本發(fā)明涉及高分子材料改性領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車保險桿專用低后收縮聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：
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聚丙烯（PP）由于價格低廉，易于加工成型及其具有密度低，耐化學(xué)腐蝕和自身優(yōu)異的物理力學(xué)性能等優(yōu)點，其應(yīng)用非常廣泛，成為發(fā)展最快的通用型塑料之一。對于汽車保險杠而言，需要較高的尺寸穩(wěn)定性，即在注塑24h~48h后素材的收縮小且對素材進(jìn)行噴涂、包覆等后處理工藝后也應(yīng)保持較小的后收縮。

目前大多數(shù)汽車主機(jī)廠采用聚丙烯改性材料為PP+EPDM-TD15~TD30的材料，這樣的材料注塑24h~48h后素材的收縮率為0.8~1.3%，進(jìn)行噴涂24h~48h后（噴涂條件為85℃、40min）的收縮率為1.0~1.5%。

為了降低聚丙烯材料收縮率，目前常采用下面三種方法來實現(xiàn)：

1、添加填料或增加填料的量，如滑石粉、碳酸鈣、云母等；但添加填料或增加填料的量勢必會帶來材料韌性的下降；

2、 添加玻璃纖維，則會帶來浮纖、翹曲等注塑問題；

3、 增加增韌劑的含量，會帶來成本的提高和材料模量的降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于提供一種汽車保險桿專用低后收縮聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。

一種汽車保險桿專用低后收縮聚丙烯復(fù)合材料，由以下組分按重量份制備而成：

聚丙烯 100份，

酚醛樹脂 15~30份，

云母 15~45份，

高目數(shù)滑石粉 10~35份，

增韌劑 25~45份，

成核劑 0.25~0.5份，

潤滑劑 0.4~0.8份，

偶聯(lián)劑 0.2~0.3份，

抗氧劑 0.15~0.4份，

所述高目數(shù)滑石粉的粒徑在8000~11000目。

進(jìn)一步方案，所述聚丙烯為兩種或以上共聚聚丙烯復(fù)配使用。

所述增韌劑為乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物三者復(fù)配使用。

所述云母的水分含量≤0.1%、吸油量≤25(g/100g)、長徑比為70。

所述成核劑為羧酸鹽類成核劑。

所述潤滑劑為硬脂酸鋅、乙撐雙硬脂酸酰胺（EBS）和白油36#復(fù)配使用。

所述偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）。

所述抗氧劑為四[β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧劑1010）和三[2,4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯（抗氧劑168）復(fù)配使用。

本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供上述聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其制備方法如下：

第一步：稱取15~45份云母于高速混合機(jī)A中，接著加入0.2~0.4份潤滑劑中的硬脂酸鋅和乙撐雙硬脂酸酰胺進(jìn)行混合20~30分鐘得改性云母，取出改性云母總重量的2/5備用；再接著稱取10~35份高目數(shù)滑石粉加入高速混合機(jī)A中與剩余的改性云母混合20~30分鐘；其中高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速200~300轉(zhuǎn)/分鐘，溫度50~70℃；

第二步：稱取100份聚丙烯、15~30份酚醛樹脂、25~45份增韌劑于高速混合機(jī)B中，接著加入0.25~0.5份成核劑和0.2~0.3份偶聯(lián)劑混合20~30分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速200~300轉(zhuǎn)/分鐘，溫度50~70℃；

第三步：將高速混合機(jī)A中混合物加入到高速混合機(jī)B中，再加入0.15~0.4份的抗氧劑混合20~30分鐘；最后加入0.2~0.4份潤滑劑中的白油36#混合20~30分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速200~300轉(zhuǎn)/分鐘、溫度50~70℃；

第四步：將上述第三步混合好的物料從主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，同時將第二步中取出的改性云母總重量的2/5從側(cè)喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，然后經(jīng)拉絲造粒得聚丙烯復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度從喂料段到機(jī)頭依次為170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃；螺桿直徑為75毫米、螺桿長徑比為44。

本發(fā)明的有益效果有：

1、本發(fā)明通過將云母經(jīng)潤滑劑中的硬脂酸鋅和乙撐雙硬脂酸酰胺改性后，分別從擠出機(jī)的主、側(cè)喂料口同時進(jìn)料；以及其與高目數(shù)滑石粉、酚醛樹脂復(fù)配使用，得到綜合性能優(yōu)異的PP復(fù)合材料，同時大幅降低PP復(fù)合材料的收縮率。

