本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種免噴涂耐刮擦pp合金材料其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著國家環(huán)保法規(guī)逐漸嚴(yán)格，汽車或家電零部件的噴涂成本逐漸增加，材料的免噴涂化逐漸成為當(dāng)今改性材料的熱門趨勢之一。作為外觀件的免噴涂材料，在要求部件不僅具有優(yōu)異金屬質(zhì)感效果的同時，還需具有一定力學(xué)性能及耐刮擦性能。

聚丙烯(pp)具有比重低、拉伸強(qiáng)度高、耐熱性及耐化學(xué)品性優(yōu)良、且加工性能好等特點(diǎn)，是五大通用工程塑料之一，廣泛的應(yīng)用于汽車、家電等領(lǐng)域。pp材料因自身的線性結(jié)構(gòu)，且為柔性分子鏈，導(dǎo)致pp材料的不耐刮擦，易產(chǎn)生刮痕，且免噴涂pp材料主要為外觀件，對材料的耐刮擦性有一定的要求，故在某些場合會限制其應(yīng)用。透明型離子聚合物(surlyn樹脂)是乙烯-甲基丙烯酸為基的離子聚合物，擁有優(yōu)異的耐低溫沖擊韌性、耐刮擦性能、透明性佳及耐化學(xué)品性等特點(diǎn)，在消費(fèi)品、包裝行業(yè)及運(yùn)動器材領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。但因surlyn樹脂自身分子結(jié)構(gòu)的影響，其彎曲強(qiáng)度低，不適用變形要求嚴(yán)格的場合，因此其應(yīng)用領(lǐng)域也有一定的限制。

專利cn106279971a公開了“一種高光pp的生產(chǎn)配方”，其通過四氫呋喃、四三苯基膦鈀，成核劑，液體去紋增亮劑，液體流動改性劑，液體相容劑等助劑的作用，使pp表面具有高光效果，且沒有流痕。該專利雖然生產(chǎn)免噴涂高光pp，但該產(chǎn)品不具有優(yōu)異耐刮擦性能，且生產(chǎn)過程中具有一定的危險性。專利cn103694564b公開了“一種pp/pmma合金材料及其制備方法”，其通過制備pp/pmma合金，改善了pp的耐刮擦性能、硬度及光澤性，但其添加金屬效果粉后的免噴涂效果無從知曉。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具有更優(yōu)異的耐刮擦性能的pp合金材料及其制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種免噴涂耐刮擦pp合金材料，采用以下組分及重量份含量的原料制備得到：

聚丙烯100，透明型離子聚合物5～20，相容劑3-6，金屬粉顏料0.5-3，分散劑0.5～1，浸潤劑0.5～1，抗氧劑0.2～0.5；

所述的分散劑由聚酯接枝改性硅酮、聚乙烯蠟按重量比2:1復(fù)配而成，所述的聚酯接枝改性硅酮的接枝率為0.8％-2％。由于分散劑中含有聚酯接枝改性硅酮，具有一定的反應(yīng)活性，可提高金屬顏料與pp樹脂間的相容性，降低pp樹脂與金屬效果粉的流動差，起到減緩流痕的目的。選用聚乙烯蠟與聚酯接枝改性硅酮復(fù)配的目的是聚乙烯蠟有加工潤滑作用，還可改善聚酯接枝改性硅酮的分散，使聚酯接枝改性硅酮的效果達(dá)到最佳的狀態(tài)。

作為優(yōu)選的實施方式，聚酯接枝改性硅酮優(yōu)選tegomerh-si6441p。

作為優(yōu)選的實施方式，聚乙烯蠟的軟化點(diǎn)為109-112℃，數(shù)均分子量為1900-2700。

所述的聚丙烯為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的一種或者兩種混合物，聚丙烯的熔融指數(shù)為20-40g/10min(230℃*2.16kg)。

所述的透明型離子聚合物為以乙烯-甲基丙烯酸為基的鈉離子聚合物。

作為優(yōu)選的實施方式，透明型離子聚合物采用surlyn樹脂。

所述的相容劑選用聚丙烯接枝馬來酸酐(pp-g-mah)或聚乙烯接枝馬來酸酐(pe-g-mah)，相容劑的反應(yīng)型官能團(tuán)可乙烯-甲基丙烯酸為基的鈉離子聚合物上羧基或者羥基進(jìn)行反應(yīng)，提高聚丙烯與透明型離子聚合物的相容性，從而改善pp的耐刮擦性能。

所述的金屬粉顏料為粒徑20-70μm的鋁銀粉或金銅粉。

所述的浸潤劑為白油或硅烷偶聯(lián)劑kh550。

所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑復(fù)配得到的混合物。

一種免噴涂耐刮擦pp合金材料的制備方法，采用以下步驟：

(1)將聚丙烯、相容劑、透明型離子聚合物及浸潤劑加入到高混機(jī)中，采用300-400rpm的速度混合3-5min后，加入金屬粉顏料、分散劑及抗氧劑，再采用100-200rpm的速度混合2-3min，使金屬粉顏料在樹脂基體中有效浸潤，形成預(yù)混料；

