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，其特征在于:所述的 玄武巖纖維的直徑為6.6~ΙΟμπι，線密度為22tex，斷裂強度0.46~0.80N/tex，斷裂伸長率 為2.4~3.1%〇5. 根據權利要求1所述的環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，其特征在于:所述的 相容劑為乙烯-丙烯酸共聚物，其中丙烯酸含量為20.5%，乙烯-丙烯酸共聚物的熔體流動速 率：300g/10min。6. 根據權利要求1所述的環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，其特征在于:所述的 潤滑劑為白色粉末樹枝狀聚合物，相對分子量質量為3280.2，表觀密度為0.45g/cm 3。7. 根據權利要求1所述的環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，其特征在于:所述的 耐刮擦劑為反應接枝硅酮母粒，其中，硅酮的質量百分比為60%，載體樹脂為聚丙烯，堆積密 度為300kg/m 3，載體樹脂熔融指數>4。8. 根據權利要求1所述的環境友好型纖維增強熱塑性彈性體材料，其特征在于:所述的 抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1098及抗氧劑1076中的任意一種和抗氧劑168按1:0.5~1:3 的質量比混合。9. 一種如權利要求1所述的環境友好型熱塑性彈性體材料的制備方法，其特征在于:按 上述質量份數取各組份，將乙烯-辛烯共聚物，聚丙烯，相容劑，抗氧劑，分散劑及耐刮擦劑 加入高速混合機中攪拌混合均勻;再將混合好的原料加入雙螺桿擠出機主喂料口中，同時 從側喂料口加中入玄武巖纖維，進行熔融擠出，造粒。10. 根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于:雙螺桿擠出機的加工工藝參數如下： 設定雙螺桿擠出機的一區溫度為155~160°C，二區溫度為165~170°C，三區溫度為175~ 180°C，四區溫度為185~190°C，五區溫度為195~200°C，六區溫度為205~210°C，機頭溫度 為170~180 °C，主機頻率為15~20HZ，喂料頻率為5~10HZ;雙螺桿擠出機的長徑比為40~ 58:1，轉速為180~300轉/分鐘。
【文檔編號】C08L23/12GK106009222SQ201610536391
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月8日
【發明人】石敏, 秦舒浩
【申請人】貴州省材料產業技術研究院