一种银色金属质感的免喷涂复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种兼具耐刮擦、高抗冲性能的银色金属质感的免喷涂复合材料及其制备方法和应用，该复合材料由以下重量百分数的组份组成：聚丙烯50～60％；聚丁烯3～7％；增韧剂5～15％；矿物填料10～30％；SiO2包覆铝粉母粒1～6％；相容剂2～6％；耐刮擦助剂1～4％；抗老化剂0.4～3％。本发明专利技术中的银色金属质感的免喷涂复合材料具有银色金属质感，能够免喷涂，具有耐刮擦、高抗冲性能等优异的力学性能，非常适合用于制备汽车免喷涂保险杠。本发明专利技术免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，采用现有的双螺杆挤出机即可实现，制备简单，易于实施和操作，易于工业化生产，具备广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚丙烯免喷涂复合材料领域，具体涉及一种兼具耐刮擦、高抗冲性能的银色金属质感的免喷涂复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
聚丙烯因其具有密度小、强度高、硬度大、耐磨、耐弯曲疲劳、耐热温度高、耐湿和耐化学性优良、容易加工成型、价格低廉等优点一直是汽车工业和塑料工业关注的焦点。而共聚高抗冲聚丙烯更是因为其高抗冲性能被广泛应用于汽车保险杠材料中。随着生活水平的挺高，人们对汽车外饰材料的外观要求越来越高，因此喷涂工艺也是必不可少的流程。然而传统的喷涂工艺及流程较为复杂，所用的喷涂溶剂易挥发污染环境，会对人体健康造成威胁。因此对高抗冲聚丙烯进行改性，制成免喷涂保险杠专用料就成为当今研究的热点。对于免喷涂材料的研究，申请公布号为CN103910941A(申请号为201410135178.7)的中国专利技术专利申请公布了一种免喷涂美学效果的聚丙烯组合物及其制备方法，并将其用于电子、电动工具、家电、建筑和汽车行业当中。采用如下重量百分数的组分：聚丙烯40％～98％、弹性体0％～20％、效果颜料0.5％～6％、矿物填料0.1％～30％、抗老化剂0.2％～3％、增亮剂0.1～2％和相容剂0.01％～4％。该技术方案通过填料和极性相容剂形成的交联网络结构，影响聚丙烯组合物熔体的流动性能，使颜料分布随熔体流动发生变化的行为受到限制，减少甚至避免了金属颜料随流动发生取向的行为，从而解决了各向异色性，并具有优异的金属质感、无流痕，减弱甚至消除熔接线所呈现的深色外观。申请公布号为CN104045908A(申请号为201410255004.4)的中国专利技术专利公布了一种用于汽车外饰件的免喷涂抗刮伤聚丙烯复合材料及其制备方法。该复合材料是由聚丙烯39.6-77.1份、高密度聚乙烯5.0-8.0份、增韧剂0-15份、填充剂15-25份、抗氧剂0.2-1份、抗划伤剂1.0-5.0份、润滑剂0.5-1份、光稳定剂0.2-0.4份、金属色粉1.0-5.0份制备而成。该技术方案采用金属色粉和耐刮伤剂赋予聚丙烯具有金属光泽效果并能抗刮伤性能，从而扩宽了聚丙烯的应用范围，尤其适合汽车外饰件的应用下。然而以上做法有两个弊端：①因免喷涂保险杠专用料对耐刮伤性能和表面光泽度有较高要求，而以上的专利申请要么没有提到耐刮伤性能和高光泽度，要么则是单纯地在基料中添加耐刮伤剂和增光剂来提高材料的耐刮伤性能和光泽度。均没有通过调整基料来简单有效的提高材料的耐刮伤效果和光泽度；②因汽车保险杠专用料对抗冲击性能有很高的要求，而以上的专利申请均没有对材料的抗冲性能引起足够的重视。申请公布号CN102558736A(申请号为201110424973.4)的中国专利技术专利申请公开了一种汽车仪表板用聚丙烯复合材料，其特征在于：按重量百分比计，其组分和含量为：聚丙烯45～80％；无机填料10～30％；增韧剂5～20％；聚丁烯-12～10％；抗氧剂0.1～2％；光稳定剂0.1～1％；耐刮擦助剂0～3％；色粉或色母粒0～3％。该聚丙烯复合材料具有优异的刚韧平衡性、低温缺口强度远高于一般聚丙烯复合材料，注塑成型周期短、注塑的样件表面无虎皮纹等外观缺陷，这些特性高效满足了于汽车仪表板的需求。但是该材料不是免喷涂材料，注塑成的仪表板其外观不可能据有喷漆件那样的效果。申请公布号CN103589069A(申请号为201310608858.1)的中国专利技术专利申请公开了一种高抗冲聚丙烯/聚丁烯复合材料及其制备方法和用途，种高抗冲聚丙烯/聚丁烯复合材料，其特征在于，由以下原料构成(以重量份数计，其中聚丙烯树脂与聚丁烯树脂的总质量份数为100份)：聚丙烯树脂99～50份、聚丁烯树脂1～50份、无机填料0～30份、抗氧剂0.1～3份、光稳定剂0.1～2份、耐刮擦助剂0～5份、色母料0.1～3份、成核剂0.1～5份。所制备的高抗冲聚丙烯/聚丁烯复合材料具有突出的抗冲击性和良好的刚性及加工性能，适用于车用塑料、托盘、电线电缆、电器外壳使用。该材料不是免喷涂材料，所注塑成的保险杠必须要再通过喷涂工艺才能安装到汽车上使用。喷漆工艺一方面工艺复杂，另一方面对环境污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种兼具耐刮擦、高抗冲性能的银色金属质感的免喷涂复合材料及其制备方法和应用，可用于制备免喷涂保险杠，该方法生产工艺简单且成本较低。一种银色金属质感的免喷涂复合材料，由以下重量百分数的组份组成：所述的SiO2包覆铝粉母粒由以下重量百分含量的组分组成：SiO2包覆铝粉35％-55％，铝酸三甲酯1％-5％，聚丙烯接枝马来酸酐5％-15％、聚丙烯35％-55％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)1％-5％。