一种用于汽车外水切表面的低光泽PVC材料及其制备方法
发明领域
本发明涉及一种用于汽车外水切表面的低光泽PVC材料及其制备方法，属于高分子材料加工领域。
背景技术
目前汽车市场外水切产品一般是使用改性PP，PVC和TPV中的两种或三种材料通过押出机共挤成型，改性PP材料一般用于生产外水切骨架，提高产品的强度和韧性，PVC和TPV用于生产外水切的表面和边缘。改性PVC材料因其较好的耐热耐候性能和较高的弹性，材料生产工艺简单，材料成本低，目前普遍用于汽车外水切表面材。
普通的改性PVC材料为满足产品的加工性能，会使用增塑剂、润滑剂等加工助剂提高材料的塑化能力，与此同时材料的光泽度也会提升，在用于光泽度要求较低的产品上时容易出现外观缺陷，尤其是在汽车外水切表面上，光泽度过高会直接影响外水切与其它零部件产品的外观匹配性，而且光泽度偏高会使产品的耐候性能下降，产品经过长期使用后表面光泽度变化大，最终可能会导致汽车寿命的下降。
发明内容
针对上述PVC材料存在的现有问题，本发明提供一种用于汽车外水切表面的低光泽PVC材料，用于降低外水切产品表面的光泽度，解决传统改性PVC材料光泽度偏高导致产品发亮的技术问题。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：
一种用于汽车外水切表面的低光泽PVC材料，其原料按重量份计，包括如下组分：PVC树脂粉：60-85份；PVC消光树脂粉：15-40份；增塑剂:40-50份；钙锌稳定剂：2-5份；CaCO3复配混合物：15-25份；炭黑色浆：2-4份；PE蜡：0.3-0.6份；抗氧剂：0.1-0.5份；抗紫外剂：0.3-0.6份；丁腈橡胶：1-10份。
本发明选择高聚合度的树脂粉与低聚合度PVC消光树脂粉进行复配，使得原料加工粘度高，力学性能好，可大幅度降低基材的光泽度。通过不同粒径的CaCO3复配混合物及其他低光泽度原材料组分的筛选，既维持了材料较好的力学性能，又降低了材料的光泽度，而且丁腈橡胶组分的存在一方面能提高材料的韧性和弹性，另一方面因为其自身光泽度低，也会在降低PVC树脂粉的光泽度方面起到一定的积极作用。
在上述一种用于汽车外水切表面的低光泽PVC材料中，所述PVC树脂粉为S-80，聚合度为1700-1900。其高分子量的特性使得基材的加工粘度高，力学性能好，且光泽度较低。
在上述一种用于汽车外水切表面的低光泽PVC材料中，所述增塑剂为异山梨醇二庚酯。异山梨醇二庚酯的加入能够有效地提高PVC的柔韧性和断裂延伸率，因为异山梨醇二庚酯与PVC具有强的分子间作用力，可以有效地溶化PVC树脂中的结晶区，继而提高PVC分子的运动能力，增加自由体积，从而表现出更好地增塑效果，而且提高了PVC的韧性。
在上述一种用于汽车外水切表面的低光泽PVC材料中，所述CaCO3复配混合物为粒径10-100nm的纳米CaCO3与粒径1000nm以上的普通CaCO3混合制得。
在上述一种用于汽车外水切表面的低光泽PVC材料中，所述纳米CaCO3与普通CaCO3的质量比为6-8:1。大粒径的CaCO3能较大程度降低材料的光泽度，小粒径的CaCO3能改善在PVC树脂粉中的分散性，提供材料良好的力学性能和外观细腻度，既维持了材料较好的力学性能，又降低了材料的光泽度。
在上述一种用于汽车外水切表面的低光泽PVC材料中，所述抗紫外剂为纳米TiO2与ZnO的混合物。由于PVC分子之间存在作用力，使得PVC运动受到限制，而纳米TiO2与ZnO可以起到一定的间隔作用，可以降低PVC分子间的相互牵制状态，而且纳米TiO2与ZnO容易在基体中形成交联的立体网络，当PVC材料受力时，纳米颗粒通过交联网络使基体不易产生破坏性开裂。
在上述一种用于汽车外水切表面的低光泽PVC材料中，所述纳米TiO2与ZnO的质量比为1：3.5-4.0。纳米TiO2与ZnO的比例主要影响纳米粒子在PVC材料中的交联网络，只有适当的比例添加入PVC材料中，才能形成大型交联网络。当过多的纳米TiO2或ZnO存在时，很难出现棒状ZnO和球状TiO2相互交叉间隔的效果，多余的纳米TiO2或ZnO还容易在材料中发生团聚现象，导致最终材料的力学性能降低。
一种用于汽车外水切表面的低光泽PVC材料制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)称量上述原料；
(2)将称量好的PVC树脂粉、PVC消光树脂粉、增塑剂、钙锌稳定剂、炭黑色浆、PE蜡、抗氧剂、抗紫外剂、丁腈橡胶加入密炼机，待密炼温度达70-80℃时，加入CaCO3复配混合物进行混合密炼；