2、本發(fā)明選擇水分含量≤0.1%、吸油量≤25(g/100g)、長徑比為70的云母，此種的云母的加入使得復(fù)合材料在加工時，熔融混合均勻，不會出現(xiàn)機(jī)頭堵塞、拉條斷條等問題，制備得到的復(fù)合材料收縮率及其他力學(xué)性能達(dá)到最優(yōu)。

3、本發(fā)明通過加入成核劑使得PP復(fù)合材料在注塑24h~48h后尺寸穩(wěn)定性好以及噴涂后保持較小的后收縮。

4、本發(fā)明通過加入適量的增韌劑于PP中，影響PP的結(jié)晶性能從而降低PP復(fù)合材料收縮率。

5、本發(fā)明工藝簡單、易進(jìn)行大批量生產(chǎn)。

具體實施例：

下面結(jié)合一些實施例與對比例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。以下實施例只是本發(fā)明的典型例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。

本發(fā)明中熔融指數(shù)按照ASTM D1238-10執(zhí)行，在230℃、2.16kg條件下測試；

拉伸性能按照ASTM D638-10執(zhí)行，測試速度為50mm/min；

彎曲性能按照ASTM D790-10執(zhí)行，測試速度為1.25mm/min；

懸臂梁沖擊性能按照ASTM D256-10執(zhí)行；密度按照ASTM D792-13執(zhí)行；

素材收縮率按照ASTM D955-08執(zhí)行（即注塑制件冷卻24h后進(jìn)行測試）；噴涂后收縮按照ASTM D955-08執(zhí)行（即在注塑冷卻24h后進(jìn)行噴涂后處理，噴涂后處理24h后進(jìn)行測試。注：噴涂條件為85℃、40min）。以上所有測試環(huán)境為：23℃、50%RH。

下面實施例和對比例中用到的主要原材料如下：

共聚聚丙烯 型號：BX3920 廠家：韓國SK；

共聚聚丙烯 型號：BX3900 廠家：韓國SK；

共聚聚丙烯 型號：K7760H 廠家：中石化；

共聚聚丙烯 型號：EP5077 廠家：利安德巴塞爾；

增韌劑POE 型號：POE 8150 廠家：美國陶氏；

增韌劑MBS 型號：EM-500A 廠家：韓國LG化學(xué)；

增韌劑SEBS 型號：G1652 廠家：美國科藤；

成核劑 型號：HPN-20E 廠家：美國美利肯；

高目數(shù)滑石粉 型號：8000目滑石粉 廠家：遼寧艾海；

高目數(shù)滑石粉 型號：11000目滑石粉 廠家：遼寧艾海；

潤滑劑 型號：硬脂酸鋅 廠家：連云港華明泰；

潤滑劑 型號：EBS 廠家：印尼朝陽化學(xué)；

潤滑劑 型號：白油36# 廠家：茂名市中海南聯(lián)石化；

偶聯(lián)劑 型號：KH550 廠家：天長市綠色化工助劑廠；

抗氧劑 型號：1010 廠家：宜興市天使合成化學(xué)；

抗氧劑 型號：168 廠家：宜興市天使合成化學(xué)。

實施例1

第一步：稱取15份云母于高速混合機(jī)A中，接著加入0.08份潤滑劑硬脂酸鋅和0.12份潤滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合20分鐘，之后取出混合好的改性云母總重量的2/5備用；再接著稱取10份8000目滑石粉加入高速混合機(jī)A中與剩余的改性云母混合20分鐘；其中高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，溫度50℃。

第二步：稱取60份聚丙烯BX3900，40份聚丙烯EP5077，15份酚醛樹脂，15份增韌劑POE 8150，7份增韌劑EM-500A，3份增韌劑SEBS G1652于高速混合機(jī)B中，接著加入0.25份成核劑HPN-20E，0.2份偶聯(lián)劑KH550混合20分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，溫度50℃。

第三步：將高速混合機(jī)A中混合物加入到高速混合機(jī)B中，再加入0.06份抗氧劑1010，0.09份抗氧劑168混合20分鐘。最后加入0.2份白油36#繼續(xù)混合20分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，溫度50℃。

第四步：將上述第三步混合好的物料從主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，同時將步驟（1）中取出的改性云母總重量的2/5從側(cè)喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，然后經(jīng)拉絲造粒得聚丙烯復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度從喂料段到機(jī)頭依次為170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺桿直徑為75毫米，螺桿長徑比為44。

