[發明專利]一種汽車用耐候保險杠專用改性PP材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210522368.9
• 申請日: 2022-05-14
• 公開（公告）號: CN114685897A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 叢巖峰
• 申請（專利權）人: 青島豪恩新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/08;C08L51/06;C08K3/34;C08K9/04;C08K5/3475;C08K5/3435;C08K5/3492
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩

本發明涉及一種聚丙烯復合材料加工制造技術領域，具體涉及一種汽車保險杠用聚丙烯復合材料及其制備方法，尤其是一種汽車用耐候保險杠專用改性PP材料及其制備方法，及的汽車用耐候保險杠專用改性PP材料各原料重量組份為：燕山石化聚丙烯K772635?39份，PP830311?15份，PP24011.5?3.5份，POE815026?32份，超細滑石粉(2500目)10?15份，偶聯劑0.05?0.2份，POE?g?MAH(POE接枝馬來酸酐)2?4份，抗氧劑10100.1?0.2份，抗氧劑DLTP0.15?0.4份，潤滑劑ZnSt 0.15?0.4份，炭黑0.05?0.2份，受阻穩定劑944(瑞士汽巴)0.01?0.03份，紫外線吸收劑UV327(瑞士汽巴)0.005?0.02份，光穩定劑770(瑞士汽巴)0.005?0.02份；制得的具有優異的協同效應，耐老化性能強，制備方法簡單，材料易于加工成型，具有較好的市場價值。

