本發(fā)明涉及高分子材料改性領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車(chē)保險(xiǎn)桿專(zhuān)用低后收縮聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：：聚丙烯（PP）由于價(jià)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(diǎn)，其應(yīng)用非常廣泛，成為發(fā)展最快的通用型塑料之一。對(duì)于汽車(chē)保險(xiǎn)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(chē)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后的收縮率為1.0~1.5%（注：噴涂條件為85℃、40min）。目前常用的降低聚丙烯材料收縮率的方法如：1、添加填料或增加填料的量，如滑石粉、碳酸鈣、云母等；2、添加玻璃纖維；3、增加增韌劑的含量。上述三種方法的缺點(diǎn)分別為：1、添加填料或增加填料的量---勢(shì)必帶來(lái)韌性的下降；2、添加玻璃纖維---勢(shì)必帶來(lái)浮纖、翹曲等注塑問(wèn)題；3、增加增韌劑的含量---勢(shì)必帶來(lái)成本的提高、模量的降低。本發(fā)明利用天然橡膠、滑石、增韌劑、成核劑復(fù)配使用的方式，制備出了綜合力學(xué)性能優(yōu)異、低后收縮聚丙烯復(fù)合材料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：：本發(fā)明的目的在于提供一種汽車(chē)保險(xiǎn)桿專(zhuān)用低后收縮聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的這種汽車(chē)保險(xiǎn)桿專(zhuān)用低后收縮聚丙烯復(fù)合材料，其是由以下重量份的組分制成：聚丙烯100份，天然橡膠15~30份，滑石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(rùn)滑劑0.4~0.8份，偶聯(lián)劑0.2~0.3份，抗氧劑0.15~0.4份。上述聚丙烯（PP）為共聚聚丙烯，優(yōu)選兩種或以上共聚聚丙烯復(fù)配使用。上述增韌劑為乙烯-辛烯共聚物（POE）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（MBS）、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）三者復(fù)配使用。上述滑石的進(jìn)料方式由主喂料和側(cè)喂料同時(shí)進(jìn)行，且質(zhì)量比為主喂料進(jìn)料量:側(cè)喂料進(jìn)料量=3:2；所述的滑石水分含量≤0.1%，吸油量≤25(g/100g),長(zhǎng)徑比為20。上述高目數(shù)滑石粉的粒徑在8000~11000目。上述成核劑為羧酸鹽類(lèi)成核劑。上述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅、乙撐雙硬脂酸酰胺（EBS）、白油36#復(fù)配使用。上述偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）。上述抗氧劑為四[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。上述汽車(chē)保險(xiǎn)桿專(zhuān)用低后收縮聚丙烯復(fù)合材料制備方法如下：第一步：稱(chēng)取15~45份滑石于高速混合機(jī)A中，接著加入0.2~0.4份潤(rùn)滑劑硬脂酸鋅和乙撐雙硬脂酸酰胺混合20~30分鐘，之后取出混合好的滑石的2/5的量用于側(cè)喂料進(jìn)料，再接著稱(chēng)取10~35份高目數(shù)滑石粉于高速混合機(jī)A中混合20~30分鐘。高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速200~300轉(zhuǎn)/分鐘，溫度50~70℃。第二步：稱(chēng)取100份聚丙烯，15~30份天然橡膠，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，0.2~0.3份偶聯(lián)劑混合20~30分鐘。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中的滑石和滑石粉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份白油36#混合20~30分鐘。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料加入雙螺桿擠出機(jī)中拉絲造粒、冷卻、裝包。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(zhǎng)徑比為44。本發(fā)明的優(yōu)異之處在于：1.本發(fā)明通過(guò)加入滑石且主側(cè)喂料同時(shí)進(jìn)料以及與高目數(shù)滑石粉、天然橡膠復(fù)配使用，得到綜合性能優(yōu)異的PP復(fù)合材料，同時(shí)大幅降低PP復(fù)合材料的收縮率。2.本發(fā)明限定了滑石水分含量≤0.1%，吸油量≤25(g/100g),長(zhǎng)徑比為20。特種的滑石的加入使得復(fù)合材料在加工時(shí)，熔融混合均勻，不會(huì)出現(xiàn)機(jī)頭堵塞、拉條斷條等問(wèn)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(guò)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(guò)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(jiǎn)單、易進(jìn)行大批量生產(chǎn)。具體實(shí)施例：下面結(jié)合一些實(shí)施例與對(duì)比例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。以下實(shí)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。熔融指數(shù)按照ASTMD1238-10執(zhí)行，在230℃、2.16kg條件下測(cè)試；拉伸性能按照ASTMD638-10執(zhí)行，測(cè)試速度為50mm/min；彎曲性能按照ASTMD790-10執(zhí)行，測(cè)試速度為1.25mm/min；懸臂梁沖擊性能按照ASTMD256-10執(zhí)行；密度按照ASTMD792-13執(zhí)行；素材收縮率按照ASTMD955-08執(zhí)行（即注塑制件冷卻24h后進(jìn)行測(cè)試）。