CN102061054A - 用于汽车罩顶封板的聚丙烯树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于机动车罩顶封板的聚丙烯树脂组合物，其包括：含有3至20重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物；含有30至50重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物；乙烯-α-烯烃共聚物橡胶；镁化合物；以及无机填料。该聚丙烯树脂组合物具有优异的刚度、尺寸稳定性和成型性，因此适合用作例如汽车罩顶封板。
Description
发明领域
本发明涉及一种用于机动车罩顶封板(cowl top cover)的聚丙烯树脂组合物。
背景技术
由于在模塑性、抗冲击性、耐化学性、比重和成本上的优势，聚丙烯组合物树脂已经广泛用于车辆内部和外部材料的制造。特别地，其适合用于需要优异尺寸稳定性和模塑性的部件，例如罩顶封板。
尽管目前开发的聚丙烯树脂组合物具有优异的物理性能，例如尺寸稳定性、成型性(moldability)和刚度(rigidity)，但是由此形成的部件重量增加并且耐候性下降。
因此，需要通过降低填充材料来开发一种不仅具有优异物理性能诸如成型性、刚度、耐候性和尺寸稳定性，还具有低重量的聚丙烯树脂组合物。
在上述背景技术部分公开的信息仅用来增强对本发明技术背景的理解，因此，其可包含那些不构成本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
为解决上述问题并满足工业需要，本发明人进行了广泛的研究。结果，通过调节无机填料与乙烯-聚丙烯嵌段共聚物的期望比值，来降低无机填料的含量，由此开发了一种用于机动车罩顶封板的聚丙烯树脂组合物。
本发明提供一种具有优异性能的用于机动车罩顶封板的聚丙烯树脂组合物。
根据本发明一个方面，提供一种用于机动车罩顶封板的聚丙烯树脂组合物，该聚丙烯树脂组合物包括：30至70重量％的乙烯-丙烯嵌段共聚物，其包括3至20重量％的乙烯单体；5至20重量％的乙烯-丙烯嵌段共聚物，其包括30至50重量％的乙烯单体；5至15重量％的乙烯-α-烯烃共聚物橡胶；1至7重量％的镁化合物；以及15至30重量％的无机填料。
根据本发明的聚丙烯树脂组合物能提供优良的模塑性、刚度、耐候性和流动性，并且具有低重量。特别地，该聚丙烯树脂组合物具有优异的尺寸稳定性，因此适合用于汽车罩顶封板。
具体实施方式
根据本发明的一个具体实施方式，提供一种适合用于机动车罩顶封板的聚丙烯树脂组合物，该聚丙烯树脂组合物包括：含有3至20重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物；含有30至50重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物；乙烯-α-烯烃共聚物橡胶；镁化合物；以及无机填料。
使用根据本发明具体实施方式的聚丙烯树脂组合物，可制备出比传统部件具有更佳物理性能诸如尺寸稳定性、模塑性、刚度和耐候性的罩顶封板。
在下文中，将对本发明进行更详细的描述。
根据本具体实施方式，用于机动车罩顶封板的聚丙烯树脂组合物包括：大约30至70重量％的乙烯-丙烯嵌段共聚物，其含有大约3至20重量％的乙烯单体；大约5至20重量％的乙烯-丙烯嵌段共聚物，其含有大约30至50重量％的乙烯单体；大约5至15重量％的乙烯-α-烯烃共聚物橡胶；大约1至7重量％的镁化合物；以及大约15至30重量％的无机填料。
含有3至20重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物是具有高结晶性和高流动性的丙烯合成物(composite)，并为乙烯和丙烯的共聚物。乙烯的含量可在3至20重量％，优选5至15重量％的范围内。此外，该含有3至20重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物在230℃下可具有10至80g/10min、优选25至75g/10min的熔融指数。在这点上，如果乙烯的含量低于3重量％，聚丙烯树脂组合物的冲击强度可能会恶化。另一方面，如果乙烯的含量高于20重量％，聚丙烯树脂组合物的刚度可能会恶化。另外，如果含有3至20重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物的熔融指数低于10g/10min，流动性可能会恶化，从而在成型(molding)后可能引起熔接线、凹陷、流痕等外观问题。另一方面，如果含有3至20重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物的熔融指数高于80g/10min，刚度和冲击强度可能会恶化。