技術領域：

本發明涉及一種聚丙烯復合材料加工制造技術領域，具體涉及一種汽車保險杠用聚丙烯復合材料及其制備方法，尤其是一種汽車用耐候保險杠專用改性PP材料及其制備方法。

背景技術：

PP材料以低密度、易加工成型、可回收利用等優點，這些優點使其成為汽車塑料中用量最大，發展速度最快的塑料品種。汽車保險杠作為汽車的外覆件，表面積大且長期暴露在戶外，其老化速度相對于汽車的塑料內飾件快很多，而作為汽車的大型結構被動安全部件，對其材料的老化性能要求很高。過去由于使用黑色或灰色保險杠，添加的炭黑在一定程度上減緩材料的老化，但不能完全達到防老化的目的；中國專利2013100439283公開了一種用于汽車保險杠的改性聚丙烯材料及其制備方法，包括聚丙烯、增韌劑、相容劑、無機填料、色粉，還包括分散劑，各組分的重量份如下：聚丙烯：30～60；增韌劑：10～20；相容劑：3～8；無機填料：25～40；色粉：0.1～2.6；分散劑：0.3～2.1；用于汽車保險杠的改性聚丙烯材料的方法，包括以下步驟：(1)將各組份在混合機中混合均勻；(2)將步驟(1)中得到的混合物加入雙螺桿擠出機中混煉，雙螺桿擠出機溫度190-240℃，螺桿轉速400-490rpm,主機電流145-190A，喂料轉速60-100Hz，機頭壓力1-5Mpa；(3)將得到的物料擠出后經常溫冷卻水冷卻，鼓風干燥，切粒，即得到汽車保險杠用材料；中國專利2015110204372公開了一種汽車保險杠專用的聚丙烯復合材料及其制備方法，該聚丙烯復合材料中含有聚丙烯、無機填料、茂金屬聚乙烯、乙烯丙烯酸乙酯、抗氧劑、其它助劑；汽車保險杠專用的聚丙烯復合材料的制備方法，其步驟如下：(1)按上述重量配比稱取材料各組分；(2)將各原料置于高速混合器中干混3～5分鐘；(3)將步驟(2)所得產物置于雙螺桿機中，經熔融擠出，造粒，其工藝為：一區200～210℃，二區210～220℃，三區210～220℃，四區205～215℃；停留時間為1～2分鐘，壓力為12～18Mpa；中國專利201810057103X公開了一種汽車保險杠用聚丙烯復合材料及其制備方法，包含以下重量份的成分：聚丙烯61～78份、滑石粉6～13份、增韌劑16～26份、成核劑0.2～0.5份；所述汽車保險杠用聚丙烯復合材料的制備方法，包括如下步驟：(1)將聚丙烯、增韌劑、成核劑、光穩定劑、潤滑劑、抗氧劑在高速混合機中混合3～5分鐘，其中高速混合機的轉速為200～300轉/分鐘；(2)將滑石粉加入步驟(1)中的高速混合機中混合3～5分鐘，其中高速混合機的轉速為200～300轉/分鐘；(3)將步驟(2)中混合好的物料加入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出、造粒、干燥、冷卻、裝包，即得本發明所述汽車保險杠用聚丙烯復合材料，步驟(3)中，雙螺桿擠出機從喂料段到機頭的溫度依次為170℃、200℃、200℃、210℃、210℃、205℃、205℃、205℃、200℃、200℃，雙螺桿擠出機的真空度不大于-0.08MPa；中國專利201811635142X公開了一種快節拍、低密度、薄壁化汽車保險杠用聚丙烯復合材料及其制備方法，由下列按照重量份計的原料制備而成：聚丙烯：60-85份、超細超高徑厚比滑石粉：5-18份、彈性體：8-20份、抗氧劑：0.1-1.0份、其他助劑：0-3份；快節拍、低密度、薄壁化汽車保險杠用聚丙烯復合材料的制備方法，包括以下制備步驟：按重量份數，將60-85份聚丙烯，8-20份彈性體，0.1-1.0份抗氧劑和0-3份其他助劑混合原料干燥后，置于嚙合同向雙螺桿擠出機的主喂料倉中，經喂料螺桿加入到擠出機的機筒內。將5-18份超細超高徑厚比滑石粉從側喂料口加入到擠出機中經雙螺桿擠出機熔融、擠出、冷卻、切粒制備成聚丙烯復合材料，雙螺桿擠出機的I～X區加工溫度依次為155℃，185℃，210℃，215℃，215℃，220℃，225℃，225℃，225℃，230℃。主螺桿轉速為400～600r/min，水槽溫度15℃～55℃；中國專利201911283786.1公開了一種汽車保險杠用改性聚丙烯復合材料及其制備方法，包括如下質量百分比的原料配方：中高流動性抗沖共聚聚丙烯在230℃、載荷2.16KG條件下的熔體流動速率為10-20g/10min，230℃條件下熔流比在3-4之間；高流動共聚聚丙烯在230℃、載荷2.16kg條件下的熔體流動速率為25-32g/10min，190℃條件下的熔流比在3.5-4.0之間；聚烯烴熱塑性彈性體為乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一種或者其混合物；礦物粉體為塑料填料用滑石粉(1250-5000目)、塑料填料用碳酸鈣(800-1250目)中的一種或者兩種的混合物；炭黑母粒為以聚乙烯或聚乙烯蠟為基體的爐法炭黑、熱裂解炭黑的一種或幾種混合物制成的炭黑母粒，主要起到染色作用；抗氧劑為酚類、亞磷酸酯類、半受阻酚類復合物類任意一種或幾種的混合物，用于抑制加工過程中產生的降解；除酸劑選自低硬脂酸復合酯類、酰胺類等的一種或其混合物，作用是為了促進復合物在擠出加工時，捕捉樹脂中催化劑殘留的鹵素小分子；潤滑劑為硅酮類、酯類、酰胺類、聚乙烯類、硬脂酸類、脂肪酸和酯類中的至少一種；制備方法包括如下步驟：將中高流動性抗沖共聚聚丙烯、高流動性共聚聚丙烯、滑石粉粉體、熱塑性聚烯烴彈性體、炭黑母粒、抗氧劑、潤滑劑、除酸劑一同從位于螺桿擠出機主喂料口加入雙螺桿擠出機中，進行熔融物理共混、擠出、水冷、除水、切粒、烘干工序后，得到所述汽車保險杠用改性聚丙烯復合材料，螺桿擠出機的長徑比為(36—48):1，加工溫度為160-220℃，螺桿轉速400-600rpm，喂料量400-800kg/h；中國專利2020113035201公開了一種汽車保險杠用改性聚丙烯復合材料及其制備方法，包括如下質量百分比的原料：中高流動高剛性共聚聚丙烯在230℃、載荷2.16KG條件下的熔體流動速率為25-32g/10min；高流動高剛性聚丙烯在230℃、載荷2.16kg條件下的熔體流動速率為50-55g/10min；聚烯烴熱塑性彈性體為乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一種或者其混合物，DSC法確定結晶度在8-10％之間；礦物粉體為塑料填料用滑石粉，粒徑：D50 0.65μm；炭黑母粒為以聚乙烯或聚乙烯蠟為基體的爐法炭黑、熱裂解炭黑的一種或幾種混合物制成的炭黑母粒；抗氧劑為酚類、亞磷酸酯類、半受阻酚類復合物類任意一種或幾種的混合物；除酸劑選自低硬脂酸復合酯類、酰胺類等的一種或其混合物；潤滑劑為硅酮類、酯類、酰胺類、聚乙烯類、硬脂酸類、脂肪酸和酯類中的至少一種；制備方法包括如下步驟：將中高流動高剛性共聚聚丙烯、高流動高剛性共聚聚丙烯、滑石粉粉體、熱塑性聚烯烴彈性體、炭黑母粒、抗氧劑、潤滑劑、除酸劑一同從位于螺桿擠出機主喂料口加入雙螺桿擠出機中，進行熔融物理共混、擠出、水冷、除水、切粒、烘干工序后，得到所述汽車保險杠用改性聚丙烯復合材料，雙螺桿擠出機的長徑比為(36—48):1，加工溫度為160-220℃，螺桿轉速400-600rpm，喂料量400-800kg/h；現有技術及上述專利產品中涉及的聚丙烯復合材料缺少對聚丙烯(PP)保險杠材料的進一步防老化處理，雖然上述聚丙烯復合材料中的PP僅含單鍵，本身不吸收紫外線，但由于PP含有不飽和結構缺陷，合成和加工過程中殘留的微量氫過氧化物、稠環化合物等光敏雜質會吸收紫外線而導致光降解，這對材料的老化性能不利；因此，研發設計一種汽車用耐候保險杠專用改性PP材料，配方通過按比例混合多種PP基料，獲得符合本配方要求的基料，通過加入納米級的滑石粉改善了由于填料過多而導致的改性塑料的性能下降的缺陷，同時獲得了極強的可回收性，采用受阻胺類光穩定劑和紫外線吸收劑并用，具有優異的協同效應，再加上酚類抗氧劑的作用，大大提高材料的耐老化性能，具有很好的使用價值和推廣前景。