噴涂后收縮按照ASTMD955-08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(cè)試。注：噴涂條件為85℃、40min）。以上所有測(cè)試環(huán)境為：23℃、50%RH。實(shí)施例和對(duì)比例中用到的主要原材料如下：共聚聚丙烯型號(hào)：BX3920廠家：韓國(guó)SK；共聚聚丙烯型號(hào)：BX3900廠家：韓國(guó)SK；共聚聚丙烯型號(hào)：K7760H廠家：中石化；共聚聚丙烯型號(hào)：EP5077廠家：利安德巴塞爾；增韌劑POE型號(hào)：POE8150廠家：美國(guó)陶氏；增韌劑MBS型號(hào)：EM-500A廠家：韓國(guó)LG化學(xué)；增韌劑SEBS型號(hào)：G1652廠家：美國(guó)科藤；成核劑型號(hào)：HPN-20E廠家：美國(guó)美利肯；高目數(shù)滑石粉型號(hào)：8000目滑石粉廠家：遼寧艾海；高目數(shù)滑石粉型號(hào)：11000目滑石粉廠家：遼寧艾海；潤(rùn)滑劑型號(hào)：硬脂酸鋅廠家：連云港華明泰；潤(rùn)滑劑型號(hào)：EBS廠家：印尼朝陽(yáng)化學(xué)；潤(rùn)滑劑型號(hào)：白油36#廠家：茂名市中海南聯(lián)石化；偶聯(lián)劑型號(hào)：KH550廠家：天長(zhǎng)市綠色化工助劑廠；抗氧劑型號(hào)：1010廠家：宜興市天使合成化學(xué)；抗氧劑型號(hào)：168廠家：宜興市天使合成化學(xué)。實(shí)施例1第一步：稱(chēng)取15份滑石于高速混合機(jī)A中，接著加入0.08份潤(rùn)滑劑硬脂酸鋅和0.12份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合20分鐘，之后取出混合好的滑石的2/5的量用于側(cè)喂料進(jìn)料，再接著稱(chēng)取10份8000目滑石粉于高速混合機(jī)A中混合20分鐘。高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，溫度50℃。第二步：稱(chēng)取60份聚丙烯BX3900，40份聚丙烯EP5077，15份天然橡膠，15份增韌劑POE8150，7份增韌劑EM-500A，3份增韌劑SEBSG1652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。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中的滑石和滑石粉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#混合20分鐘。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料加入雙螺桿擠出機(jī)中拉絲造粒、冷卻、裝包。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(zhǎng)徑比為44。性能見(jiàn)表-1。實(shí)施例2第一步：稱(chēng)取45份滑石于高速混合機(jī)A中，接著加入0.21份潤(rùn)滑劑硬脂酸鋅和0.19份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合30分鐘，之后取出混合好的滑石的2/5的量用于側(cè)喂料進(jìn)料，再接著稱(chēng)取35份11000目滑石粉于高速混合機(jī)A中混合30分鐘。高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘，溫度70℃。第二步：稱(chēng)取58份聚丙烯BX3920，42份聚丙烯EP5077，30份天然橡膠，30份增韌劑POE8150，10份增韌劑EM-500A，5份增韌劑SEBSG1652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。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中的滑石和滑石粉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#混合30分鐘。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料加入雙螺桿擠出機(jī)中拉絲造粒、冷卻、裝包。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(zhǎng)徑比為44。性能見(jiàn)表-1。實(shí)施例3第一步：稱(chēng)取21份滑石于高速混合機(jī)A中，接著加入0.09份潤(rùn)滑劑硬脂酸鋅和0.17份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合23分鐘，之后取出混合好的滑石的2/5的量用于側(cè)喂料進(jìn)料，再接著稱(chēng)取12份11000目滑石粉于高速混合機(jī)A中混合27分鐘。高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速234轉(zhuǎn)/分鐘，溫度57℃。第二步：稱(chēng)取43份聚丙烯K7760H，57份聚丙烯EP5077，19份天然橡膠，19份增韌劑POE8150，7份增韌劑EM-500A，5份增韌劑SEBSG1652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。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中的滑石和滑石粉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#混合21分鐘。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料加入雙螺桿擠出機(jī)中拉絲造粒、冷卻、裝包。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(zhǎng)徑比為44。性能見(jiàn)表-1。實(shí)施例4第一步：稱(chēng)取29份滑石于高速混合機(jī)A中，接著加入0.08份潤(rùn)滑劑硬脂酸鋅和0.12份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合27分鐘，之后取出混合好的滑石的2/5的量用于側(cè)喂料進(jìn)料，再接著稱(chēng)取18份8000目滑石粉于高速混合機(jī)A中混合22分鐘。