專利名稱：一種新型耐劃痕聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，可用于汽車和家電領(lǐng)域，屬于聚合物改性和加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚丙烯具有良好的加工性能和物理、力學(xué)、化學(xué)性能，同時(shí)質(zhì)輕、價(jià)廉因而廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾件。儀表板、門內(nèi)板等重要部件的形狀和表面狀態(tài)直接影響著轎車的美觀， 因此汽車公司對(duì)相關(guān)材料的性能比如耐劃痕性能提出了相應(yīng)的要求，由于聚丙烯耐劃痕性能較差，而影響了其在汽車材料中的應(yīng)用。如何提高聚丙烯材料的耐劃痕性能就成為了開發(fā)這類材料急需解決的問題。有關(guān)提高聚丙烯耐劃痕性能已有一些報(bào)道，提出了一些解決方案，如聚丙烯填充增強(qiáng)，提高聚丙烯的結(jié)晶度，加入一些含有有機(jī)硅氧烷的方法。國(guó)外專利W002051933涉及到用云母代替部分滑石粉提高材料硬度的方法來改善材料的耐劃痕性能。日本專利特開平 6-220270報(bào)道在聚丙烯改性中通過加入成核劑提高表面硬度，來達(dá)到改善耐劃痕性能的目的，同時(shí)發(fā)現(xiàn)增大橡膠用量也可提高耐劃痕性能。美國(guó)專利US5585420及US5731376涉及到加入高分子硅氧烷的方法提高材料的耐劃痕性能，未提及橡膠增韌。中國(guó)專利CN1580115A 提到采用橡膠增韌技術(shù)，并加入高分子量有機(jī)硅彈性體及成核劑NA-21使材料的剛性和韌性達(dá)到了良好的平衡。中國(guó)專利CN 1631959A中采用高結(jié)晶聚丙烯與滑石粉共混，制備了具有高剛性高耐熱的耐劃痕滑石粉填充聚丙烯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，按以下重量百分比計(jì)，其組分和含量為聚丙烯56 ^-98
無(wú)機(jī)填料0 25
增韌劑POE0 ^ 15
乙氧基醇類聚乙烯0. 5 2
抗氧劑0. 1 1
光穩(wěn)定劑0. 1 1
其他助劑0 3. 本發(fā)明所適用的聚丙烯復(fù)合材料體系中，所述的聚丙烯為熔體流動(dòng)速率(測(cè)試條件230°C X2. 16kg)在5 60g/10min之間的均聚聚丙烯或嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚單體常見為乙烯，其含量在4 10mol%的范圍內(nèi)，均聚聚丙烯的結(jié)晶度在70% 以上，等規(guī)度大于99% ；所述的無(wú)機(jī)填料為滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇或它們的組合物，其粒徑范圍均為1 10微米；所述的增韌劑POE為線形乙烯-辛烯共聚物，密度為0. 88 0. 90g/cm3，熔融指數(shù)為0. 5 15g/10min (測(cè)試條件190°C X 2. 16kg)；所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑可以選用受阻酚或硫酯類抗氧劑如3114、1010、DSTP的其中一種或幾種；輔抗氧劑可以選用亞磷酸鹽或酯類抗氧劑如618、168等；所述的光穩(wěn)定劑可以選用受阻胺類光穩(wěn)定劑如944、770中的一種或幾種的組合物。本發(fā)明所述的乙氧基醇類聚乙烯，其分子量875，乙氧基含量為20wt%，羥基含量為52. 5mgK0H/g，是一種非離子型的潤(rùn)濕劑。本發(fā)明所述的其他添加劑為顏色色粉或色母粒。這種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料的制備方法如下所述(1)按重量配比稱取原料；(2)將聚丙烯、滑石粉、增韌劑Ρ0Ε、乙氧基醇類聚乙烯、抗氧劑、光穩(wěn)定劑或其他添加劑在高速混合器中干混3 5分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190 200°C，二區(qū)200 210°C，三區(qū)210 220°C，四區(qū)205 215°C ；整個(gè)擠出過程的停留時(shí)間為1 2分鐘，壓力為12 18MPa。本發(fā)明在聚丙烯復(fù)合材料的基礎(chǔ)配方中添加一種能夠改善耐劃痕性能的助劑，從而制備出耐劃痕性能更好的聚丙烯復(fù)合材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明使用適量耐劃痕助劑在復(fù)合材料體系中，使得所制得的聚丙烯復(fù)合材料具有更好的耐劃痕性能。