[发明专利]一种汽车保险杆专用低后收缩聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及高分子材料改性领域，尤其涉及一种汽车保险杆专用低后收缩聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术：

聚丙烯(PP)由于价格低廉，易于加工成型及其具有密度低、耐化学腐蚀和自身优异的物理力学性能等优点，其应用非常广泛，成为发展最快的通用型塑料之一。对于汽车保险杠而言，需要较高的尺寸稳定性，即在注塑24h～48h后素材的收缩小且素材进行喷涂、包覆等后处理工艺后也应保持较小的后收缩。目前大多数汽车主机厂采用聚丙烯改性材料为PP+EPDM-TD15～TD30的材料，此材料注塑24h～48h后素材的收缩率为0.8～1.3％，进行喷涂24h～48h后的收缩率为1.0～1.5％(注：喷涂条件为85℃、40min)。

目前常用于降低聚丙烯材料收缩率的方法有：1、添加填料滑石粉、碳酸钙、云母等或增加其用量；2、添加玻璃纤维；3、增加增韧剂的含量。上述三种方法的缺点分别为：1、添加填料或增加填料的量势必带来材料韧性的下降；2、添加玻璃纤维势必带来浮纤、翘曲等注塑问题；3、增加增韧剂的含量会带来成本增加和模量降低的问题。

本发明利用天然橡胶、玻璃纤维粉、增韧剂、成核剂复配使用的方式，制备出了综合力学性能优异、低后收缩聚丙烯复合材料。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种汽车保险杆专用低后收缩聚丙烯复合材料及其制备方法。

本发明的这种汽车保险杆专用低后收缩聚丙烯复合材料，其是由以下重量份的组分制成：

上述聚丙烯(PP)为至少两种共聚聚丙烯复配使用。

上述增韧剂是由乙烯-辛烯共聚物(POE)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)复配使用。

上述玻璃纤维粉的进料方式由主喂料和侧喂料同时进行，且质量比为主喂料进料量和侧喂料进料量的质量比为3:2；所述玻璃纤维粉的水分含量≤0.1％、吸油量≤25(g/100g)。

上述高目数玻璃纤维粉的粒径为8000～11000目。

上述成核剂为羧酸盐类成核剂。

上述润滑剂为硬脂酸锌、乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)和白油36#复配使用。

上述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。

上述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)复配使用。

上述汽车保险杆专用低后收缩聚丙烯复合材料的制备方法如下：

第一步：称取15～45份玻璃纤维粉置于高速混合机A中，接着加入润滑剂中的润滑剂硬脂酸锌、乙撑双硬脂酸酰胺进行混合20～30分钟得混合物A；然后取出混合物A总重量的2/5备用；再加入10～35份高目数玻璃纤维粉混合物继续混合20～30分钟得混合物B；

第二步：将100份聚丙烯、15～30份天然橡胶、25～45份增韧剂置于高速混合机B中，接着加入0.25～0.5份成核剂、0.2～0.3份偶联剂进行混合20～30分钟得混合物C；

第三步：将混合物B加入到高速混合机B中的混合物C中，再加入0.15～0.4份抗氧剂混合20～30分钟；然后加入润滑剂中的白油36#继续混合20～30分钟得混合物D；

第四步：将混合物D加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时将第一步中取出的混合物A总重量的2/5加入双螺杆挤出机的侧喂料口，然后经拉丝造粒、冷却、装包得复合材料。

所述高混机A的转速200～300转/分钟，温度50～70℃；

高混机B的转速200～300转/分钟，温度50～70℃；

双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃；螺杆直径为75毫米、螺杆长径比为44。

相对于现有技术，本发明的有益效果有：

1.本发明通过加入玻璃纤维粉且主、侧喂料口同时进料，以及与高目数玻璃纤维粉、天然橡胶复配使用，得到综合性能优异的PP复合材料，同时大幅降低PP复合材料的收缩率。

2.本发明限定了玻璃纤维粉水分含量≤0.1％、吸油量≤25(g/100g)、长径比为20。此特种的玻璃纤维粉的加入使得复合材料在加工时，熔融混合均匀，不会出现机头堵塞、拉条断条等问题，制备得到的复合材料收缩率及其他力学性能达到最优。