耐低溫性聚丙烯材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種聚丙烯材料，尤其涉及一種耐低溫性聚丙烯材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯材料因其具有質(zhì)量輕、耐溶劑、易加工以及易回收等優(yōu)點(diǎn)在汽車工業(yè)領(lǐng)域 獲得了廣泛的應(yīng)用，特別是制備汽車內(nèi)外飾件的主要材料。然而現(xiàn)有聚丙烯材料的脆性/ 韌性的轉(zhuǎn)變溫度普遍較高，在低溫環(huán)境下材料表面脆性大，極大地限制了該材料在實(shí)際中 應(yīng)用范圍。
[0003] 為了提高聚丙烯的低溫韌性，通常采用的辦法是通過添加彈性體來提高材料的韌 性。例如，EP0794222-A1公布了包括聚丙烯、含苯乙烯的彈性體和滑石粉的熱塑性樹脂組合 物，其中報道了可接受的韌性與剛性的平衡；CN101550252A公開了一種由聚丙烯、聚乙烯、 乙烯基共聚物橡膠、聚丙烯成核劑、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，該專利中雖然公布了聚乙烯與乙烯基共聚物橡膠聯(lián)合增韌的效果，但是 其低溫性能的指標(biāo)并不明確；通過上述方案改性后的聚丙烯材料在低溫環(huán)境下（_30°C)的 簡直梁缺口沖擊強(qiáng)度為1. 5?2. 5KJ/m2,而且小分子添加劑的含量高，用作汽車內(nèi)飾時對 車內(nèi)環(huán)境會造成污染。
[0004] 現(xiàn)有的技術(shù)中公開的改性聚丙烯材料的低溫韌性不佳，低溫韌性與良好的剛性無 法完美的結(jié)合，無法達(dá)到預(yù)期的效果，尤其是簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度或者懸臂梁缺口沖擊強(qiáng) 度在低溫條件下的測試結(jié)果無法達(dá)到汽車安全性能的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明創(chuàng)造為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供了一種耐低溫性聚丙烯材料，以質(zhì)量 百分比計，包括以下成分：聚丙烯54?88%，彈性體10?20%，聚乙烯0?10%，助劑0. 4? 1% ；
[0006] 進(jìn)一步的，以質(zhì)量百分比計，包括以下成分：聚丙烯54%?79. 6%，彈性體10? 18%，聚乙烯2?8%，助劑0. 4%?1%;
[0007] 進(jìn)一步的，所述的聚乙烯與彈性體比例為1:1?1:6;
[0008] 進(jìn)一步的，所述聚乙烯與彈性體的比例為1:1. 5?1:5 ;
[0009] 進(jìn)一步的，所述聚丙烯為洛氏硬度65?95R_scale、烙融指數(shù)35?55g/10min、拉 伸強(qiáng)度在18?25Mpa的聚丙烯材料；
[0010] 進(jìn)一步的，所述聚乙烯為高密度聚乙烯，分子量為40000?300000,融指為35? 65g/10min，邵氏 A 硬度為< 40R_scale ;
[0011] 進(jìn)一步的，所述彈性體為采用茂金屬催化劑制備的乙烯和辛烯實(shí)現(xiàn)原位聚合的熱 塑性彈性體；所述助劑包括抗紫外劑和抗氧劑，所述抗紫外劑中v703與UV-3808PP5的含量 比為1:0. 5?1:2,所述抗氧劑中抗氧劑1010與抗氧劑168之間的比例為1:1?1:3 ;
[0012] 一種耐低溫性聚丙烯材料的制備方法，包括如下步驟：
[0013] (1)將聚丙烯、彈性體與聚乙烯預(yù)混合，再加入助劑在轉(zhuǎn)數(shù)為600?1200r/min的 商混機(jī)中進(jìn)行混合，得到混合原料；
[0014] (2)將所述混合原料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，螺筒中各區(qū)溫度均勻，所述溫度為 200?240°C，混合原料經(jīng)熔融、融合、真空造粒后擠出，得到中間物；
[0015] (3)所述中間物在水溫40°C以下的冷卻水中冷卻，再脫水、造粒得到最終產(chǎn)物。
[0016] 聚丙烯材料在室溫下(實(shí)驗(yàn)室測試溫度為23°C)為韌性材料，即在機(jī)械應(yīng)力下僅僅 在材料斷裂時制品發(fā)生塑性變形。但在低溫環(huán)境下(實(shí)驗(yàn)室測試溫度為-30°C)表現(xiàn)為脆性 斷裂。
[0017] 聚烯烴彈性體具有極低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因此在較低的溫度下，共混物中的聚 烯烴彈性體仍保持良好的形變與運(yùn)動能力，對基體聚丙烯可引發(fā)大量的銀紋和剪切帶，從 而提高改性聚丙烯材料的低溫韌性。
[0018] 聚乙烯是結(jié)構(gòu)最簡單的高分子，具有良好的耐低溫性能，其分子結(jié)構(gòu)在環(huán)境應(yīng)力 的作用下易發(fā)生扭轉(zhuǎn)，從而分散環(huán)境應(yīng)力的作用；高密度聚乙烯俗稱低壓聚乙烯，與低密度 聚乙烯及線性低密度聚乙烯相較，有較高的耐溫、耐油性、耐蒸汽滲透性及抗環(huán)境應(yīng)力開裂 性，此外電絕緣性和抗沖擊性及耐寒性能都很好。