高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速260轉(zhuǎn)/分鐘，溫度53℃。第二步：稱(chēng)取40份聚丙烯BX3900，60份聚丙烯EP5077，22份天然橡膠，14份增韌劑POE8150，12份增韌劑EM-500A，7份增韌劑SEBSG1652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。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中的滑石和滑石粉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#混合20分鐘。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料加入雙螺桿擠出機(jī)中拉絲造粒、冷卻、裝包。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(zhǎng)徑比為44。性能見(jiàn)表-1。實(shí)施例5第一步：稱(chēng)取32份滑石于高速混合機(jī)A中，接著加入0.09份潤(rùn)滑劑硬脂酸鋅和0.17份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合21分鐘，之后取出混合好的滑石的2/5的量用于側(cè)喂料進(jìn)料，再接著稱(chēng)取21份11000目滑石粉于高速混合機(jī)A中混合29分鐘。高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速252轉(zhuǎn)/分鐘，溫度67℃。第二步：稱(chēng)取31份聚丙烯BX3920，69份聚丙烯EP5077，23份天然橡膠，15份增韌劑POE8150，7份增韌劑EM-500A，4份增韌劑SEBSG1652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。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中的滑石和滑石粉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#混合25分鐘。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料加入雙螺桿擠出機(jī)中拉絲造粒、冷卻、裝包。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(zhǎng)徑比為44。性能見(jiàn)表-1。實(shí)施例6第一步：稱(chēng)取38份滑石于高速混合機(jī)A中，接著加入0.07份潤(rùn)滑劑硬脂酸鋅和0.14份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合29分鐘，之后取出混合好的滑石的2/5的量用于側(cè)喂料進(jìn)料，再接著稱(chēng)取29份8000目滑石粉于高速混合機(jī)A中混合25分鐘。高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速240轉(zhuǎn)/分鐘，溫度58℃。第二步：稱(chēng)取50份聚丙烯K7760H，50份聚丙烯EP5077，25份天然橡膠，21份增韌劑POE8150，9份增韌劑EM-500A，6份增韌劑SEBSG1652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。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中的滑石和滑石粉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#混合22分鐘。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料加入雙螺桿擠出機(jī)中拉絲造粒、冷卻、裝包。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(zhǎng)徑比為44。性能見(jiàn)表-1。實(shí)施例7第一步：稱(chēng)取43份滑石于高速混合機(jī)A中，接著加入0.08份潤(rùn)滑劑硬脂酸鋅和0.18份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺混合30分鐘，之后取出混合好的滑石的2/5的量用于側(cè)喂料進(jìn)料，再接著稱(chēng)取34份8000目滑石粉于高速混合機(jī)A中混合23分鐘。高混機(jī)A的轉(zhuǎn)速208轉(zhuǎn)/分鐘，溫度64℃。第二步：稱(chēng)取72份聚丙烯BX3920，28份聚丙烯EP5077，29份天然橡膠，23份增韌劑POE8150，12份增韌劑EM-500A，8份增韌劑SEBSG1652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。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中的滑石和滑石粉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#混合26.7分鐘。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料加入雙螺桿擠出機(jī)中拉絲造粒、冷卻、裝包。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(zhǎng)徑比為44。性能見(jiàn)表-1。表-1測(cè)試項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6實(shí)施例7對(duì)比例（聚丙烯F401）密度/(g/cm3)1.021.141.031.071.081.131.140.9拉伸強(qiáng)度/MPa4741444246464323彎曲強(qiáng)度/MPa5358565452555732彎曲模量/MPa44145053374135233210354241211510懸臂梁缺口沖擊/(KJ/m2)47NB524543NBNB12素材收縮率/%0.320.350.320.360.450.340.362.1噴涂后收縮率/%0.300.220.220.310.290.210.221.9從以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明制備出的聚丙烯復(fù)合材料綜合性能優(yōu)異，收縮率低，可以用于高端汽車(chē)中作為保險(xiǎn)杠使用。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3