本發明專利技術屬于有機高分子化合物領域，涉及一種聚丙烯復合材料及其制備方法和用途。該聚丙烯復合材料由包含以下重量份的組分制成：聚丙烯80~100份、熱塑性彈性體10~20份、低密度聚乙烯8~12份、無機填充料8~12份、晶須5~8份、抗氧劑0.3~0.6份、氧化聚乙烯蠟0.3~0.6份、聚丙烯接枝馬來酸酐2~4份、偶聯劑0.1~0.3份。本發明專利技術制備的聚丙烯復合材料可以制備汽車方向盤，采用該復合材料生產的產品具有表面光澤均與，顏色均勻，手感舒適，有較好的耐應力開裂性能，綜合力學性能良好等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于有機高分子化合物領域，涉及。
技術介紹
汽車方向盤是汽車的重要部件，它不僅起到一個操作手柄的作用，而且在汽車的行駛工程中發生碰撞時能起到吸收大部分沖擊能量的作用，從而保證駕駛人員的安全。美國汽車安全標準FM-VSS203規定，汽車在以24km/h速度行駛時，當用35kg的胸部模型沖擊方向盤時產生的最大負荷應小于llkN。因此，要求生產方向盤的材料應具有較高的沖擊強度及剛性，耐汽油、柴油、汗液的腐蝕，手感性要好，表面光澤均勻，不刺眼，較好的染色性和染色牢度。由于方向盤中有一個金屬骨架，還要求材料有較好的與金屬粘結性和耐應力開裂性，流動性和成型加工型要好。早期，汽車方向盤是用酚醛模塑料生產的，現在大多數是用熱塑性塑料生產。中國專利CN102344609A公開了一種耐蠕變的聚丙烯組合物及其制備方法與應用，由聚丙烯樹脂、彈性體、高長徑比無機填料和成核劑制得，所述高長徑比無機填料為高長徑比滑石粉、高長徑比硅灰石、高長徑比云母粉或高長徑比晶須。該聚丙烯組合物并不具備抗氧化性能，同時無機填料和樹脂的結合力差，影響力學性能。
技術實現思路
本專利技術的目的在于為克服現有技術的缺陷而提供。該聚丙烯復合材料具有較高的沖擊強度及剛性，耐油性、柴油、汗液的腐蝕，手感性好，表面光澤均勻，不刺眼，較好的染色性和染色牢度同時與金屬有較好的粘結性和耐應力開裂性。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案:—種聚丙烯復合材料，由包含以下重量份的組分制成:聚丙烯80~100份，熱塑性彈性體10~20份，低密度聚乙烯8~12份，無機填充料 8~12份，晶須5~8份，抗氧劑0.3~0.6份，氧化聚乙烯蠟0.3~0.6份，聚丙烯接枝馬來酸酐 2~4份，偶聯劑0.1~0.3份。所述的聚丙烯(PP)為共聚聚丙烯和均聚聚丙烯兩種復配，優選的，所述共聚聚丙烯和均聚聚丙烯的重量份之比為3:2。所述的共聚聚丙烯的熔融指數范圍為2r35g/10min，所述的均聚聚丙烯的熔融指數范圍為I~4g/10min。所述的熱塑性彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚烯烴彈性體(POE)或三元乙丙橡膠(EPDM)。所述的無機填充料為滑石粉、碳酸鈣、高嶺土、玻璃微珠、硫酸鋇、硅灰石或云母中的一種或一種以上。[0021 ] 所述的晶須為碳酸鈣晶須、鈦酸鉀晶須、硫酸鈣晶須或氫氧化鎂晶須。所述的抗氧劑為四[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)兩種抗氧劑復配，優選的抗氧劑1010和抗氧劑168的重量份之比為1:2。所述的氧化聚乙烯蠟相對分子質量為1500-2500，酸值>25。所述的聚丙烯接枝馬來酸酐(PP-g-MAH)的接枝率為2.0-3.0%。所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑。所述的硅烷偶聯劑包括乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三氯硅烷。所述的鈦酸酯偶聯劑包括三異硬脂酰基鈦酸異丙酯或三油酰基鈦酸異丙酯。一種上述聚丙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟:(I)按上述配比稱取以下重量份的原料:聚丙烯80-100份、熱塑性彈性體10-20份、低密度聚乙烯(LDPE) 8^12份、無機填充料8~12份、晶須5~8份、抗氧劑0.3^0.6份、氧化聚乙烯蠟0.3^0.6份、PP-g-MAH2^4份、偶聯劑0.1-0.3份，加入高速混合機中進行低速混合；( 2 )將混合好的物料投入擠出機中加熱擠出，冷卻切粒，得到所述聚丙烯復合材料。所述的步驟(1)中在低速混合時間為f 3min，混合溫度為30-40°C ；所述的步驟(2)中雙螺桿擠出機分六段加熱，加熱溫度依次為:150-160°C，170-l80°C，190^200°C，210^220°C，220^230°C，機頭 215~225°C ;螺桿轉速 200~400r/min。一種上述聚丙烯復合材料用作汽車方向盤材料的用途。所述的用途包括以下步驟:將上述聚丙烯復合材料加入注塑機中，同時將金屬骨架放入注塑模具中，注射包封，制得汽車方向盤。所述的金屬骨架選自鋼制金屬骨架、鎂合金金屬骨架、鋁合金金屬骨架或鈦合金金屬骨架。所述的注射溫度依次為225~235°C、23(T240°C、235~245°C、24(T25(rC ;注射壓力為45~55Mpa，保壓壓力4(T50Mpa，注射時間3~6s，保壓時間4~8s，冷卻時間20~30s，模溫40~60。。。相比現有技術，本專利技術的有益效果是:本專利技術采用兩種P P樹脂復配，既保證了流動性，又保證了流動性。