(3)将密炼后的物料经拉条剪切，通过造粒机制出PVC粒子成品。
高温密炼时可使聚合度高的树脂粉和消光树脂粉与增塑剂充分融合，分散，使消光树脂粉充分塑化进入体系，达到消光作用，并且其他助剂能够分散均匀。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明选择高聚合度的树脂粉与低聚合度消光树脂粉进行复配，并通过不同粒径的CaCO3复配混合物及其他低光泽度原材料组分的筛选，通过在密炼机进行充分共混塑化，使制得的PVC成品性能优异，拉伸状态断裂延伸率状态很好，光泽度低，材料实用性高，在不降低原有改性PVC材料力学性能的前提下，解决了传统改性PVC材料光泽度偏高带来的各种外观问题。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1：
(1)称量原料：PVC树脂粉：75份；PVC消光树脂粉：25份；增塑剂:45份；钙锌稳定剂:4份；纳米CaCO3：18份；普通CaCO3：2份；炭黑色浆:3份；PE蜡：0.6份；抗氧剂：0.4份；抗紫外剂：0.3份；丁腈橡胶:2.5份。其中PVC树脂粉为较高分子量的S-80，聚合度为1800；PVC消光树脂粉为PX-1300；增塑剂为异山梨醇二庚酯；抗氧剂为无毒受阻酚类抗氧剂Irganox1076；抗紫外剂为纳米TiO2与ZnO的混合物，纳米TiO2与ZnO的质量比为1：3.8。
(2)将称量好的PVC树脂粉、PVC消光树脂粉、增塑剂、钙锌稳定剂、炭黑色浆、PE蜡、抗氧剂、抗紫外剂、丁腈橡胶加入密炼机，待密炼温度达80℃时，加入纳米CaCO3和普通CaCO3进行混合密炼。
(3)将密炼后的物料经拉条剪切，通过造粒机制出PVC粒子成品。
实施例2：
(1)称量上述原料：PVC树脂粉：60份；PVC消光树脂粉：14份；增塑剂:40份；钙锌稳定剂:2份；纳米CaCO3：18份；普通CaCO3：3份；炭黑色浆:2份；PE蜡：0.3份；抗氧剂：0.3份；抗紫外剂：0.5份；丁腈橡胶:1份。其中PVC树脂粉为较高分子量的S-80，聚合度为1800；PVC消光树脂粉为PX-1300；增塑剂为异山梨醇二庚酯；抗氧剂为无毒受阻酚类抗氧剂Irganox1076；抗紫外剂为纳米TiO2与ZnO的混合物，纳米TiO2与ZnO质量比为1：3.8。
(2)将称量好的PVC树脂粉、PVC消光树脂粉、增塑剂、钙锌稳定剂、炭黑色浆、PE蜡、抗氧剂、抗紫外剂、丁腈橡胶加入密炼机，待密炼温度达75℃时，加入纳米CaCO3和普通CaCO3进行混合密炼；
(3)将密炼后的物料经拉条剪切，通过造粒机制出PVC粒子成品。
实施例3：
(1)称量上述原料：PVC树脂粉：85份；PVC消光树脂粉：40份；增塑剂:50份；钙锌稳定剂:5份；纳米CaCO3：18份；普通CaCO3：2份；炭黑色浆:4份；PE蜡：0.6份；抗氧剂：0.5份；抗紫外剂：0.67份；丁腈橡胶:10份。其中PVC树脂粉为较高分子量的S-80，聚合度为1800；PVC消光树脂粉为PX-1300；增塑剂为异山梨醇二庚酯；抗氧剂为无毒受阻酚类抗氧剂Irganox1076；抗紫外剂为纳米TiO2与ZnO的混合物，纳米TiO2与ZnO质量比为1：3.8。
(2)将称量好的PVC树脂粉、PVC消光树脂粉、增塑剂、钙锌稳定剂、炭黑色浆、PE蜡、抗氧剂、抗紫外剂、丁腈橡胶加入密炼机，待密炼温度达70℃时，加入纳米CaCO3和普通CaCO3进行混合密炼；
(3)将密炼后的物料经拉条剪切，通过造粒机制出PVC粒子成品。
实施例：4
与实施例1的差别，仅在于对比例3的增塑剂为DINP。
实施例：5
与实施例1的差别，仅在于对比例4中纳米TiO2与ZnO的质量比为1：3.0。
实施例6：
与实施例1的差别，仅在于对比例2中CaCO3复配混合物仅为纳米CaCO3。
实施例7：
与实施例1的差别，仅在于对比例2中CaCO3复配混合物仅为普通CaCO3。
对比例1：
与实施例1的差别，仅在于对比例1中原料未添加PVC消光树脂粉。
表1：实施例1-7与对比例1所得PVC粒子成品性能测试结果
从上述结果可以看出，本发明是在材料和工艺方面降低光泽，尤其是在配方设计方面，从多个原料上面进行特殊设计达到了发明目的。进行高温密炼，普通开练，实现充分塑化状态，相较普通级改性PVC，本发明方案的光泽度有明显的下降和改善，在押出成型生产要求光泽度较低的产品尤其是低光泽外水切上别具优势。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