2、本發(fā)明所制得的聚丙烯復(fù)合材料在保證材料低光澤、耐劃痕性能的同時(shí)，材料的各項(xiàng)物理力學(xué)性能基本不受影響。3、本發(fā)明提出的改善聚丙烯復(fù)合材料耐劃痕性能的方法制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明在實(shí)施例及對(duì)比例復(fù)合材料配方中，所用的聚丙烯為上海石化生產(chǎn)的共聚聚丙烯，商品牌號(hào)為M2600R。無(wú)機(jī)填料為1250目滑石粉，平均粒徑為10微米。所用的增韌劑POE 為美國(guó)Dupont公司產(chǎn)的線形乙烯-辛烯共聚物，商品牌號(hào)Engage 8180，密度為0. 863g/ cm3，熔體流動(dòng)速率為0.5g/10min。所用的乙氧基醇類聚乙烯為貝克休斯Baker Hughes 公司生產(chǎn)的，其商品名為UNITH0X720，其分子量875，乙氧基含量為20wt%，羥基含量為 52. 5mgK0H/g。所用的主抗氧劑為英國(guó)ICE公司產(chǎn)的DSTP，商品牌號(hào)為Negonox DSTP，化學(xué)名稱為硫代二丙酸十八酯，以及BASF公司產(chǎn)的3114，商品牌號(hào)為Irganox 3114，化學(xué)名稱為3，5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯。輔抗氧劑為BASF公司產(chǎn)的168，商品牌號(hào)為Irgafos 168，化學(xué)名稱為三0，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。所用的光穩(wěn)定劑為BASF 公司產(chǎn)的944，化學(xué)名稱為聚116-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]]-1，3，5-三嗪-2，4-雙 [(2，2，6，6，_四甲基-哌啶基)亞氨基]-1，6-己二撐[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]}，以及BASF公司產(chǎn)的770，化學(xué)名稱為雙0，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯。樹脂和各種添加劑在高速混合器中干混3 5分鐘，再在雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190 200°C，二區(qū)200 210°C，三區(qū)210 220°C，四區(qū)205 215°C ；整個(gè)擠出過程的停留時(shí)間為1 2分鐘，壓力為12 18MPa。件能評(píng)價(jià)方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)將按上述方法制備的粒子材料，在90 100°C的鼓風(fēng)烘箱中干燥2 3小時(shí)，然后再將干燥好的粒子材料在注射成型機(jī)上進(jìn)行注射成型制樣。耐劃痕性能測(cè)試注射成型樣板尺寸150X100X3. 2mm，用劃痕硬度測(cè)試儀 ERICHSEN430P-I負(fù)荷為10N，筆尖直徑為Imm在樣板表面進(jìn)行劃痕試驗(yàn)，劃痕間隔2mm，縱向和橫向各劃10-20條線，采用日本美能達(dá)公司生產(chǎn)的顏色測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試劃格材料的色澤變化，記錄材料的Δ L值，從而鑒別材料的耐劃痕性能。熔體流動(dòng)速率(MFR)測(cè)定按ISOl 183標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，測(cè)試溫度為230°C，負(fù)荷2. 16kg ；拉伸性能測(cè)試按ISO 527-2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為170*10*4mm，拉伸速度為 50mm/min ；彎曲性能測(cè)試按ISO 178標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為80*10*4mm，彎曲速度為2mm/ min，跨距為64mm，彎曲模量按切線方向進(jìn)行；簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度測(cè)試按ISO 179標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為80*6*4mm，缺口深度為試