實施例2

第一步：稱取45份云母于高速混合機(jī)A中，接著加入0.21份潤滑劑硬脂酸鋅和0.19份潤滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合30分鐘，之后取出混合好的改性云母總重量的2/5備用；再接著稱取35份11000目滑石粉加入高速混合機(jī)A中與剩余的改性云母混合30分鐘；其中高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘，溫度70℃。

第二步：稱取58份聚丙烯BX3920，42份聚丙烯EP5077，30份酚醛樹脂，30份增韌劑POE 8150，10份增韌劑EM-500A，5份增韌劑SEBS G1652于高速混合機(jī)B中，接著加入0.5份成核劑HPN-20E，0.3份偶聯(lián)劑KH550混合30分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘，溫度70℃。

第三步：將高速混合機(jī)A中混合物加入到高速混合機(jī)B中，再加入0.22份抗氧劑1010，0.18份抗氧劑168混合30分鐘；最后加入0.4份白油36#繼續(xù)混合30分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘，溫度70℃。

第四步：將上述第三步混合好的物料從主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，同時將步驟（1）中取出的改性云母總重量的2/5從側(cè)喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，然后經(jīng)拉絲造粒得聚丙烯復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度從喂料段到機(jī)頭依次為170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺桿直徑為75毫米，螺桿長徑比為44。

實施例3

第一步：稱取21份云母于高速混合機(jī)A中，接著加入0.09份潤滑劑硬脂酸鋅和0.17份潤滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合23分鐘，之后取出混合好的改性云母總重量的2/5備用；再接著稱取12份11000目滑石粉加入高速混合機(jī)A中與剩余的改性云母混合27分鐘；其中高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速234轉(zhuǎn)/分鐘，溫度57℃。

第二步：稱取43份聚丙烯K7760H，57份聚丙烯EP5077，19份酚醛樹脂，19份增韌劑POE 8150，7份增韌劑EM-500A，5份增韌劑SEBS G1652于高速混合機(jī)B中，接著加入0.29份成核劑HPN-20E，0.24份偶聯(lián)劑KH550混合24分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速209轉(zhuǎn)/分鐘，溫度59℃。

第三步：將高速混合機(jī)A中混合物加入到高速混合機(jī)B中，再加入0.16份抗氧劑1010，0.19份抗氧劑168混合22分鐘。最后加入0.23份白油36#繼續(xù)混合21分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速262轉(zhuǎn)/分鐘，溫度62℃。

第四步：將上述第三步混合好的物料從主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，同時將步驟（1）中取出的改性云母總重量的2/5從側(cè)喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，然后經(jīng)拉絲造粒得聚丙烯復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度從喂料段到機(jī)頭依次為170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺桿直徑為75毫米，螺桿長徑比為44。

實施例4

第一步：稱取29份云母于高速混合機(jī)A中，接著加入0.08份潤滑劑硬脂酸鋅和0.12份潤滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合27分鐘，之后取出混合好的改性云母總重量的2/5備用；再接著稱取18份8000目滑石粉加入高速混合機(jī)A中與剩余的改性云母混合22分鐘；其中高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速260轉(zhuǎn)/分鐘，溫度53℃。

第二步：稱取40份聚丙烯BX3900，60份聚丙烯EP5077，22份酚醛樹脂，14份增韌劑POE 8150，12份增韌劑EM-500A，7份增韌劑SEBS G1652于高速混合機(jī)B中，接著加入0.37份成核劑HPN-20E，0.28份偶聯(lián)劑KH550混合28分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速287轉(zhuǎn)/分鐘，溫度59℃。

第三步：將高速混合機(jī)A中混合物加入到高速混合機(jī)B中，再加入0.08份抗氧劑1010，0.09份抗氧劑168混合29分鐘。最后加入0.21份白油36#繼續(xù)混合20分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速220轉(zhuǎn)/分鐘，溫度66℃。

第四步：將上述第三步混合好的物料從主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，同時將步驟（1）中取出的改性云母總重量的2/5從側(cè)喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，然后經(jīng)拉絲造粒得聚丙烯復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度從喂料段到機(jī)頭依次為170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺桿直徑為75毫米，螺桿長徑比為44。

實施例5

第一步：稱取32份云母于高速混合機(jī)A中，接著加入0.09份潤滑劑硬脂酸鋅和0.17份潤滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合21分鐘，之后取出混合好的改性云母總重量的2/5備用；再接著稱取21份11000目滑石粉加入高速混合機(jī)A中與剩余的改性云母混合29分鐘；其中高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速252轉(zhuǎn)/分鐘，溫度67℃。

