CN102286177A

CN102286177A - 具有低光泽与良好耐划伤性能的聚丙烯组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN102286177A
Application number: CN 201110235683
Authority: CN
Inventors: 李永华; 杨波; 罗忠富; 丁超; 陈锐; 宁凯军; 叶南飚; 郑明嘉
Original assignee: MIANYANG DONGFANG SPECIAL ENGINEERING PLASTIC Co Ltd; Kingfa Science and Technology Co Ltd; Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: MIANYANG DONGFANG SPECIAL ENGINEERING PLASTIC Co Ltd; Kingfa Science and Technology Co Ltd; Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2011-12-21

Abstract

本发明公开了一种具有低光泽与良好耐划伤性能的聚丙烯组合物及其制备方法，该聚丙烯组合物按重量百分比计包含如下组分：聚丙烯－A：0~77%，聚丙烯－B：10～50%，弹性体2~15%，滑石粉：10~25%；助剂：1～10%。本发明的聚丙烯组合物通过注塑加工汽车制件，具有低光泽与良好的耐划伤性能，满足汽车制件使用标准。

Description

具有低光泽与良好耐划伤性能的聚丙烯组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及汽车用聚丙烯组合物，具体地说，涉及具有低光泽与良好耐划伤性能的聚丙烯组合物。

背景技术

聚丙烯因其具有质量轻、耐溶剂、易加工、优异的机械性能、易回收等优点，获得了广泛应用，特别是在汽车工业、家电及机械领域的应用不断提高。汽车工业未来向节能、环保、安全等方向发展。这就要求所用的材料质量轻、加工简单、易回收等，聚丙烯满足了这些要求。但是聚丙烯因其韧性差，往往通过添加三元乙丙橡胶（EPDM）、乙烯－辛烯或者乙烯－己烯等弹性体与乙烯－丙烯共聚物增韧PP，提高其冲击性能。通过添加滑石粉使聚丙烯具有良好的刚韧平衡与低的收缩率。汽车制件是指汽车内饰件与外饰件。内饰件包括仪表板、副仪表板、立柱、手套箱、门板、后尾箱板、门槛等；外饰件包括保险杠、防擦条、翼子板与挡泥板等。

随着汽车工业技术的发展与进步，汽车内饰件要求具有良好的低光泽与良好的耐划伤性能。于是经过科研工作者的努力，提出一些研究成果解决聚丙烯低光泽的技术课题。CN200610037018.4使用PE与PP共混来降低光泽，PE添加量大，对力学性能影响较大，不能满足汽车制件力学性能标准要求。CN200580021321.9采用不同的弹性体降低材料表面的光泽度。CN200710171710.0采用二氧化硅降低聚丙烯组合物的光泽性。CN200810207904.6利用硅灰石针状晶形结构以及高长径比使制件的表面产生大量的漫反射，从而达到消光的效果，使材料的光泽度得到降低。200880019322.3采用添加大量的弹性体使材料的光泽性降低，通过添加高分子量的聚硅氧烷聚合物提高耐划伤性能。汽车内饰件不仅要求较低的光泽度，还需要良好的耐划伤性能。人们往往通过低分子润滑剂、聚硅氧烷、高结晶高等规度聚丙烯或者乙烯基聚合物提高耐划伤性能，如CN200710171709.8、CN200810030393.5、CN200810220065.1、CN200910176974.4、CN200910176973.X、CN1437636A、CN1479766A、CN1580115A、CN1631959A、CN1631960A与CN10203129.7等。这些技术发明提高耐划伤性能的同时，无一例外的会增加注塑汽车内饰件的光泽性，使光泽性提高，不能满足低光度要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种具有低光泽与良好耐划伤性能的聚丙烯组合物。

本发明的另一个目的在于提供上述聚丙烯组合物的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚丙烯组合物，由如下按重量百分数计的组分组成：

聚丙烯－A 0~77%；

聚丙烯－B 10～50%

弹性体 2~15%；

滑石粉 10~25%；

助剂 1～10%

上述聚丙烯－A为共聚聚丙烯；共聚聚丙烯的的熔体流动速率（MFR）为5~60g/10min，其悬臂梁缺口冲击强度在≥5KJ/m²（23℃），共聚聚丙烯可以选择无规、嵌段或枝形共聚物。可以采用正离子配位聚合、Ziegler-Natta负离子配位聚合或者用茂金属催化剂合成的聚丙烯。

上述聚丙烯－B的结晶温度低于115℃，结晶温度采用差示扫描量热仪测试，升温与降温速率为10℃/分钟，其熔体流动速率为1～30g/10min，采用茂金属催化剂合成的聚丙烯。

上述弹性体为α-烯烃共聚物，可采用乙烯－己烯共聚物、乙烯－丁烯共聚物、乙烯－辛烯共聚物等的一种或几种；本发明的弹性体在选择时，选择密度为0.850~0.900g/cm³，优先选择密度为0.855~0.870g/cm³的弹性体。这些弹性体有埃克森埃克森美孚（Exxonmobil）的EXACT牌号系列，陶氏（DOW）的ENGAGE牌号系列，三井化学（Mitsuichemicals）的TFMER牌号系列。

上述滑石粉平均粒径尺寸（D₅₀）为5~20μm，D₉₇为15~45μm。滑石粉的粒径常用D₅₀与D₉₇表示。D₅₀表示粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，即平均粒径。D₉₇表示粒径小于它的颗粒占97%。粒径的测试采用激光衍射法。

