一種超低溫韌性聚丙烯組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超低溫韌性聚丙烯組合物，包含組分：聚丙烯：40-80%；增韌劑：15-30%；填充增強(qiáng)劑：5-30%；本發(fā)明選用低密度、低熔指并且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低的彈性體與氧化二異丙苯(DCP)交聯(lián)而得到XPOE作為增韌劑，制備的聚丙烯組合物具有良好的低溫沖擊韌性，尤其是多軸低溫沖擊強(qiáng)度，并且保持良好的剛性，使用本發(fā)明產(chǎn)品制備的汽車內(nèi)飾件，不僅能夠滿足汽車工業(yè)安全與外觀使用要求，而且能夠通過超低溫（-40℃）多軸沖擊測(cè)試。
【專利說明】一種超低溫韌性聚丙烯組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚丙烯組合物，具體涉及一種超低溫韌性聚丙烯組合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯PP是一種用途廣泛的通用塑料，由丙烯單體聚合而成，其熔點(diǎn)為165~175°C，屬半結(jié)晶 性塑料。聚丙烯塑料具有質(zhì)量輕、易加工等特點(diǎn)，成為汽車用塑料中用量最大、發(fā)展速度最快的品種。但是聚丙烯材料的耐低溫性能差，剛性低，不能滿足汽車內(nèi)飾件的要求和標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)飾件包括儀表板，副儀表板，A、B與C立柱，手套箱，門板，后尾箱板等。[0003]為了提高聚丙烯的低溫韌性和剛性，通常采用的辦法是添加彈性體提高低溫沖擊性能，添加礦物填料提高材料的剛性。CN101550252A公開了一種由聚丙烯，聚乙烯，乙烯基共聚物橡膠，滑石粉與抗氧劑組成的具有良好低溫性能與良好外觀的聚丙烯組合物；EP0794222-A1公布了包括聚丙烯，含苯乙烯的彈性體和滑石的熱塑性樹脂組合物，其中報(bào)道了可接受的韌性與剛性的平衡；W003/07076511A1采用HDPE與乙烯-己烯或者乙烯-丁烯共聚物增韌PP。
[0004]然而，上述文獻(xiàn)中公開的聚丙烯復(fù)合材料仍存在低溫沖擊韌性和剛性的綜合性能不夠好的缺陷。并且，這些技術(shù)使用的是懸臂梁或簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度來評(píng)價(jià)低溫沖擊性能，并未對(duì)材料的多軸低溫沖擊強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，雖然缺口沖擊強(qiáng)度在某種程度上可以評(píng)價(jià)低溫沖擊性能，但是不能滿足汽車的安全性能的評(píng)價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的首要目的在于提供一種超低溫韌性聚丙烯組合物，該組合物具有良好的低溫沖擊韌性，尤其是多軸低溫沖擊強(qiáng)度，并保持良好的剛性。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述超低溫韌性聚丙烯組合物的制備方法。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種超低溫韌性聚丙烯組合物，按質(zhì)量百分比計(jì)，包含以下組分:
聚丙烯:40-80%
增韌劑:15-30%
填充增強(qiáng)劑:5-30% ；
所述增韌劑，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括以下組分:
乙烯-丁烯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物 97%-99%
氧化二異丙苯1%-3%。
[0008]本發(fā)明選用的增韌劑為ΧΡ0Ε，其制備方法由POE與氧化二異丙苯(DCP)交聯(lián)得到。在XPOE中，POE質(zhì)量百分比為97%-99%，DCP質(zhì)量百分比為1%_3%。所述的POE為低玻璃劃轉(zhuǎn)變溫度、低密度低熔指的乙烯-丁烯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度<-55°C，密度為 0.850-0.8700g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為 0.2-2g/10min (190°C /2.16kg)。
[0009]本發(fā)明選用的XPOE能增強(qiáng)POE和PP基體的界面作用從而進(jìn)一步提高沖擊強(qiáng)度和剛性。
[0010]而采用低玻璃劃轉(zhuǎn)變溫度、低密度、低熔指的乙烯-丁烯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物是因?yàn)?丙烯聚合物在室溫下是韌性材料，即在機(jī)械應(yīng)力下僅僅在材料斷裂制件發(fā)生塑性變形。然而，在降低的溫度下，丙烯聚合物顯示脆性斷裂。采用具有極低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚烯烴彈性體，在較低的溫度下，共混物中的聚烯烴彈性體仍能保持良好的形變和運(yùn)動(dòng)能力，仍然能夠?qū)郾┗w引發(fā)大量的銀紋和剪切帶，從而提高共混物的低溫韌性。[0011]所述填充增強(qiáng)劑為以POE為載體的滑石粉母粒。
[0012]所述滑石粉母粒的制備方法包括如下步驟:按質(zhì)量百分比計(jì)，取10-30%的POE與70-90%的滑石粉在170-250°C溫度下混合，造粒、冷卻后即得。
[0013]將滑石粉制備成母粒，可以使滑石粉在共混物中分散的更加均勻，也有助于減少粉塵，改善工作環(huán)境。
[0014]所述聚丙烯為丙烯共聚物，其熔體流動(dòng)速率在230 °C、2.16kg條件下為20-60g/10min，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度 Izod ^ 15 KJ/m2。
[0015]本發(fā)明的超低溫韌性聚丙烯組合物還包括0.1-4% (質(zhì)量百分比)的其它添加劑，所述其他添加劑為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、加工助劑或顏料中的一種或幾種的混合。由于本發(fā)明為汽車內(nèi)飾用聚丙烯組合物，可根據(jù)不同汽車內(nèi)飾的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求等對(duì)上述添加劑進(jìn)行單獨(dú)使用，或者復(fù)合使用。
[0016]熱穩(wěn)定劑可以提高材料在加工和使用過程中的耐熱老化性能，通常可選自酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類中的一種以上。