[0019] 本發(fā)明創(chuàng)造具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0020] 1、聚烯烴彈性體摻入到聚丙烯材料中能夠大大增強(qiáng)其在低溫環(huán)境下的韌性；
[0021] 2、聚乙烯本身具有良好的耐低溫型和剛性，摻入到聚丙烯材料中后，其原有的性 能不會改變，而且能夠增強(qiáng)聚丙烯材料在低溫環(huán)境下的剛性；
[0022] 3、聚乙烯與彈性體按一定比例的混合摻入到聚丙烯中，使材料不僅具有良好的低 溫韌性與剛性，也使其在常溫下同時擁有良好的韌性與剛性；
[0023] 4、本發(fā)明在低溫環(huán)境下的性能明顯優(yōu)于市場上的其它同類型產(chǎn)品，且在達(dá)到預(yù)期 的效果的同時不會增加制造的成本；
[0024] 5、本發(fā)明助劑添加量小，成品中小分子物質(zhì)少，不易揮發(fā)，符合安全環(huán)保的要求。
[0025] 本發(fā)明提供的耐低溫性聚丙烯材料具有良好的耐低溫性能(尤其是低溫韌性）同 時具備良好的剛性；并保持了良好的尺寸穩(wěn)定性。
[0026] 表1本發(fā)明產(chǎn)品與其它耐低溫聚丙烯材料性能對比
[0027]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐低溫性聚丙烯材料，其特征在于：以質(zhì)量百分比計，包括以下成分：聚丙烯 54?88%，彈性體10?20%，聚乙烯O?10%，助劑0· 4?1%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫性聚丙烯材料，其特征在于：以質(zhì)量百分比計，包括以 下成分：聚丙烯54%?79. 6%，彈性體10?18%，聚乙烯2?8%，助劑0. 4%?1%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐低溫性聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚乙烯與彈 性體比例為1:1?1:6。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐低溫性聚丙烯材料，其特征在于：所述聚乙烯與彈性體的 比例為1:1. 5?1:5。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐低溫性聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯為洛氏 硬度65?95R_scale、烙融指數(shù)35?55g/10min、拉伸強(qiáng)度在18?25Mpa的聚丙烯材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐低溫性聚丙烯材料，其特征在于：所述聚乙烯為高密度聚 乙烯，分子量為40000?300000,融指為35?65g/10min，邵氏A硬度為彡40R-scale。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐低溫性聚丙烯材料，其特征在于：所述彈性體為采用茂金 屬催化劑制備的乙烯和辛烯實(shí)現(xiàn)原位聚合的熱塑性彈性體；所述助劑包括抗紫外劑和抗氧 齊[J，所述抗紫外劑中v703與UV-3808PP5的含量比為1:0. 5?1:2,所述抗氧劑中抗氧劑 1010與抗氧劑168之間的比例為1:1?1:3。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的耐低溫性聚丙烯材料的制備方法，其特征在于， 包括如下步驟： (1) 將聚丙烯、彈性體與聚乙烯預(yù)混合，再加入助劑在轉(zhuǎn)數(shù)為600?1200r/min的高混 機(jī)中進(jìn)行混合，得到混合原料； (2) 將所述混合原料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，螺筒中各區(qū)溫度均勻，所述溫度為200? 240°C，混合原料經(jīng)熔融、融合、真空造粒后擠出，得到中間物； (3) 所述中間物在水溫40°C以下的冷卻水中冷卻，再脫水、造粒得到最終產(chǎn)物。
【專利摘要】本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種耐低溫性聚丙烯材料及其制備方法，其特征在于：以質(zhì)量百分比計，由以下成分組成：聚丙烯54～88%，彈性體10～20%，聚乙烯0～10%，助劑0.4～1%。本發(fā)明提供的耐低溫性聚丙烯材料在低溫環(huán)境下表現(xiàn)出良好的低溫韌性和剛性，其脆化溫度都明顯優(yōu)于市場上的其它同類型產(chǎn)品，且在達(dá)到預(yù)期的效果的同時不會增加制造的成本。
【IPC分類】C08K5-134, C08K5-526, C08L23-12, C08L23-08, C08L23-06
【公開號】CN104592623
【申請?zhí)枴緾N201310536073
【發(fā)明人】張輝, 劉季軒, 白璐
【申請人】天津美亞化工有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年10月31日