采用熱塑性彈性體對P P起增韌作用，同時賦予材料較好的手感。為了改善專用料在注射時和金屬的親和性，增加填充劑和基料聚丙烯的相容性，使體系中形成更為親密的網絡，加入了接枝聚丙烯，改善專用料的極性，提高了耐應力開裂性。晶須的加入能夠使當收到外力作用時吸收沖擊振動能量。同時，裂紋在擴展中遇到晶須便會受阻，裂紋得以抑制，從而起到增強作用，同時加入晶須后使斷裂表面能提高，使脆性降低，韌性增大。LDPE加入，使材料中的柔性鏈和剛性鏈連接起來，起到“連接橋”的作用，使各組分結合更緊密，降低了界面能，使體系中的各種分子鏈擴散的更均勻，減小了相區尺寸，提高了耐應力開裂性能，改善了綜合力學性能，高數目的無機增強劑提高了產品的強度、剛度和耐熱性等性能。采用兩種抗氧劑的復配，大大提高復合材料的抗熱氧化能力。氧化聚乙烯蠟的加入，一方面提高材料的極性和金屬嵌件的黏合性，另一方面進一步提聞材料的流動性。偶聯劑的加入，可提聞滑石粉與PP的界面結合強度，從而提高材料的力學性能。本專利技術制備的聚丙烯復合材料生產的產品表面光澤均與，顏色均勻，手感舒適，有較好的耐應力開裂性能，綜合力學性能良好。【具體實施方式】下面結合實施例進一步說明本專利技術。如無特別說明，組份的份數均為重量份。實施例3( I)按表1的配比稱取各組分原料，加入高速混合機中進行低速混合，混合時間為lmin，混合溫度為40°C ；(2)擠出造粒:將混合好的物料投入擠出機中加熱擠出，冷卻切粒，得到所述聚丙烯復合材料。其中擠出機加熱溫度依次為:155°C，175°C，195°C，215°C，225°C，機頭220°C。螺桿轉速320r/min，得到所述聚丙烯復合材料。將步驟(2)制得的聚丙烯復合材料用作汽車方向盤材料的用途，包括如下步驟:將步驟(2)中制備的聚丙烯復合材料 加入注塑機中，同時將金屬骨架放入注塑模具中，注射包封，注射溫度依次為225 °C、230、°C >235 °C >240 °C ;注射壓力為55Mpa，保壓壓力50Mpa，注射時間6s，保壓時間8s，冷卻時間20s，模溫40°C，制得汽車方向盤成品。其中，所述共聚聚丙烯的熔融指數范圍為24g/10min ;所述的均聚聚丙烯的熔融指數范圍為lg/10min ;實施例f 3中氧化聚乙烯蠟相對分子質量分別為1500、2000、2500，酸值>25，其中PP-g-MAH的接枝率為2.0-3.0%，金屬骨架分別為鋼制金屬骨架、鎂合金金屬骨架和鋁合金金屬骨架。表1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種聚丙烯復合材料，其特征在于：由包含以下重量份的組分制成：聚丙烯????????????????80~100份，熱塑性彈性體??????????10~20份，低密度聚乙烯??????????8~12份，無機填充料????????????8~12份，晶須??????????????????5~8份，抗氧劑????????????????0.3~0.6份，氧化聚乙烯蠟??????????0.3~0.6份，聚丙烯接枝馬來酸酐????2~4份，偶聯劑????????????????0.1~0.3份。
【技術特征摘要】
1.一種聚丙烯復合材料，其特征在于:由包含以下重量份的組分制成: 聚丙烯80~100份， 熱塑性彈性體10-20份， 低密度聚乙烯8~12份， 無機填充料8~12份， 晶須51份， 抗氧劑0.3^0.6份， 氧化聚乙烯蠟0.3、0.6份， 聚丙烯接枝馬來酸酐 2~4份， 偶聯劑0.1-0.3份。2.根據權利要求1所述的聚丙烯復合材料，其特征在于:所述的聚丙烯為共聚聚丙烯和均聚聚丙烯兩種復配，優選的，所述共聚聚丙烯和均聚聚丙烯的重量份之比為3:2。3.根據權利要求2所述的聚丙烯復合材料，其特征在于:所述的共聚聚丙烯的熔融指數為24~35g/10min,所述的均聚聚丙烯的熔融指數為l~4g/10min。4.根據權利要求1所述的聚丙烯復合材料，其特征在于:所述的熱塑性彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烴彈性體或三元乙丙橡膠； 或所述的無機填充料為滑石粉、碳酸鈣、高嶺土、玻璃微珠、硫酸鋇、硅灰石或云母中的一種或一種以上； 或所述的晶須為碳酸鈣晶須、鈦酸鉀晶須、硫酸鈣晶須或氫氧化鎂晶須； 或所述的抗氧劑為四[β_ (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯兩種抗氧劑復配，優選的四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的重量份之比為1:2。5.根據權利要求1所述的聚丙烯復合材料，其特征在于:所述的氧化聚乙烯蠟相對分子質量為1500-2500，酸值>25 ； 或所述的聚丙烯接枝馬來酸酐的接枝率為2.0-3.0% ； 或所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑；其中所述的硅烷偶聯劑優選為乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三氯硅烷；所述的鈦酸酯偶...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫俊山，
申請(專利權)人：遼寧遼杰科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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