專利名稱：一種低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低線性膨脹系數(shù)(CLTE)汽車保險(xiǎn)杠專用聚丙烯復(fù)合物及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車保險(xiǎn)杠是吸收緩和外界沖擊力、防護(hù)車身前后部的安全裝置。目前汽車保險(xiǎn)杠大部分都采用塑料制造，其中聚丙烯復(fù)合材料是制造保險(xiǎn)杠的首選。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展汽車保險(xiǎn)杠作為一種重要的安全裝置也走向了革新的道路上。今天的轎車前后保險(xiǎn)杠除了保持原有的保護(hù)功能外，還要追求與車體造型的和諧與統(tǒng)一。保險(xiǎn)杠作為汽車外飾件，隨著外界環(huán)境溫度的劇烈變化，不能出現(xiàn)由于熱脹冷縮導(dǎo)致的 較大尺寸變化以及產(chǎn)品變形，因此保險(xiǎn)杠要求材料具有低線性膨脹系數(shù)(CLTE)，避免由于外界環(huán)境溫度的劇烈變化導(dǎo)致尺寸出現(xiàn)異常，從而導(dǎo)致汽車保險(xiǎn)杠出現(xiàn)“面差”，影響汽車美觀。傳統(tǒng)的保險(xiǎn)杠用聚丙烯復(fù)合材料一般采用滑石粉填充增加剛性，同時(shí)為保證其韌性，添加大量的熱塑性彈性體，這種保險(xiǎn)杠材料的線性膨脹系數(shù)極大，一方面導(dǎo)致一年之中不同季節(jié)尺寸變化大，影響保險(xiǎn)杠裝配，同時(shí)也會(huì)造成“面差”，影響汽車美觀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低線性膨脹系數(shù)汽車保險(xiǎn)杠專用聚丙烯復(fù)合物及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，滿足汽車保險(xiǎn)杠材料發(fā)展的需要。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，由以下以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料制成聚丙烯40-65% ；熱穩(wěn)定劑0-2% ；加工助劑0-2% ；增韌劑20-25% ；相容劑0-6% ；超細(xì)滑石粉5-10% ；短切扁平玻璃纖維 10-15%。優(yōu)選地，所述的低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物的線性膨脹系數(shù)為3.0
4.O X 10_5mm/mm/°C。優(yōu)選地，所述的聚丙烯為均聚、共聚聚丙烯或兩者的混合物，其熔體流動(dòng)速率為20-1000g/10min。優(yōu)選地，所述的熱穩(wěn)定劑為酚類熱穩(wěn)定劑與磷酸酯類熱穩(wěn)定劑和硫代酯類熱穩(wěn)定劑中的一種或兩種的混合物。更優(yōu)選地,所述的酹類熱穩(wěn)定劑為抗氧化劑IrganoxlOlO或抗氧化劑1076。所述的亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑為抗氧化劑Ultranox627A或Irganoxl68。所述的硫代酯類熱穩(wěn)定劑為抗氧化劑DLTP。優(yōu)選地，所述的加工助劑為聚乙烯蠟或石蠟。優(yōu)選地，所述的增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-α -乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物以及三元乙丙膠中的任意一種或兩種以上的混合物。
優(yōu)選地，所述的相容劑為極性單體接枝聚合物。更優(yōu)選地，所述的極性單體接枝聚合物為馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物、馬來酸酐接枝乙烯-α -乙烯-辛烯共聚物或其混合物。優(yōu)選地，所述的短切扁平玻璃纖維(flat fiber)為聚丙烯專用無堿短切玻璃纖維，其玻纖截面為扁平狀，截面寬厚比為2-10 I。本發(fā)明還提供了上述低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物的制備方法，其特征在于，具體步驟為將聚丙烯、熱穩(wěn)定劑、加工助劑、增韌劑、超細(xì)滑石粉、相容劑混合后，加入長(zhǎng)徑比為30-60 I的雙螺桿擠出機(jī)中熔融分散，同時(shí)將短切扁平玻璃纖維通過失重式計(jì)量秤從側(cè)喂料口喂入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒，得到低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物。優(yōu)選地，所述的雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為40 1，該雙螺桿擠出機(jī)在擠出造粒時(shí)的各段溫度為190-240°C。本發(fā)明還提供了上述低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物在生產(chǎn)汽車保險(xiǎn)杠中的應(yīng)用。本發(fā)明制備了一種低線性膨脹系數(shù)(CLTE)汽車保險(xiǎn)杠專用聚丙烯復(fù)合物，該復(fù)合材料由于采用扁平玻璃纖維(flat fiber)替代了部分超細(xì)滑石粉，不僅顯著提高了聚丙烯復(fù)合材料剛性和耐熱性，同時(shí)大大降低了材料的線性膨脹系數(shù)(CLTE)。而且由于扁平玻璃纖維的截面呈現(xiàn)扁平狀，纖維整體呈現(xiàn)類似滑石粉的片狀結(jié)構(gòu)，因此流動(dòng)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于通常的圓形截面玻璃纖維，制件表面沒有浮纖，而且注塑過程中在制件內(nèi)部的分布趨向于各向同性，因此也不會(huì)產(chǎn)生一般玻纖增強(qiáng)材料所出現(xiàn)的翹曲變形現(xiàn)象。本發(fā)明采用短切扁平玻璃纖維(flat fiber)替代部分超細(xì)滑石粉，增加了材料剛性，顯著降低了材料的線性膨脹系數(shù)(CLTE)，同時(shí)扁平玻纖不會(huì)造成制件表面浮纖以及翹曲變形。此外，本發(fā)明中的熱穩(wěn)定劑的作用是抑制加工過程中聚丙烯產(chǎn)生的降解；加工助劑的作用是促進(jìn)共混物各成分之間的良好分散性；增韌劑的作用是增加材料在低溫狀態(tài)下的韌性，防止制件在極端低溫下發(fā)脆；相容劑的作用是增加聚丙烯和短切扁平玻璃纖維之間的界面相容性。本發(fā)明采用扁平玻璃纖維替代部分滑石粉，與現(xiàn)有技術(shù)相比，極大地降低了材料的線性膨脹系數(shù)，使保險(xiǎn)杠隨溫度變化尺寸變化程度降低；此外，本發(fā)明所用扁平玻璃纖維不同于傳統(tǒng)玻璃纖維，由于截面為扁平狀，具有高流動(dòng)性和各相同性的特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)玻璃纖維易翹曲和浮纖嚴(yán)重的缺點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，作詳細(xì)說明如下。實(shí)施例I
