[发明专利]一种高粘结性能的改性聚丙烯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高粘结性能的改性聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。该改性聚丙烯复合材料包括以下组分：聚丙烯40‑80份、滑石粉20‑50份、橡胶增韧剂1‑10份、相容剂0.5‑1.5份、抗氧剂0.1‑1.5份、偶联剂0.1‑3份、润滑剂0.1‑1.5份和极性添加剂0.1‑2份，其中：滑石粉粒径为3‑15μm；极性添加剂为具有长碳链结构的二乙醇胺，所述长碳链结构为碳10以上的碳链结构。通过将所有原料混合后，经熔融挤出后冷却造粒制备得到。该改性聚丙烯材料具备较好的力学性能，且表面状态良好，粘接效果优异，用于塑料后背门时具有良好的粘结应用效果。

技术领域

本发明属于聚丙烯复合材料技术领域，具体涉及一种高粘结性能的改性聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

塑料材料作为汽车工业的主要原材料之一，其优势在于优秀的材料特性、良好的经济性和大量供应的可能性。汽车轻量化也是目前的一大主题，由于未来轿车越来越轻，在高强度结构件中塑料材料的使用也越来越多。近年来越来越多汽车采用塑料前端模块、塑料后背门代替常规使用的钣金焊接零件。聚丙烯因其具有密度小、强度高、硬度大、耐磨、耐弯曲疲劳、耐热温度高、耐湿和耐化学性优良、容易加工成型、价格低廉等优点一直是汽车工业和塑料工业关注的焦点。后背门作为外饰中的大型零件，单件重量在10-20kg，使用塑料材料可以减重30-40％，而改性聚丙烯材料是塑料后背门的首先材料，一般外板使用改性聚丙烯、内板使用长玻纤增强聚丙烯材料。使用改性聚丙烯做外板获得了刚性更高，韧性较好，收缩率更低、同时外观良好的后背门外板；使用长玻纤增强聚丙烯材料做内板，玻纤增强聚丙烯材料的刚性更好，能够很好的满足功能要求同时避免了外观不良的问题。外板使用改性聚丙烯、内板使用长玻纤增强聚丙烯材料粘接复合成一个可以很好的满足功能件要求的塑料后背门零件。

聚丙烯是一种非极性材料，其表面张力低，而塑料后背门需要与周边零件，包括塑料后背门内板、后风窗玻璃等的多方面粘接，粘接效果验证非常重要，因此，提高聚丙烯材料的表面张力，是塑料后背门外表面成为极性状态，才能保证粘接效果良好。通过加入了一定量的相容剂、表面枝接、添加极性物质来改善表面状态，使粘接性能满足塑料后背门粘接强度要求。

常用的提高聚丙烯极性的方法有表面接枝法、表面交联法、表面涂覆改性法等表面处理方法。以上的改性方法均可以有效地提高聚丙烯料的极性，但均是表面处理方法，存在着加工工艺复杂或者改性成本过高的问题。通过添加极性物质共混法，制造改性聚丙烯材料，也可以大幅度提高聚丙烯材料极性，同时可以保持优良的力学性能。但是通过单纯的添加极性物质共混法，制造改性聚丙烯材料，存在着抗拉强度、刚性、断裂伸长率较低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高粘结性能的改性聚丙烯材料及其制备方法和应用。该改性聚丙烯材料具备较好的力学性能，且表面状态良好，粘接效果优异，用于塑料后背门时具有良好的粘结应用效果。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

提供一种高粘结性能的改性聚丙烯复合材料，按质量份数计，包括以下组分：聚丙烯40-80份、滑石粉20-50份、橡胶增韧剂1-10份、相容剂0.5-1.5份、抗氧剂0.1-1.5份、偶联剂0.1-3份、润滑剂0.1-1.5份和极性添加剂0.1-2份，其中：

所述滑石粉粒径为3-15μm；

所述极性添加剂为具有长碳链结构的二乙醇胺，所述长碳链结构为碳10以上的碳链结构。

上述方案中，使用橡胶增韧剂对聚丙烯材料增韧；添加大分子的极性添加剂增加改性聚丙烯表面活性基团，通过-OH基团，可以显著提升表面张力，同时采用分子量较大的助剂避免过多小分子析出在改性聚丙烯表面；使用粒径较大的滑石粉保证滑石粉均匀分散，在力学性能增强的同时增加改性聚丙烯表面粗糙度，使改性聚丙烯注塑成型后具有比较高的表面张力。本发明在确保改性聚丙烯材料力学性能满足要求的前提下，明显提高了改性聚丙烯的粘接性能，使粘接性能满足塑料后背门要求。