基于聚丙烯树脂组合物的总重量，该含有3至20重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物的含量可在30至70重量％、优选40至60重量％的范围内。在这点上，如果含有3至20重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物的含量低于30重量％，流动性可能会恶化，从而导致成型性差。另一方面，如果含有3至20重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物的含量高于70重量％，则难以实现刚度和冲击强度的平衡。
含有30至50重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物是具有低收缩率的聚乙烯合成物，并为乙烯和丙烯的共聚物。乙烯的含量可在30至50重量％、优选35至45重量％的范围内。此外，该含有3至50重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物在230℃下可具有3至15g/10min、优选5至10g/10min的熔融指数。在这点上，如果乙烯的含量低于30重量％，聚丙烯树脂组合物的尺寸稳定性可能会恶化。另一方面，如果乙烯的含量高于50重量％，其刚度可能会恶化。另外，如果含有3至50重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物的熔融指数低于3g/10min，流动性可能会恶化，从而在成型后可能引起熔接线、凹陷、流痕等外观问题。另一方面，如果含有3至50重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物的熔融指数高于15g/10min，刚度、冲击强度和尺寸稳定性可能会恶化。
基于聚丙烯树脂组合物的总重量，该含有3至50重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物的含量可在5至20重量％、优选8至18重量％的范围内。在这点上，如果含有3至50重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物的含量低于5重量％，流动性可能会恶化，从而导致成型性差。另一方面，如果含有3至50重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物的含量高于20重量％，刚度可能会恶化。
加入乙烯-α-烯烃共聚物橡胶以赋予聚丙烯树脂组合物弹性，从而提高抗冲击性能。一般来说，作为乙烯-α-烯烃共聚物，可使用选自乙烯/丙烯共聚物(EPR)、乙烯/丁烯-1共聚物(EBM)、乙烯/辛烯-1共聚物(EOM)或其组合的任何一种。包含在各个组合中的α-烯烃，其含量可分别为EPR的20至80重量％、EBM的12至25重量％、以及EOM的15至45重量％。
基于聚丙烯树脂组合物的总重量，该乙烯-α-烯烃共聚物橡胶的含量可在5至15重量％、优选8至13重量％的范围内。在这点上，如果乙烯-α-烯烃共聚物橡胶的含量高于15重量％，聚丙烯树脂组合物的刚度和模塑性可能会恶化。另一方面，如果乙烯-α-烯烃共聚物橡胶的含量低于5重量％，冲击强度和尺寸稳定性可能会恶化。
镁化合物是包括91至99重量％碱式硫酸镁三水合物(MgSO4·5Mg(OH)2·3H2O)和1至9重量％氢氧化镁的针状化合物，将其添加至聚丙烯树脂组合物中以提高尺寸稳定性和刚度。在此使用的镁化合物具有处于0.5至1.0μm范围内的平均直径和处于8至30μm范围内的平均长度。基于聚丙烯树脂组合物的总重量，该镁化合物的含量可在1至7重量％、优选2至6重量％的范围内。在这点上，如果镁化合物的含量低于1重量％，将无法达到增强尺寸稳定性和刚度的效果。另一方面，如果镁化合物的含量高于7重量％，抗冲击性可能会恶化。
无机填料可由平均粒径为0.5至7μm的滑石、硫酸钡、碳酸钙和硅灰石构成。优选地，可使用滑石来达到优异的分散性和物理性能。基于聚丙烯树脂组合物的总重量，该无机填料的含量可在15至30重量％、优选15至25重量％的范围内。在这点上，如果无机填料的含量低于15重量％，刚度和耐热性可能会恶化。另一方面，如果无机填料的含量高于30重量％，将无法达到减小重量的效果，并且冲击强度可能会恶化。
根据本具体实施方式的聚丙烯树脂组合物可进一步包括添加剂。