第一步將64公斤聚丙烯PP BX3800、0. 2公斤酹類熱穩(wěn)定劑IrganoxlOlO (MI =30g/10min)、0. 3公斤熱穩(wěn)定劑DLTP、0. 3公斤加工助劑聚乙烯蠟CH-6A (江陰賽諾化工有限公司)、10公斤乙烯-醋酸乙烯共聚物(臺(tái)灣臺(tái)塑，7240M)、10公斤乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物Elvaloy PTW、0. 2公斤馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物HS4-112A(廣州市合誠化學(xué)有限公司生產(chǎn))、5公斤3000目超細(xì)滑石粉采用高混機(jī)充分混合；第二步將第一步得到的混合物以90公斤/小時(shí)的速率輸送到長(zhǎng)徑比為60 I的雙螺桿擠出機(jī)中熔融分散，同時(shí)將10公斤短切無堿扁平玻璃纖維NITT0B0CSG3PA-870 (橫截面軸的長(zhǎng)徑比為=2)通過失重式計(jì)量秤從側(cè)喂料口以10公斤/小時(shí)的速率加入，擠出造粒，擠出機(jī)的各段溫度設(shè)為190°C，得到低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物，用于生產(chǎn)汽車保險(xiǎn)杠。所得的低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物經(jīng)測(cè)試，其性能如下表I
權(quán)利要求
1.一種低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，由以下以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料制成 聚丙烯40-65% ； 熱穩(wěn)定劑0-2% ； 加工助劑0-2% ； 增韌劑20-25% ； 相容劑0-6% ； 超細(xì)滑石粉5-10% ； 短切扁平玻璃纖維 10-15%。
2.如權(quán)利要求I所述的低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，其線性膨脹系數(shù)為 3. 0-4. O X 10 5mm/mm/°C。
3.如權(quán)利要求I所述的低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，所述的聚丙烯為均聚、共聚聚丙烯或兩者的混合物，其熔體流動(dòng)速率為20-1000g/10min。
4.如權(quán)利要求I所述的低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，所述的熱穩(wěn)定劑為酚類熱穩(wěn)定劑與磷酸酯類熱穩(wěn)定劑和硫代酯類熱穩(wěn)定劑中的一種或兩種的混合物。
5.如權(quán)利要求I所述的低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，所述的加工助劑為聚乙烯蠟或石蠟。
6.如權(quán)利要求I所述的低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，所述的增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-a-乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物以及三元乙丙膠中的任意一種或兩種以上的混合物。
7.如權(quán)利要求I所述的低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，所述的相容劑為極性單體接枝聚合物。
8.如權(quán)利要求I所述的低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，所述的短切扁平玻璃纖維為聚丙烯專用無堿短切玻璃纖維，其玻纖截面為扁平狀，截面寬厚比為2-10 I。
9.權(quán)利要求I所述的低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物的制備方法，其特征在于，具體步驟為將聚丙烯、熱穩(wěn)定劑、加工助劑、增韌劑、超細(xì)滑石粉、相容劑混合后，加入長(zhǎng)徑比為30-60 I的雙螺桿擠出機(jī)中熔融分散，同時(shí)將短切扁平玻璃纖維通過失重式計(jì)量秤從側(cè)喂料口喂入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒，得到低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物。
10.權(quán)利要求I所述的低線性膨脹系數(shù)聚丙烯復(fù)合物在生產(chǎn)汽車保險(xiǎn)杠中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低線性膨脹系數(shù)汽車保險(xiǎn)杠專用聚丙烯復(fù)合物及其制備方法。所述的低收縮率汽車保險(xiǎn)杠專用聚丙烯復(fù)合物其特征在于，由以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)聚丙烯40-65％，熱穩(wěn)定劑0-2％，加工助劑0-2％，增韌劑20-25％，相容劑0-6％，超細(xì)滑石粉5-10％和短切扁平玻璃纖維10-15％組成。制備方法為將各原料混合后，加入長(zhǎng)徑比為30-60∶1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融分散，同時(shí)將短切扁平玻璃纖維從側(cè)喂料口喂入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒，得到產(chǎn)品。本發(fā)明提供的材料具有高流動(dòng)性、高剛性、高耐熱、高尺寸穩(wěn)定性、高沖擊，低線性膨脹系數(shù)，滿足汽車保險(xiǎn)杠材料發(fā)展的要求。
文檔編號(hào)C08L23/16GK102924806SQ20121046068
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者陳延安, 孫剛, 李國明, 程文超, 李志平, 周英輝, 丁超 申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司