[发明专利]一种抗虎皮纹聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯复合材料，特别涉及一种用于汽车手套箱、中央扶手、立柱护板、门护板等内饰件的抗虎皮纹聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

高聚物熔体从小孔、毛细管或狭缝中挤出时，挤出物的直径或厚度会明显大于模口的尺寸，这种现象称为挤出物胀大或出模膨胀. 1893年美国生物学家Barus首先观察到了这一现象，所以又称Barus效应,亦称出模膨胀。例如聚苯乙烯于175-200℃以较快速度挤出时，直径膨胀可达2.8倍。产生这种现象的原因为：高聚物熔体受力被挤入较细的管道或模孔后，由于剪切应力的作用不仅使高分子链发生相对位移，而且使链段沿流动方向取向，同时主链的链长和键角也沿着流动方向伸展，即熔体不仅发生塑性流动，而且产生高弹及普弹形变。熔体离开口模后，剪切应力消失，高分子链首先产生键长、键角回缩，继而向热力学稳定构象——自然卷曲状态产生回缩，从而引起挤出物的轴向尺寸的缩短和横向尺寸的增加。挤出物胀大随切变速度增大而增大，在到达最大值后再下降。分子量增大和其他能增加缠结的因素(如长支链的增加)都将使挤出物胀大增大。塑料中橡胶弹性体的含量越大，挤出物离开口模时的弹性恢复效果就越明显，出模膨胀就越厉害。

在注塑成型时，当塑料熔体通过较小的浇口时，会在浇口处受到较大的剪切应力而使塑料在分流道和浇口处发生较大的体积收缩和弹性变形，一旦通过浇口进入空旷的型腔后，就会由于流动阻力突然变小而导致塑料熔体发生弹性回复而体积膨胀，从而导致熔体压力和流速产生较大的波动，并导致流动前沿发生膨胀跳跃现象，表观上就会形成虎皮纹(垂直于流动方向出现一条一条的纹路，看起来就像是老虎皮上的花纹一样)。

同样，熔体在流动过程中，制件较薄，型腔空隙较小，模温过低，流动过程中制件结构造成流动波动或者流程过长，射速较快等，都会造成熔体前沿阻力增大，熔体流动明显减速或出现停滞，此时充填的区域外观光泽差，且较窄。但此时热的熔体不断从浇口涌来，具有粘弹性的塑料熔体开始吸收并储备能量，当能量积聚到一定程度时，即可突破熔胶前沿的阻力，熔体开始急速膨胀，跳跃推进，此时新充填的区域外观光泽好，且较宽。这就形成表观上的光泽度出现差异，从而形成虎皮纹。

塑料熔体的粘弹性越强，这种现象越容易出现。弹性较弱的材料就很少会出现虎皮纹现象。比如增强材料、非增韧的尼龙、PBT等材料成型过程中很少有虎皮纹现象，而ABS、HIPS以及添加了EPDM、POE等橡胶成分的PP材料，则非常容易出现虎皮纹缺陷。原因就在于橡胶成分越多，熔体的粘弹性形变越大，越容易出现出模膨胀效应而导致虎皮纹。

越来越多的运动版汽车内饰采用黑色或深灰色内饰，注塑成型时产生的虎皮纹更为明显，造成外观缺陷。

发明内容

本发明的目的在于：克服普通聚丙烯复合材料易产生虎皮纹的缺陷，提供一种满足力学性能要求和内饰件外观要求的聚丙烯复合材料及其制备方法。

为了实现上述发明，本发明提供如下技术方案：一种抗虎皮纹聚丙烯复合材料，包括以下重量百分比的原料制成：

聚丙烯：60-80 %；

高密度聚乙烯：5-10 %；

乙烯-辛烯共聚物：0-10 %；

填充改性剂：10-25%；

抗氧剂：0.2-1%；

光稳定剂：0.2-1%；

加工助剂：0.2-1%。

进一步地，所述的聚丙烯为不同牌号均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的混合物。

进一步地，所述填充改性剂为滑石粉或者碳酸钙，其中滑石粉为片状滑石粉或滑石母粒，粒径≥95%分布在1-4μm，其中碳酸钙为粒径≥95%分布在1-4μm。

进一步地，所述抗氧剂选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的一种或多种；所述的光稳定剂选自受阻胺类(HALS)或紫外线吸收剂；所述加工助剂为乙撑双硬脂酰胺(EBS)或硬脂酸盐。

上述的抗虎皮纹聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

将上述比例的聚丙烯树脂、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、填充改性剂、抗氧剂、光稳定剂、加工助剂置于混合机中混合5-10分钟，混合机的转速为200-500rpm/min；再进入双螺杆挤出机中以180-220℃的温度熔融混炼、挤出造粒，即获得本发明的抗虎皮纹聚丙烯复合材料。