本专利技术中制备SiO2包覆铝粉过程中，加入了γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)，为含有氨基的偶联剂，不仅在包覆过程中可发挥氨的碱性作用，而且得到在铝粉表面形成有机-无机二氧化硅杂化层，可提高与聚合物的相容性。这种SiO2包覆铝粉与聚丙烯材料具有非常好的相容性，并且其耐热氧老化性能和耐腐蚀性嫩也得到明显的提高。为了进一步减少因金属铝粉取向造成的流痕，本专利技术还将SiO2包覆铝粉与高抗冲共聚PP、铝酸三甲酯、PP接枝马来酸酐制成SiO2包覆铝粉母粒，进一步减少了免喷涂材料表面的流痕现象。同时，本专利技术在制备SiO2包覆铝粉母粒中也加入了KH-550(γ―氨丙基三乙氧基硅烷)，使得SiO2包覆铝粉母粒与其他组分有更好的相容性，更好的融合和作用在一起，保持材料优异的力学性能。本专利技术中，通过引入聚丁烯(即高分子量聚丁烯-1)以及其他组分的复配，来提高免喷涂聚丙烯材料的表面光泽度和耐刮伤性能。本专利技术中高分子量聚丁烯-1因为其优异的流动性能会在聚丙烯制件表面形成一层保护膜，从而大大的提高了聚丙烯制件表面光泽度和耐刮伤性能。同时由于聚丙烯-1本身是一款高韧性的材料，所以聚丙烯-1的引入对整个材料体系的高抗冲性能不会产生负面影响，并能起到一定的积极作用，使整体材料体系的抗冲击性能得到进一步的提高。以下作为本专利技术的优选技术方案：所述的聚丙烯为共聚高流动性、高抗冲车用聚丙烯。根据ASTMD1238测试标准，所述的聚丙烯其熔融指数为15-30g/10min(230℃，2.16kg)，作为优选熔融指数范围为25-30g/10min(230℃，2.16kg)。选用上述的聚丙烯作为基料，能够使生产出来的银色金属质感的免喷涂复合材料具有优良的力学性能和优良的色粉分散性能。所述的聚丁烯为高分子量聚丁烯-1，其重均分子量分布为150万-180万，要求其全同含量大于98％，其结晶度要求大于60％。选用上述高分子量聚丁烯-1作为中料，能够使材料体系具有很高的表面光泽度、耐刮擦性能。同时兼具高抗冲性能。所述的增韧剂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或者两种以上(包括两种)。优选乙烯-辛烯共聚物(POE)作为增韧剂。选用POE作为增韧剂，能够很好地提高本专利技术银色金属质感的免喷涂复合材料的力学性能。所述的矿物填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的一种或者两种以上(包括两种)，优选滑石粉作为填料。滑石粉作为填料一方面可以降低成本增大容量，另一方面，可以提高本专利技术银色金属质感的免喷涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银色金属质感的免喷涂复合材料，其特征在于，由以下重量百分数的组份组成：所述的SiO2包覆铝粉母粒由以下重量百分含量的组分组成：SiO2包覆铝粉35％‑55％，铝酸三甲酯1％‑5％，聚丙烯接枝马来酸酐5％‑15％、聚丙烯35％‑55％、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷1％‑5％。

【技术特征摘要】
1.一种银色金属质感的免喷涂复合材料，其特征在于，由以下重量百分数的组份组成：所述的SiO2包覆铝粉母粒由以下重量百分含量的组分组成：SiO2包覆铝粉35％-55％，铝酸三甲酯1％-5％，聚丙烯接枝马来酸酐5％-15％、聚丙烯35％-55％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1％-5％。2.根据权利要求1所述的银色金属质感的免喷涂复合材料，其特征在于，所述的聚丙烯的熔融指数为15-30g/10min。3.根据权利要求1所述的银色金属质感的免喷涂复合材料，其特征在于，所述的聚丁烯的重均分子量分布为150万-180万。4.根据权利要求1所述的银色金属质感的免喷涂复合材料，其特征在于，所述的矿物填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的一种或者两种以上。5.根据权利要求1所述的银色金属质感的免喷涂复合材料，其特征在于，所述的SiO2包覆铝粉母粒由以下重量百分含量的组分组成：SiO2包覆铝粉40％-50％，铝酸三甲酯1％-3％，聚丙烯接枝马来酸酐7％-12％、聚丙烯37％-47％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1％-3％。6.根据权利要求1所述的银色金属质感的免喷涂复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或者两种以上；所述的相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一种或者两种以上；所述的耐刮擦助剂为硅酮粉、硅酮母粒、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或者两...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙心克，陈晓敏，郑云磊，郑京连，李俊，安孝善，张景中，
申请(专利权)人：中广核俊尔新材料有限公司，中广核俊尔上海新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33