(2)將得到的預(yù)混料放入雙螺桿擠出機(jī)主喂料口中，控制雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為200～400rpm，溫度為190-220℃，擠出造粒得到產(chǎn)品。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可廣泛用于汽車、家電等領(lǐng)域，具有如下有益效果：

1.本發(fā)明是利用surlyn樹脂來提高pp材料的耐刮擦性能，在保證pp樹脂性能的同時，具有更優(yōu)異的耐刮擦性能，拓寬了pp材料在汽車、家電等領(lǐng)域的應(yīng)用。

2、本發(fā)明的pp材料利用聚酯接枝改性硅酮、聚乙烯蠟的復(fù)配，改善金屬顏料與pp樹脂間的相容性，降低pp樹脂與金屬效果粉的流動差，起到減緩流痕的目的。

3、本發(fā)明的pp材料直接注塑、無需噴涂即可獲得類噴涂效果，與噴漆材料相比，不僅綜合材料成本低，且環(huán)保，還避免了在運(yùn)輸及使用過程中出現(xiàn)的掉漆現(xiàn)象。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實施例1～3

本實施例1～3涉及免噴涂耐刮擦pp合金材料組合物，其包含的各組分及其用量見表1。其中，pp為均聚pp,熔指20g/10min；透明型離子聚合物為surlyn8150；相容劑選用pp-g-mah；金屬粉顏料粒徑為20μm的鋁銀粉；分散劑為聚酯接枝改性硅酮、聚乙烯蠟按重量比2:1復(fù)配而成；浸潤劑為白油；抗氧劑為受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑復(fù)配。

制備時，按照表1中的重量百分?jǐn)?shù)稱取各原料，并將pp、相容劑、透明型離子聚合物及浸潤劑加入到高混機(jī)中，采用300-400rpm的速度混合3-5min后，加入金屬粉顏料、分散劑及抗氧劑，再采用100-200rpm的速度混合2-3min，形成預(yù)混料。將預(yù)混料放入雙螺桿擠出機(jī)主喂料口中一并擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為200～400rpm，溫度為190-220℃。所制備的免噴涂耐刮擦pp合金材料組合物，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸注塑成標(biāo)準(zhǔn)試條，合金性能分別按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，各項性能見表2。

對比例1～3

本對比例1～3涉及聚丙烯復(fù)合材料組合物，其包含的各組分及其用量見表1。具體制備同實施例1～3。

制得的聚丙烯復(fù)合材料，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸注塑成標(biāo)準(zhǔn)試條，合金性能分別按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，各項性能見表2。

表1實施例1-3與對比例1-3配方表

表2實施例1-3與對比例1-3性能表

由表2可知：實施例1～3中透明型離子聚合物、聚丙烯類接枝馬來酸酐及聚酯接枝改性硅酮的加入可有效改善pp的耐刮擦及免噴涂效果，可穩(wěn)定滿足免噴涂pp的使用要求，透明型離子聚合物與聚酯接枝改性硅酮具有協(xié)同效應(yīng)。對比例1～3制備的pp材料表觀一般或者耐刮擦不夠，無法滿足免噴涂pp的使用要求。

實施例4～6

本實施例4～6涉及免噴涂耐刮擦pp合金材料組合物，其包含的各組分及其用量見表3。其中，pp為均聚pp,熔指40g/10min；透明型離子聚合物為surlyn8150；相容劑選用pe-g-mah；金屬粉顏料粒徑為70μm的鋁銀粉；分散劑為聚酯接枝改性硅酮、聚乙烯蠟按重量比2:1復(fù)配而成；浸潤劑為白油；抗氧劑為受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑復(fù)配。各組分的具體選擇同實施例1。

制備時，按照表1中的重量百分?jǐn)?shù)稱取各原料，并將pp、相容劑、透明型離子聚合物及浸潤劑加入到高混機(jī)中，采用300-400rpm的速度混合3-5min后，加入金屬粉顏料、分散劑及抗氧劑，再采用100-200rpm的速度混合2-3min，形成預(yù)混料。將預(yù)混料放入雙螺桿擠出機(jī)主喂料口中一并擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為200～400rpm，溫度為190-220℃。

免噴涂耐刮擦pp合金材料組合物，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸注塑成標(biāo)準(zhǔn)試條，合金性能分別按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，各項性能見表3。

