CN101659766A - 低收缩可喷涂pp/ps共混物合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低收缩可喷涂PP/PS共混物合金及其制备方法。本发明的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，按重量百分数计，由如下组分制成：聚丙烯树脂30％－45％、聚苯乙烯树脂25％－30％、接枝相容剂6％－12％、增韧剂4％－8％、功能性填料15％－20％、抗氧剂0.2％－0.5％、润滑剂0.2％－1％。本发明的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金的成型收缩率低至0.7－0.9％，接近ABS的水平，可以在不修模的情况下直接替代ABS，而且不影响注塑制品的外观。

Description

低收缩可喷涂PP/PS共混物合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种低收缩可直接喷涂的PP/PS共混物合金。

背景技术

ABS塑料是刚性、韧性平衡、用途十分广泛的共聚型高分子材料，我国每年消耗ABS树脂量已达150万吨，而且80％以上都依赖进口。由于ABS价格较高，业内逐步开发出改性PP，并以其成本低、重量轻、性能好等优点部分取代ABS。而在使用改性PP代替ABS时，最大的兴趣在于能降低注塑制品的原材料成本，但如果因为二者成型收缩率相差较大，影响注塑加工本身，如脱模困难，或影响到制品外观，就必须修改模具或重新设计制造模具，这是所有注塑制品生产厂家都不愿承受的。因此要想推广改性PP塑料代替ABS并获得预期的收益，就必须进一步减少其成型收缩率，使其尽量接近ABS，达到不用修改或重制模具就可以使用的效果。控制聚合物收缩，主要有以下两种方法：其一是在聚合物中加入无机填料，通过无机填料的结构来抵抗聚合物的收缩；其二是在聚合物中加入一个组分，使得两个组分的分子链相互缠绕，改变聚合物的结晶，这样也可以控制聚合物的收缩。

不同改性材料对聚丙烯塑料成型收缩率的影响如表1所示：

表1

从上表可以看出无论是共混其它高分子材料，还是填充无机矿物，都可以使聚丙烯成型收缩率减小，但只有玻璃纤维在填充30％时可使改性聚丙烯材料的成型收缩率减至0.54％，接近ABS的成型收缩率，但严重影响注塑制品的外观，而碳酸钙和滑石粉改性聚丙烯的成型收缩率仍然较大，不能达到ABS的成型收缩率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，适用于替代ABS无需改模和/或无需预处理即可直接漆涂的场合。

本发明的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，按重量百分数计，由如下组分制成：聚丙烯树脂30％-45％、聚苯乙烯树脂25％-30％、接枝相容剂6％-12％、增韧剂4％-8％、功能性填料15％-20％、抗氧剂0.2％-0.5％、润滑剂0.2％-1％。

上述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或两者的混合物，聚丙烯均聚物有良好的刚性和外观，共聚物有良好的韧性。聚丙烯树脂的熔体流动速率(MI)为3-15g/10min。

聚苯乙烯树脂为通用级聚苯乙烯(GPPS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)或两者的混合物，通用级聚苯乙烯具有良好的透明度、耐水、耐光、电绝缘性能和低吸湿性，加工流动性好、易于成型、容易染色、产品外观美观；高抗冲聚苯乙烯是由苯乙烯加上少量顺丁橡胶共聚制得，具有良好的韧性。聚苯乙烯树脂的熔体流动速率(MI)为3-15g/10min。

接枝相容剂为聚丙烯接枝聚苯乙烯、接枝聚烯烃、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝产物、苯乙烯-乙烯/丙烯二嵌段共聚物的接枝产物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝产物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝产物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝产物中的一种或几种的混合物。该接枝相容剂接枝率高达20％以上，可用做高分子偶联剂，用于滑石粉、碳酸钙、硫酸钡等填充改性聚丙烯，改善聚丙烯基体与填料界面的相容性；可用做极性增强剂，用于增加聚丙烯的极性，改善PP/PS的可喷涂性；亦可用做高分子相容剂，用于改善PP与PS相界面的相容性和亲合性。

增韧剂为弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料。如聚烯烃弹性体、聚乙烯，用于提高PP/PS共混物合金的韧性。

功能性填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、硫酸钡或其复合物。在体系中加入填料可改善材料的刚性和成型收缩性，还可以提高材料的极性，改善可喷涂性。

抗氧剂由具有协同作用的主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，主抗氧剂可以选用受阻酚或硫酯类如1010、DLTDP、DSTDP；辅助抗氧剂可以选用亚磷酸盐或酯类如168、TNPP等。抗氧剂使材料在加工使用过程中有良好的稳定性，避免色泽性能发生变化。

润滑剂为硬脂酸类、金属皂类，硬脂酸类如乙撑双脂肪酸酰胺(EBS)及其接枝改性产品(TAS-2A)，金属皂类如硬脂酸锌、硬脂酸钙等。润滑剂能降低塑料加工时的能耗，减少在加工过程中内摩擦产生的热量和机械应力，从而提高塑料的热稳定性；其中，TAS-2A系在EBS基础上引进极性基团的改性产品，由于引进了极性基团，其性能除了具有EBS的润滑特点外，还具有更好的分散性。

低收缩可喷涂PP/PS共混物合金的制备方法为：将聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、接枝相容剂、增韧剂、功能性填料先预混合，再加入抗氧剂和润滑剂，在双螺杆挤出机中挤出造粒，最终得到产品，加工温度为190-230℃。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金的成型收缩率低至0.7-0.9％，接近ABS的水平，可以在不修模的情况下直接替代ABS，而且不影响注塑制品的外观；

