本發(fā)明涉及高分子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
背景技術(shù)：
汽車內(nèi)飾件所用塑料占整車塑料量的50％以上。汽車內(nèi)飾件的質(zhì)量取決于所選用的材料。過(guò)去汽車內(nèi)飾件多使用金屬、木材和纖維紡織品等材料，外觀和質(zhì)感都不理想。熱塑性塑料具有易成型、韌性好、強(qiáng)度高、隔熱好、質(zhì)地輕、耐腐蝕及成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)取代了傳統(tǒng)鋼鐵材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用。
現(xiàn)有技術(shù)中，礦物填充聚丙烯具有密度較低、力學(xué)性能優(yōu)異、耐腐蝕、環(huán)保、價(jià)格低廉以及利于回收利用等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾中。近年來(lái)，汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)汽車內(nèi)飾材料提出了越來(lái)越高的要求，如儀表板、門板、立柱等，不僅要求高沖擊、耐刮擦、低氣味、尺寸穩(wěn)定性好等性能，還要求材料具有低光澤度、表面有良好的觸感。
目前汽車內(nèi)飾流行在視覺(jué)給人以亞光、舒適的感覺(jué)，在觸覺(jué)上具有良好的觸感。而傳統(tǒng)的PP注塑成型制件表面給人一種硬質(zhì)塑料感強(qiáng)，觸感生硬。因此，通過(guò)配方設(shè)計(jì)，賦予普通的硬質(zhì)PP材料以“亞光低奢、良皮膚觸感”。“皮膚觸感”是塑料制件的一種表觀性能，可描述為手觸摸到制件表面有一定的柔軟度，達(dá)到仿生效果，提高了汽車內(nèi)飾材料的檔次。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料，采用了以下技術(shù)方案：一種低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料，所述改性復(fù)合材料的制備原料按重量份數(shù)組成如下：
所述的聚丙烯為高流動(dòng)的共聚聚丙烯，其熔指為20-100g/10min，所述的相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯。
所述的天然纖維為植物纖維中的一種或者兩種以上的混合物，所述植物纖維為竹纖維、麻纖維，為連續(xù)纖維。
所述的玻璃微珠為3M公司生產(chǎn)的抗剪切破碎的IM16K中空玻璃微珠。
所述的增韌劑為乙烯-丁烯聚合物、乙烯-辛烯聚合物、乙烯-丙烯聚合物中的一種或者兩種以上的混合物。
所述的皮膚觸感改良劑為三元乙丙橡膠、乙烯-醋酸乙烯聚合物、聚丁烯、氫化苯乙烯類嵌段共共聚物以及具有乙烯基-聚二烯軟段的苯乙烯類嵌段共聚物中的一種或者兩種以上的混合物。
所述的低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料制備方法，其特征在于包括如下步驟：
(1)按所述制備原料的重量份數(shù)稱取原料，將聚丙烯、增韌劑、皮膚觸感改良劑加入到混合機(jī)中，于800-1500r/min下混合3-15分鐘，然后加入相容劑和其他助劑，于800-1500r/min下繼續(xù)混合3-15分鐘；
(2)將步驟(1)中充分混合的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，在擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入天然纖維和玻璃微珠，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下熔融混合，最后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒成型，制得低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料。
所述的雙螺桿擠出機(jī)有兩個(gè)抽真空處，其中一個(gè)抽真空處位于輸送料段的末端、熔融段的開(kāi)始端；另一個(gè)抽真空處位于計(jì)量段。
所述的雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為40-50:1，雙螺桿擠出機(jī)包括八個(gè)溫控區(qū)，且溫控區(qū)的溫度均為190-230℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200-500r/min。
所述的雙螺桿擠出機(jī)的其螺桿組合有如下特點(diǎn)：
1)喂料段為導(dǎo)程56/56mm、螺槽深度10-12mm的正向螺紋輸送段元件；
2)熔融混合段為30°和45°角的嚙合快組成；
3)計(jì)量段增加一組齒輪盤，提高玻璃微珠的在螺桿中的分散。
采用上述技術(shù)方案制備的低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料具備以下優(yōu)點(diǎn)：