表3實施例4-6及對比例4的配方及性能表

實施例7

一種免噴涂耐刮擦pp合金材料，采用以下組分及重量份含量的原料制備得到：

聚丙烯100，透明型離子聚合物5，相容劑3，金屬粉顏料0.5，分散劑0.5，浸潤劑0.5，抗氧劑0.2；

其中，使用的分散劑由聚酯接枝改性硅酮、聚乙烯蠟按重量比2:1復(fù)配而成，聚酯接枝改性硅酮的接枝率為0.8％。由于分散劑中含有聚酯接枝改性硅酮，具有一定的反應(yīng)活性，可提高金屬顏料與pp樹脂間的相容性，降低pp樹脂與金屬效果粉的流動差，起到減緩流痕的目的。選用聚乙烯蠟與聚酯接枝改性硅酮復(fù)配的目的是聚乙烯蠟有加工潤滑作用，還可改善聚酯接枝改性硅酮的分散，使聚酯接枝改性硅酮的效果達(dá)到最佳的狀態(tài)。本實施例中，采用的聚酯接枝改性硅酮為tegomerh-si6441p，聚乙烯蠟的軟化點(diǎn)為109℃，數(shù)均分子量為1900。聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，熔融指數(shù)為20g/10min(230℃*2.16kg)。透明型離子聚合物為以乙烯-甲基丙烯酸為基的鈉離子聚合物，本實施例采用surlyn樹脂。相容劑選用聚丙烯接枝馬來酸酐(pp-g-mah)，相容劑的反應(yīng)型官能團(tuán)可乙烯-甲基丙烯酸為基的鈉離子聚合物上羧基或者羥基進(jìn)行反應(yīng)，提高聚丙烯與透明型離子聚合物的相容性，從而改善pp的耐刮擦性能。金屬粉顏料為粒徑20μm的鋁銀粉。浸潤劑為白油。抗氧劑為受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑復(fù)配得到的混合物。

一種免噴涂耐刮擦pp合金材料的制備方法，采用以下步驟：

(1)將聚丙烯、相容劑、透明型離子聚合物及浸潤劑加入到高混機(jī)中，采用300rpm的速度混合5min后，加入金屬粉顏料、分散劑及抗氧劑，再采用100rpm的速度混合3min，使金屬粉顏料在樹脂基體中有效浸潤，形成預(yù)混料；

(2)將得到的預(yù)混料放入雙螺桿擠出機(jī)主喂料口中，控制雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為200rpm，溫度為190℃，擠出造粒得到產(chǎn)品。

實施例8

一種免噴涂耐刮擦pp合金材料，采用以下組分及重量份含量的原料制備得到：

聚丙烯100，透明型離子聚合物20，相容劑6，金屬粉顏料3，分散劑1，浸潤劑1，抗氧劑0.5；

分散劑由聚酯接枝改性硅酮、聚乙烯蠟按重量比2:1復(fù)配而成，聚酯接枝改性硅酮的接枝率為2％。由于分散劑中含有聚酯接枝改性硅酮，具有一定的反應(yīng)活性，可提高金屬顏料與pp樹脂間的相容性，降低pp樹脂與金屬效果粉的流動差，起到減緩流痕的目的。選用聚乙烯蠟與聚酯接枝改性硅酮復(fù)配的目的是聚乙烯蠟有加工潤滑作用，還可改善聚酯接枝改性硅酮的分散，使聚酯接枝改性硅酮的效果達(dá)到最佳的狀態(tài)。本實施例中，聚酯接枝改性硅酮為tegomerh-si6441p。聚乙烯蠟的軟化點(diǎn)為112℃，數(shù)均分子量為2700。

聚丙烯為均聚聚丙烯，熔融指數(shù)為40g/10min(230℃*2.16kg)。透明型離子聚合物為以乙烯-甲基丙烯酸為基的鈉離子聚合物。本實施例采用surlyn樹脂。相容劑選用聚乙烯接枝馬來酸酐(pe-g-mah)，相容劑的反應(yīng)型官能團(tuán)可乙烯-甲基丙烯酸為基的鈉離子聚合物上羧基或者羥基進(jìn)行反應(yīng)，提高聚丙烯與透明型離子聚合物的相容性，從而改善pp的耐刮擦性能。金屬粉顏料為粒徑70μm的金銅粉。浸潤劑為硅烷偶聯(lián)劑kh550?？寡鮿槭茏璺宇惪寡鮿┡c亞磷酸酯類抗氧劑復(fù)配得到的混合物。

一種免噴涂耐刮擦pp合金材料的制備方法，采用以下步驟：

(1)將聚丙烯、相容劑、透明型離子聚合物及浸潤劑加入到高混機(jī)中，采用400rpm的速度混合3min后，加入金屬粉顏料、分散劑及抗氧劑，再采用200rpm的速度混合2min，使金屬粉顏料在樹脂基體中有效浸潤，形成預(yù)混料；

(2)將得到的預(yù)混料放入雙螺桿擠出機(jī)主喂料口中，控制雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為400rpm，溫度為220℃，擠出造粒得到產(chǎn)品。

以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。