在这里，上述添加剂可为现有技术通常使用的任何添加剂，例如抗氧剂、中和剂和抗静电剂，并且添加剂的含量可进行适当的调节。抗氧剂可为酚基抗氧剂、亚磷酸盐(酯)基抗氧剂、硫代二丙酸酯增效剂等等。中和剂可为硬脂酸钙、氧化锌等等。根据本具体实施方式的聚丙烯树脂组合物具有15至30g/10min、优选20至25g/10min的熔融指数。如果聚丙烯树脂组合物的熔融指数低于15g/10min，在成型后可能引起熔接线、凹陷、流痕等外观问题。另一方面，如果聚丙烯树脂组合物的熔融指数高于30g/10min，刚度和冲击强度可能会恶化。
根据本具体实施方式的聚丙烯树脂组合物可通过任何已知的适用方法进行制备，不受任何限制。例如，可通过现有技术中通常使用的机械混合来混合上述组分，以制备该聚丙烯树脂组合物。特别地，可使用任何熔融混合设备，例如班伯里密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机。此外，混合可在170至240℃的温度下进行。在挤出成型中，上述镁化合物可进行侧向进料(side-fed)，以获得其内在特性。
根据本具体实施方式的聚丙烯树脂组合物可使用挤出成型、吹塑成型、注射成型、片状成型等方法进行成型，不受任何限制。优选地，可使用注射成型。
在下文中，将详细描述与下述实施例有关的一个或多个具体实施方式。然而，这些实施例并不是用来限制本发明的目的和范围。
实施例
实施例1-4和比较例1-6：
聚丙烯树脂组合物具有下表2所示的组成，该组合物通过使用下表1所示的组分来制备。
表1
上述平均粒径是采用激光沉淀法进行测量。
表2
特别地，使用Hensel混合机将表2所列的组分进行干混3分钟，然后使用直径32mmΦ的双螺杆挤出机将混合物在200℃下进行注射成型，由此获得所述树脂组合物。
实施例1-4和比较例1-6：
使用下表3所示的方法对实施例1-4和比较例1-6所得样品的物理性能进行评价，结果显示在下表4中。
表3
表4
表5
参照表5所示的结果，可见根据实施例1-4制备的聚丙烯树脂组合物具有优异的尺寸稳定性、弯曲模量、冲击强度和良好的产品外观。
另一方面，如比较例1所示，如果不使用含有3至20重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物，树脂的流动性会恶化，从而在产品表面导致熔接线、凹陷或流痕，因此该产品可能不适合商业化。此外，如比较例2所示，如果不使用含有30至50重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物，线膨胀系数可能会增大，因此尺寸稳定性可能会变差。如比较例3所示，如果乙烯-α-烯烃共聚物橡胶的含量过大，刚度可能会恶化，从而导致产品不易成型，或成型后的产品容易变形。如比较例4所示，如果不使用镁化合物，弯曲模量和尺寸稳定性可能会恶化，并且模塑后的产品可能会变形。此外，如比较例5和6所示，如果镁化合物的含量过大或使用大粒径的无机填料，冲击强度可能会恶化，导致产品在外界冲击下容易断裂。
如上所述，根据本发明的聚丙烯树脂组合物提供优良的尺寸稳定性、冲击强度和刚度的平衡、耐候性、流动性、外观质量以及成型效率。因此，该聚丙烯树脂组合物可有效应用于汽车罩顶封板。
虽然根据示范性具体实施方式对本发明进行了具体的展示和描述，但是本领域技术人员应能理解，可以在不脱离下述权利要求所述的本发明的精神或范围的情况下，作出诸多形式和细节上的改变。
Claims (4)
1.一种聚丙烯树脂组合物，其包括：
30至70重量％的乙烯-丙烯嵌段共聚物，其包括3至20重量％的乙烯单体；
5至20重量％的乙烯-丙烯嵌段共聚物，其包括30至50重量％的乙烯单体；
5至15重量％的乙烯-α-烯烃共聚物橡胶；
1至7重量％的镁化合物；以及
15至30重量％的无机填料。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其中包括3至20重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物在230℃下具有10至80g/10min的熔融指数。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其中包括30至50重量％乙烯单体的乙烯-丙烯嵌段共聚物在230℃下具有3至15g/10min的熔融指数。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其中所述镁化合物包括91至99重量％的碱式硫酸镁三水合物MgSO4·5Mg(OH)2·3H2O和1至9重量％的氢氧化镁，并且所述镁化合物是平均直径为0.5至1.0μm且平均长度为8至30μm的针状化合物。
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