1、本發(fā)明在制備改性聚丙烯材料過(guò)程中通過(guò)添加玻璃微珠、增韌劑和皮膚觸感改良劑，玻璃微珠優(yōu)先被增韌劑和皮膚觸感改性劑插層及包裹，形成“核-殼”結(jié)構(gòu)，分散在PP相中，天然纖維的引入，提高了材料的剛性。注塑成型過(guò)程中，“核-殼”結(jié)構(gòu)的玻璃微珠相對(duì)天然纖維更易分布在制件表面，玻璃微珠包裹的增韌劑和皮膚觸感改性劑會(huì)降低材料的表面硬度，使材料具有皮膚觸感，同時(shí)天然纖維分布在基體內(nèi)部起到骨架作用，達(dá)到仿生的目的。制備的聚丙烯復(fù)合材料具有超低光澤度、低密度、耐刮擦、皮膚觸感、低收縮等特點(diǎn)，超亞光、皮膚觸感解決了汽車內(nèi)飾材料塑料感強(qiáng)的印象，提升了汽車內(nèi)飾材料的檔次，低收縮率解決了的制件翹曲變形的缺點(diǎn)，滿足零部件尺寸裝配要求。
2、本發(fā)明中所述的低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料，根據(jù)本行業(yè)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，缺口沖擊強(qiáng)度大于20KJ/m2、彎曲模量大于1200MPa，顯示出良好的剛性和韌性，同時(shí)密度小于1.02g/cm3，滿足了輕量化的發(fā)展趨勢(shì)。
3、本發(fā)明制得的低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料，其制備過(guò)程中的聚丙烯、天然纖維原料、助劑等原料易得，材料可循環(huán)使用，可直接用于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例中的低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料是由表1中所示原料按重量份組成，其中,
聚丙烯為熔指20-100g/10min高流動(dòng)的共聚聚丙烯；
相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯；
天然纖維選自竹纖維、麻纖維等植物纖維，為連續(xù)纖維；
玻璃微珠為3M公司生產(chǎn)的抗剪切破碎的IM16K中空玻璃微珠；
增韌劑選自乙烯-丁烯聚合物、乙烯-辛烯聚合物、乙烯-丙烯聚合物中的一種或者兩種以上的混合物；
皮膚觸感改良劑選自三元乙丙橡膠、乙烯-醋酸乙烯聚合物、聚丁烯、氫化苯乙烯類嵌段共共聚物以及具有乙烯基-聚二烯軟段的苯乙烯類嵌段共聚物中的一種或者兩種以上的混合物；
其它助劑有抗氧劑、光穩(wěn)定劑、耐刮擦劑等。
具體制備方法包括以下步驟：
(1)按所述制備原料的重量份數(shù)稱取原料，將聚丙烯、增韌劑、皮膚觸感改性劑加入到混合機(jī)中，于800-1500r/min下混合3-15分鐘，然后加入相容劑和其他助劑，于800-1500r/min下繼續(xù)混合3-15分鐘；
(2)將步驟(1)中充分混合的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融，在擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入天然纖維和中空玻璃微珠，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下熔融混合，最后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒成型，制得低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料。
如在本發(fā)明的制備組份中添加耐刮擦劑、抗靜電劑、著色劑等功能助劑，使復(fù)合材料具有相應(yīng)特性亦受本發(fā)明保護(hù)。
表1具體實(shí)施例中制備原料的組成
根據(jù)相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)具體實(shí)施例1-5及對(duì)比例制得的低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)行測(cè)試，主要測(cè)試物性指標(biāo)如下：拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)、邵氏硬度D、光澤度與皮膚觸感，其檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)結(jié)果如表2所示：
表2低密度超亞光仿生聚丙烯復(fù)合材料主要物性指標(biāo)
由表2可知，通過(guò)按比例添加各種原材料，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)得到的塑料顆粒，是可以得到低密度、超亞光、觸感好聚丙烯復(fù)合材料的。光澤度方面可以降到3以下，在皮膚觸感方面，實(shí)施例1～5的手感都是柔軟的并且有挺度，而對(duì)比例一的觸摸手感是十分之硬，觸感差；對(duì)比例二，雖然柔軟性可以，但是沒(méi)有挺度，有種塌陷感覺(jué)，觸感也比較差。
所述的實(shí)施例并非僅限于本發(fā)明的保護(hù)范圍，所有基于本發(fā)明的基本思想而進(jìn)行修改或變動(dòng)的都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。