2.本发明的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金在喷涂前无需预处理工序即可直接喷涂，且喷涂制件具有良好的涂层附着力、耐酒精擦拭能力及耐冷热循环能力，可以满足装饰用喷涂制件的要求，与现有ABS喷涂制品相比，具有成本低廉的特点；

3.本发明的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金其制备原料均有工业级成品销售，因此原料易得并可直接用于工业化生产。

具体实施方式

制备方法为：将聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、接枝相容剂、增韧剂、功能性填料先预混合，再加入抗氧剂和润滑剂，在双螺杆挤出机中挤出造粒，最终得到产品，螺杆挤出加工温度为190-230℃。

实施例1：

均聚聚丙烯树脂(MI＝3)              45％

通用级聚苯乙稀(GPPS)(MI＝8)        28.6％

聚丙烯接枝聚苯乙烯                 10％

聚烯烃弹性体                       4％

滑石粉                             12％

抗氧剂(1010/168＝1∶1重量比)              0.2％

硬脂酸锌                                  0.2％

实施例2：

共聚聚丙烯树脂(MI＝6)                     42％

通用级聚苯乙稀(GPPS)(MI＝8)               28.6％

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝产物  8％

聚烯烃弹性体                              3％

功能性填料(滑石粉/硫酸钡＝2∶1)           18％

抗氧剂(DLTDP/TNPP＝1∶1重量比)            0.2％

硬脂酸钙                                  0.2％

实施例3：

均聚聚丙烯树脂(MI＝3)                     35.5％

HIPS(MI＝8)                               29.3％

苯乙烯-乙烯/丙烯二嵌段共聚物的接枝产物    12％

聚烯烃弹性体                              4％

滑石粉                                    18.8％

抗氧剂(1010/168＝1∶1重量比)              0.2％

EBS                                       0.2％

实施例4：

均聚聚丙烯树脂(MI＝12)                       35.5％

HIPS(MI＝8)                                  29.3％

苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝产物  12％

PE                                           4％

硫酸钡                                       18.8％

抗氧剂(DLTDP/TNPP＝1∶1重量比)               0.2％

硬脂酸钙                                     0.2％

实施例5：

均聚聚丙烯树脂(MI＝12)                       35.5％

HIPS(MI＝4)                                  29.3％

苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝产物  12％

聚烯烃弹性体                                 4％

碳酸钙                                       18.8％

抗氧剂(DSTDP/TNPP＝1∶1重量比)               0.2％

TAS-2A                                       0.2％

各实验实例力学性能、成型收缩率如表2所示：

表2

PP/PS合金制件喷涂性测试：

所得PP/PS合金制件采用半哑光的丙烯酸塑料漆进行喷涂。

1、喷涂工艺流程如下：

表面预脱脂→工件→静电除尘→底涂→中间干燥→中涂→面涂→干燥→检验→下件

2、喷涂工艺参数如下：

涂料细度：10-15um

时间：底涂11-13s，中、上涂9-10s

涂料流量：底涂240cc/min，中、上涂50-90cc/min

雾化气压：底涂0.35-0.45MPa，中、上涂0.5-0.1MPa

流平时间：每次涂层2min

干燥条件：底涂60℃×2min，面涂60℃×2min

漆膜厚度：底涂15±3um，中、上涂5-7um。

3、涂层附着力测试

所得涂层经附着力、酒精擦拭及冷热循环测试后，涂层无异常。

Claims (9)

1.低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，其特征在于按重量百分数计，由如下组分制成：

聚丙烯树脂        30％-45％

聚苯乙烯树脂      25％-30％

接枝相容剂        6％-12％

增韧剂            4％-8％

功能性填料        15％-20％

抗氧剂            0.2％-0.5％

润滑剂            0.2％-1％。

2.如权利要求1所述的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，其特征在于所述聚丙烯树脂选自均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或两者的混合物，聚丙烯树脂的熔体流动速率为3-15g/10min。

3.如权利要求1所述的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，其特征在于聚苯乙烯树脂选自通用级聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯或两者的混合物，聚苯乙烯树脂的熔体流动速率为3-15g/10min。

4.如权利要求1所述的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，其特征在于所述接枝相容剂选自聚丙烯接枝聚苯乙烯、接枝聚烯烃、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝产物、苯乙烯-乙烯/丙烯二嵌段共聚物的接枝产物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝产物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝产物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝产物中的一种或几种的混合物。

5.如权利要求1所述的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，其特征在于所述增韧剂选自聚烯烃弹性体或聚乙烯。

6.如权利要求1所述的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，其特征在于所述功能性填料选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、硫酸钡。

7.如权利要求1所述的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，其特征在于所述抗氧剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，主抗氧剂选自受阻酚或硫酸酯类，辅助抗氧剂选自亚磷酸盐或酯类。

8.如权利要求1所述的低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，其特征在于所述润滑剂选自硬酯酸类或金属皂类。

9.权利要求1所述低收缩可喷涂PP/PS共混物合金的制备方法，其特征在于，将聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、接枝相容剂、增韧剂、功能性填料先预混合，再加入抗氧剂和润滑剂，在螺杆挤出机中挤出造粒，最终得到产品，物料在螺杆挤出机中挤出加工温度为190-230℃。