[发明专利]一种耐溶剂、焊接性能优异的聚丙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性高分子组合物领域，特别涉及一种耐溶剂、焊接性能优异的聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)具有质量轻、耐化学腐蚀、易回收等优点，目前在汽车零部件上具有广泛的应用，如仪表板、副仪表板、门板等。为了对汽车乘员提供更安全的防护，在仪表上安排电子安全气囊也已经成为必备的趋势。

安全气囊一般是先安装在气囊框中(TPO弹性体)，然后再将气囊框整体通过振动摩擦焊接在仪表板上，这就要求仪表板的PP材料与气囊框有良好的焊接性能。振动摩擦焊接是通过材料间的相互摩擦生热，热量达到材料的熔点，材料成熔融状态进行相互渗透，然后冷却凝固。由于TPO弹性体较多熔点偏低一些，PP材料熔点较高，在焊接过程中会导致TPO熔融外流增多(溢胶明显)，溢胶产生的焊渣在气囊爆破过程中会飞出对人体造成伤害。如果调低振动摩擦功率会导致PP材料熔融不充分焊接强度不够，所以需要适当降低PP材料的熔融温度以实现与TPO更好的熔融，提高焊接强度。无缝仪表板材料为了满足不同温度环境下的使用，通常要求材料具有优异的耐低温性能满足低温-40℃温度下的爆破，也要求材料具有好的刚性和耐热性满足85℃高温下的爆破，避免在高温爆破时出现大块的撕裂。

汽车内饰材料在日常使用中会接触到动物油脂、洗手液等污染，因此要求具有良好的耐溶剂性能，PP材料对酒精、洗洁精等溶剂具有较好的耐溶剂性，但在用汽油、柴油的擦试过度中会产生溶胀导致光泽降低或者轻微变色。

因此需要解决汽车仪表板用PP材料的焊接强度和耐溶剂问题，中国专利CN201010159621是用于高频焊接，未涉及焊接强度的提高。中国专利CN201410002766用于膨胀水壶材料，加入聚丁烯提高PP材料的焊接强度，此专利较好的解决了焊接强度问题，但聚丁烯的弯曲强度和弯曲模量很低，使材料的刚性和耐热性能下降较多，同时聚丁烯的玻璃化转变温度高，不能提高聚丙烯材料-40℃温度下的韧性。中国专利CN201310608858将聚丁烯作为增韧剂使用对提高室温下的冲击效果较明显，不能有效提高聚丙烯材料-40℃温度下的韧性。

中国专利CN201110437659用HDPE/PP合金来提高材料的耐溶剂性取得较好的效果，但材料中需要添加75％的HDPE，对材料的整体的刚性和耐热性下降较多。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种聚丙烯组合物及其制备方法，其具有优异的焊接性能，良好的刚性和低温韧性，良好的耐溶剂性能等特点。

本发明所采取的技术方案是：一种耐溶剂、焊接性能优异的聚丙烯组合物，其按原料重量份计包括如下组分：

聚丙烯树脂35～63份；

聚偏氟乙烯1～3份；

聚丁烯合金4～10份；

增韧剂15～25份；

滑石粉15～25份；

加工助剂1.5～3份。

作为上述方案的进一步改进，所述的聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，熔体流动速率在230℃，2.16KG的测试条件下为20～120g/10min。

作为上述方案的进一步改进，所述聚偏氟乙烯(PVDF)为均聚的聚偏氟乙烯，熔体流动速率在230℃，2.16KG的测试条件下为2～8g/10min，PVDF具有优异的化学稳定性，脂肪烃、醇、醛等有机溶剂对PVDF基本无影响。PP树脂在汽油等溶剂擦试时会产生熔胀现象，从而降低PP树脂的光泽度，产生视觉上的变色现象，将少量PVDF添加到聚丙烯材料中，PVDF会分散在PP树脂中，由于PP与PVDF的相容性差，PVDF会迁移在PP的表面形成膜层起到阻隔溶剂溶胀的作用。

作为上述方案的进一步改进，所述聚丁烯合金是聚丁烯PB与聚丙烯PP交联的合金材料PB-PP，PB-PP合金具有110-120℃和160-170℃两个熔融峰，较宽的熔融范围可以提高与TPO的焊接性能。交联PB-PP合金与低熔点PE树脂相比具有更高的拉伸强度，使焊接后的拉伸强度提高。交联的PB-PP合金与PB相比具有更好的弯曲强度和耐热性，可以在添加使用后对PP材料的刚性和耐热性影响较小，所制备的PB-PP合金材料拉伸强度≥28MPa，弯曲模量≥600MPa。

作为上述方案的进一步改进，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物，选用玻璃化转变温度小于-55℃的POE，有利于提高PP材料在零下-40℃下的韧性，使PP材料在低温破坏时不会由于脆性断裂而产生碎片。

作为上述方案的进一步改进，所述滑石粉粒径D50是1～5微米，二氧化硅含量≥58％wt。