第二步：稱取31份聚丙烯BX3920，69份聚丙烯EP5077，23份酚醛樹脂，15份增韌劑POE 8150，7份增韌劑EM-500A，4份增韌劑SEBS G1652于高速混合機(jī)B中，接著加入0.33份成核劑HPN-20E，0.23份偶聯(lián)劑KH550混合27分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速290轉(zhuǎn)/分鐘，溫度70℃。

第三步：將高速混合機(jī)A中混合物加入到高速混合機(jī)B中，再加入0.07份抗氧劑1010，0.09份抗氧劑168混合27分鐘；最后加入0.26份白油36#繼續(xù)混合25分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)/分鐘，溫度60℃。

第四步：將上述第三步混合好的物料從主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，同時將步驟（1）中取出的改性云母總重量的2/5從側(cè)喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，然后經(jīng)拉絲造粒得聚丙烯復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度從喂料段到機(jī)頭依次為170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺桿直徑為75毫米，螺桿長徑比為44。

實施例6

第一步：稱取38份云母于高速混合機(jī)A中，接著加入0.07份潤滑劑硬脂酸鋅和0.14份潤滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合29分鐘，之后取出混合好的改性云母總重量的2/5備用；再接著稱取29份8000目滑石粉加入高速混合機(jī)A中與剩余的改性云母混合25分鐘；其中高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速240轉(zhuǎn)/分鐘，溫度58℃。

第二步：稱取50份聚丙烯K7760H，50份聚丙烯EP5077，25份酚醛樹脂，21份增韌劑POE 8150，9份增韌劑EM-500A，6份增韌劑SEBS G1652于高速混合機(jī)B中，接著加入0.39份成核劑HPN-20E，0.24份偶聯(lián)劑KH550混合29分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速290轉(zhuǎn)/分鐘，溫度67℃。

第三步：將高速混合機(jī)A中混合物加入到高速混合機(jī)B中，再加入0.06份抗氧劑1010，0.09份抗氧劑168混合20分鐘；最后加入0.22份白油36#繼續(xù)混合22分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速260轉(zhuǎn)/分鐘，溫度70℃。

第四步：將上述第三步混合好的物料從主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，同時將步驟（1）中取出的改性云母總重量的2/5從側(cè)喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，然后經(jīng)拉絲造粒得聚丙烯復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度從喂料段到機(jī)頭依次為170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺桿直徑為75毫米，螺桿長徑比為44。

實施例7

第一步：稱取43份云母于高速混合機(jī)A中，接著加入0.08份潤滑劑硬脂酸鋅和0.18份潤滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合30分鐘，之后取出混合好的改性云母總重量的2/5備用；再接著稱取34份8000目滑石粉加入高速混合機(jī)A中與剩余的改性云母混合23分鐘；其中高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速208轉(zhuǎn)/分鐘，溫度64℃。

第二步：稱取72份聚丙烯BX3920，28份聚丙烯EP5077，29份酚醛樹脂，23份增韌劑POE 8150，12份增韌劑EM-500A，8份增韌劑SEBS G1652于高速混合機(jī)B中，接著加入0.46份成核劑HPN-20E，0.27份偶聯(lián)劑KH550混合28.4分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，溫度56.3℃。

第三步：將高速混合機(jī)A中混合物加入到高速混合機(jī)B中，再加入0.06份抗氧劑1010，0.09份抗氧劑168混合20分鐘；最后加入0.27份白油36#繼續(xù)混合26.7分鐘；其中高混機(jī)B的轉(zhuǎn)速289轉(zhuǎn)/分鐘，溫度52℃。

第四步：將上述第三步混合好的物料從主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，同時將步驟（1）中取出的改性云母總重量的2/5從側(cè)喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，然后經(jīng)拉絲造粒得聚丙烯復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度從喂料段到機(jī)頭依次為170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃；螺桿直徑為75毫米，螺桿長徑比為44。

上述實施例1-7制備的聚丙烯復(fù)合材料的性能檢測見下表-1所示，其中以純聚丙烯做為對比例：

從以上實施例可以看出，本發(fā)明制備的聚丙烯復(fù)合材料和對比例中純聚丙烯的密度相當(dāng)；但本發(fā)明的機(jī)械綜合性能明顯比的純聚丙烯機(jī)械性能優(yōu)異，且其素材和噴涂后的收縮率均比純聚丙烯低得多，故其制成制件后尺寸穩(wěn)定性較高，符合汽車領(lǐng)域使用，可以用于高端汽車中作為保險杠使用。

上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。