上述助剂为耐划伤剂、耐候剂、抗氧剂、润滑剂与色粉等。所述耐划伤剂包括聚硅氧烷、脂肪族伯酰胺、聚四氟乙烯及乙烯基聚合物。所述的耐候剂为受阻胺类、酮类和苯并三唑类的一种或多种复配。所述的抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类，为四[?－（3,5－二叔丁基－4－羟基苯基）丙酸]季戊四醇和亚磷酸三（2,4 二叔丁基苯基）酯的一种或两种复配。所述润滑剂为硬脂酸钙等。所述色粉为有机颜料和无机颜料。有机颜料有永固红、永固黄、酞菁蓝、酞菁绿等，无机有二氧化钛、碳黑、氧化铁红、氧化铁黑、群青等。这些颜料可以根据注塑件颜色要求单独使用，也可以复合使用。

本发明的聚丙烯组合物的制备方法为：将上述各组成材料根据配方所述重量百分数称料，并混合均匀后，通过双螺杆挤出机或往复式单螺杆挤出机。螺杆长径比不小于32，在170~230℃的温度下熔融混炼，优先选择190－210℃。挤出造粒、水冷、风干，粒径在任何方向的尺寸为1～5mm，优先选择为3mm，包装即可。

本发明的聚丙烯组合物可用于制备汽车用制件，汽车制件是指汽车内饰件与外饰件。内饰件包括仪表板、副仪表板、立柱、手套箱、门板、后尾箱板、门槛等；外饰件包括保险杠、防擦条、翼子板与挡泥板等。

采用本发明聚丙烯组合物经注塑的汽车制件为带皮纹的内饰件，如带皮纹的仪表板、门板、立柱与副仪表板等。这些制件具有低光泽与良好的耐划伤性能。皮纹的平均尺寸为0.05～2mm，皮纹的深度为0.05～0.25mm，皮纹的斜度为1～2°。

按标准测试试样由CJ80C型注塑机在200~230℃温度下成型。成型条件和试样制备符合ISO294.1－96和ISO1873.2－97的要求。

经过测试，本发明的聚丙烯材料制备的汽车部件，具有低光泽与良好的耐划伤性能，满足汽车使用标准与广泛。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过大量的技术研究与试验，发现采用结晶温度低于115℃的聚丙烯制备得到的组合物能产生令人意想不到的结果。采用该组合物制备的汽车内饰件在保持良好耐划伤性能的同时，还具有低光泽度。本发明解决了聚丙烯材料注塑汽车内饰件提高耐划伤性能，光泽度高的缺陷。

具体实施方式

测试方法：

1.耐划伤性能：按照PV3952标准测试，负荷10N，针头的直径1mm。

2.光泽度：采用德国BYK公司的光泽度仪测试，为60°的光泽度。

本发明实施例中原材料性能：

聚丙烯－A：共聚聚丙烯，熔体质量流动速率为30g/10min（2.16kg，230℃），悬臂梁缺口冲击强度为8KJ/m²（23℃）；

聚丙烯－B－1结晶温度为105℃，熔体质量流动速率为10g/10min（2.16kg，230℃），悬臂梁缺口冲击强度为40KJ/m²（23℃）；

聚丙烯－B－2结晶温度为110℃，熔体质量流动速率为20g/10min（2.16kg，230℃），悬臂梁缺口冲击强度为40KJ/m²（23℃）；

POE1：乙烯－丁烯共聚物，熔体质量流动速率为1.2g/10min（2.16kg，190℃），0.864g/cm³；

POE2：乙烯－辛烯共聚物，熔体质量流动速率为13g/10min（2.16kg，190℃）；0.866g/cm³；

耐划伤剂：芥酸酰胺、聚硅氧烷、聚四氟乙烯与乙烯基聚合物等；

Talc：滑石粉，粒径D₅₀为6μm与D₉₇为25μm。

实施例具有低光泽与良好耐划伤性能的聚丙烯组合物

本实施例的聚丙烯组合物，其组成如表1所示。

表1 聚丙烯组合物组成与性能

Figure 2011102356835100002DEST_PATH_IMAGE001

对比例

本实施例与对比例的聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表2所述原料按其用量比例称好，混合均匀后，加入双螺杆挤出机，在190~210℃的温度下熔融混炼，挤出造粒，水冷、风干，粒径为3mm，包装即可。

由各个实施例与对比例的耐划伤性能与光泽度结果可以看出，本发明克服了现有技术中制备的耐划伤性能好而光泽度高的缺点，使制件具有低光泽与良好耐划伤性能，满足汽车制件的使用标准。

Claims

1.一种聚丙烯组合物，其特征在于由如下按重量百分数计的组分组成：

聚丙烯－A 0~77%；

聚丙烯－B 10～50%

弹性体 2~15%；

滑石粉 10~25%；

助剂 1～10%；

所述聚丙烯－A为共聚聚丙烯；

所述聚丙烯－B为结晶温度低于115℃的聚丙烯。

2.如权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述共聚聚丙烯的熔体流动速率（MFR）为5~60g/10min，其悬臂梁缺口冲击强度在≥5KJ/m²（23℃）；共聚聚丙烯为无规、嵌段或枝形共聚物；或是采用正离子配位聚合、Ziegler-Natta负离子配位聚合或者用茂金属催化剂合成的聚丙烯。

3.如权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯－B的熔体流动速率为1～30g/10min。

4.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述弹性体为乙烯－己烯共聚物、乙烯－丁烯共聚物、乙烯－辛烯共聚物中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述助剂为耐划伤剂、耐候剂、抗氧剂、润滑剂或色粉。

6.权利要求1~5所述聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将各组分混合均匀后，通过双螺杆挤出机，熔融混炼，熔融混炼温度为170~230℃，螺杆长径比不小于32，挤出造粒，包装即可。