樣厚度的三分之一；材料的綜合力學(xué)性能通過測(cè)試所得的沖擊強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度以及彎曲模量的數(shù)值進(jìn)行評(píng)判。材料的耐劃痕性能按照PV3952標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，根據(jù)材料表面的顏色變化標(biāo)度△ L的值來評(píng)判耐光性等級(jí)。AL的數(shù)值越小，表示材料的耐劃痕性能越好，耐劃痕等級(jí)也就越高。 實(shí)施例配方及各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果見下表表1實(shí)施例1-7及對(duì)比例1-7材料配方表(重量％ )
權(quán)利要求
1. 一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于按重量百分比計(jì)，其組分和含量為聚丙烯56 “-98無(wú)機(jī)填料0 25增韌劑POE0 ^ 15乙氧基醇類聚乙烯0. 5 2抗氧劑0. 1 1光穩(wěn)定劑0. 1 1其他助劑0 3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的聚丙烯為熔體流動(dòng)速率為5 60g/10min的均聚聚丙烯或嵌段共聚丙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的嵌段共聚丙烯的共聚單體為乙烯，其含量為4 10mol%;所述的均聚聚丙烯的結(jié)晶度在70%以上，等規(guī)度大于99%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的無(wú)機(jī)填料為滑石粉、碳酸鈣和硫酸鋇中的一種或幾種混合物，其粒徑范圍均為1 10微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的增韌劑POE為線形乙烯-辛烯共聚物，密度為0. 88 0. 90g/cm3,熔融指數(shù)為0. 5 15g/10min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的乙氧基醇類聚乙烯，其分子量為875，乙氧基含量為20wt%，羥基數(shù)為52. 5mgK0H/g。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚或硫酯類抗氧劑；輔抗氧劑為亞磷酸鹽或酯類抗氧劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于主抗氧劑為 3114,1010和DSTP中的一種或幾種混合；輔抗氧劑為618和168。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的光穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定劑，如944、770中的一種或幾種的組合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的其他添加劑為顏色色粉或色母粒。
11.制備權(quán)利要求1所述的耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料的方法，其特征在于其具體步驟如下(1)按重量配比稱取原料；(2)將聚丙烯、滑石粉、增韌劑、乙氧基醇類聚乙烯、抗氧劑、光穩(wěn)定劑或其他添加劑在高速混合器中混合3 5分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190 200°C，二區(qū)200 210°C，三區(qū)210 220°C，四區(qū)205 215°C ；整個(gè)擠出過程的停留時(shí)間為1 2 分鐘，壓力為12 18MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型耐劃痕聚丙烯復(fù)合材料，由以下重量百分比的原料組成聚丙烯56～98，無(wú)機(jī)填料0～25，增韌劑POE 0～15，乙氧基醇類聚乙烯0.5～2，抗氧劑0.1～1，光穩(wěn)定劑0.1～1，其他助劑0～3。其制備方法是按重量配比稱取原料，然后將聚丙烯、無(wú)機(jī)填料、增韌劑、乙氧基醇類聚乙烯、抗氧劑、光穩(wěn)定劑及其他助劑在高速攪拌機(jī)中混合，再放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，擠出后冷卻、干燥、切粒即得成品。本發(fā)明在聚丙烯材料的基礎(chǔ)配方中加入一種新型的耐劃痕助劑，從而制備出耐劃痕性能優(yōu)異的聚丙烯復(fù)合材料，同時(shí)材料具有良好的沖擊韌性和剛性。
文檔編號(hào)C08L23/12GK102532683SQ20101059165
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者周文, 康興賓, 張祥福, 張鷹 申請(qǐng)人:上海普利特復(fù)合材料股份有限公司