[0017]光穩(wěn)定劑可以提高材料在使用過程中的耐光老化性能，可為受阻胺類或紫外線吸收劑。
[0018]加工助劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂(Cast、Znst)、硬脂酸復(fù)合酯或酰胺類(芥酸酰胺)中的一種以上。
[0019]本發(fā)明所述的超低溫韌性聚丙烯組合物的制備方法，包括以下步驟:
將各原料混合后，加入到雙螺桿擠出機(jī)中，180-230°C下熔融混合，然后造粒、冷卻，SP得。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
1)本發(fā)明選用低密度、低熔指并且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低的彈性體與氧化二異丙苯(DCP)交聯(lián)而得到XPOE，XPOE能增強(qiáng)POE和PP基體的界面作用并使彈性體在聚丙烯基體中的分散更加均勻細(xì)化，提高其低溫沖擊性能；
2)本發(fā)明使用以POE為載體的滑石粉母粒，可以減少工作環(huán)境灰塵，同時(shí)還保證了材
料
具有良好的剛性。
[0021]3)本發(fā)明制備的聚丙烯組合物具有良好的低溫沖擊韌性，尤其是多軸低溫沖擊強(qiáng)度，并且保持良好的剛性，使用本發(fā)明產(chǎn)品制備的汽車內(nèi)飾件，不僅能夠滿足汽車工業(yè)安全與外觀使用要求，而且能夠通過超低溫(_40°C)多軸沖擊測(cè)試。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受下述實(shí)施例的限制。
[0023]實(shí)施例1-5、對(duì)比例1-5
一種聚丙烯組合物，其制備方法包括以下步驟:
(1)取20%的POE與80%的滑石粉在170°C下混合，造粒、冷卻后得到以POE為載體的滑石粉母粒；所述的百分比為各原料占原料總質(zhì)量的百分比；
(2)聚丙烯組合物的原料配方見表1，將各原料混合后，加入到雙螺桿擠出機(jī)中，230°C下熔融混合，然后造粒、冷卻，得到聚丙烯組合物。
[0024]實(shí)施例與對(duì)比例所采用的增韌劑是不同，其具體性能參數(shù)見表2。
[0025]實(shí)施例和對(duì)比例得到的聚丙烯組合物采用以下方法測(cè)試其相關(guān)性能:
(1)彎曲模量:按IS0178測(cè)試，速度為2mm/min；
(2)懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度:按IS0180測(cè)試；
(3)多軸沖擊強(qiáng)度:按ASTMD3763測(cè)試，沖擊速度為6.6m/s，沖擊頭直徑為12.7mm，支撐圈直徑為76.2mm。
[0026]測(cè)試得到的性能參數(shù)見表3。
[0027]表1實(shí)施例和對(duì)比例的聚丙烯組合物的原料配方(按質(zhì)量百分比)
【權(quán)利要求】
1.一種超低溫韌性聚丙烯組合物，其特征在于:按質(zhì)量百分比計(jì)，包含以下組分: 聚丙烯:40-80% 增韌劑:15-30% 填充增強(qiáng)劑:5-30% ； 所述增韌劑，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括以下組分: 乙烯-丁烯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物 97%-99% 氧化二異丙苯1%_3% ； 其中，所述乙烯-丁烯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度〈-55°C，密度為 0.850-0.8700g/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率在 190°C、2.16kg 條件下為 0.2_2g/10min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低溫韌性聚丙烯組合物，其特征在于:所述填充增強(qiáng)劑為以POE為載體的滑石粉母粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超低溫韌性聚丙烯組合物，其特征在于:所述滑石粉母粒的制備方法包括如 下步驟:按質(zhì)量百分比計(jì)，取10-30%的POE與70-90%的滑石粉在170-250 V溫度下混合，造粒、冷卻后即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低溫韌性聚丙烯組合物，其特征在于:所述聚丙烯為丙烯共聚物，其熔體流動(dòng)速率在230°C、2.16kg條件下為20-60g/10min，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度Izod ^ 15 KJ/m2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低溫韌性聚丙烯組合物，其特征在于:還包括0.1-4%的其它添加劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超低溫韌性聚丙烯組合物，其特征在于:所述其他添加劑為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、加工助劑或顏料中的一種或幾種的混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超低溫韌性聚丙烯組合物，其特征在于:所述熱穩(wěn)定劑為酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類中的一種以上；所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類或紫外線吸收劑中的一種或幾種的混合；所述加工助劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂、硬脂酸復(fù)合酯或酰胺類中的一種以上。
8.權(quán)利要求f7任一項(xiàng)所述的超低溫韌性聚丙烯組合物的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 將各原料混合后，加入到雙螺桿擠出機(jī)中，180-230°C下熔融混合，然后造粒、冷卻，SP得。
【文檔編號(hào)】C08K5/14GK103665570SQ201310610333
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】肖華明, 劉奇祥, 陶四平, 李晟, 張春懷, 李欣, 王揚(yáng)利 申請(qǐng)人:天津金發(fā)新材料有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司