CN102304249B - 一种超韧高延展性聚丙烯复合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超韧高延展性聚丙烯复合物及其制备方法。所述的聚丙烯复合物，其特征在于，包括：聚丙烯10～80wt%，复合增韧剂60～10wt%和矿物填充30～10wt%。所述的复合增韧剂由A、B和C三种组分组成。本发明采用三种增韧剂复合增韧的方法，所得的聚丙烯复合物具有优异的耐热性能，良好的延展性能，其断裂延伸率可达到200%，拉伸强度≥18MPa，弯曲模量≥1800MPa，常温（23℃）缺口冲击强度≥50KJ/m2，低温（‑30℃）缺口冲击强度≥8KJ/m2，拉伸性能曲线不存在尖锐屈服点，120℃退火处理120小时后其力学性能几乎不变。

Description

一种超韧高延展性聚丙烯复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超韧高延展性聚丙烯复合物及其制备方法，所述的聚丙烯复合物用于制作汽车内饰件及外饰件。
背景技术
聚丙烯（PP）等半结晶性高聚物在受到拉伸应力时出现尖锐的屈服点，用在内外饰领域发生事故时容易产生尖锐碎片，对乘车人员以及行人的安全不利。如果材料的拉伸性能曲线不存在尖锐的屈服点，并且断裂伸长率很高，那么发生事故时材料在破坏过程中会吸收大量能量，并且不会产生尖锐的碎片，可以对车内人员以及行人起一定的保护作用。对于汽车材料来说，长期的耐热稳定性也是必须的。结晶材料的热处理通常会导致屈服应力和模量的增加，同时也会导致断裂延伸率的降低。纯粹的PP材料在70℃退火时其断裂延伸率便大幅度下降。目前采用的各种PP增韧技术不能同时达到满足一定的刚性和拉伸性能曲线无尖锐屈服点的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种断裂伸长率高且耐温稳定性好的的超韧高延展性聚丙烯复合物及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，满足汽车内饰和外饰用高分子材料的需要。
为了达到上述目的，本发明提供了一种聚丙烯复合物，其特征在于，包括：聚丙烯10～80wt%，复合增韧剂60～10wt%和矿物填充30～10wt%。
优选地，所述的复合增韧剂由A、B和C三种组分组成，其中，组分A包含至少一种乙烯与丙烯、丁烯和辛烯中的一种或两种的共聚物，组分B包含至少一种聚烯烃，组分C包含具有苯乙烯基团的高聚物、具有丁二烯基团的高聚物和具有氢化的丁二烯基团的高聚物中的至少一种。
更优选地，所述的聚烯烃选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯。
更优选地，所述的A、B和C三种组分的重量百分比为：组分A 5～75wt%，组分B 45～5wt%，组分C 50～20wt%。
更优选地，所述的复合增韧剂的制备方法包括：先把组分A加入密炼机中，升温至160～240℃，密炼10～15分钟，加入组分B，密炼5～10分钟，加入组分C，密炼10～15分钟，卸料后冷却至室温，粉碎，得到复合增韧剂。
优选地，所述的矿物填充为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母以及高岭土中的一种或者几种的混合物。
本发明还提供了上述聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，包括：先将聚丙烯和复合增韧剂经搅拌混合，再由喂料器送入双螺杆挤出机，矿物填充则由计量秤通过侧喂料螺杆加入，在双螺杆挤出机中熔融混合分散，再经挤出造粒得到聚丙烯复合物。
优选地，所述的挤出温度为220～300℃。
本发明采用三种增韧剂复合增韧的方法，所得的聚丙烯复合物具有优异的耐热性能，良好的延展性能，其断裂延伸率可达到200%，拉伸强度≥18MPa，弯曲模量≥1800MPa，常温（23℃）缺口冲击强度≥50KJ/m2，低温（-30℃）缺口冲击强度≥8KJ/m2，120℃退火处理120小时后其力学性能几乎不变。
具体实施方式
下面结合实施例来具体说明本发明。
实施例1
先把组分A：10公斤乙烯辛烯共聚物POE（埃克森美孚生产，型号为DF610）加入密炼机中，升温至180℃，密炼12分钟，加入组分B：5公斤线性低密度聚乙烯LLDPE（茂名石化生产，型号为7144），密炼8分钟，加入组分C：10公斤氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物SEBS（台化生产，型号为3154），密炼12分钟，卸料后冷却至室温，粉碎，得到复合增韧剂。
将60公斤聚丙烯PP（齐鲁石化生产，型号为SP179）和25公斤复合增韧剂经搅拌混合，再由精密计量的喂料器送入双螺杆挤出机，15公斤滑石粉由计量秤通过侧喂料螺杆加入，在长径比为1:40的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，挤出温度为240℃，最终得到产品。
上述产品具有优异的耐热性能，良好的延展性能，其断裂延伸率可达到300%，拉伸强度21MPa，拉伸性能曲线不存在尖锐屈服点，弯曲模量2000MPa，常温（23℃）缺口冲击强度55KJ/m2，低温（-30℃）缺口冲击强度10KJ/m2， 120℃退火处理120小时后其力学性能（尤其是断裂延伸率）几乎不变。
实施例2
先把组分A：10公斤乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物EPDM （陶氏生产，型号为3072）加入密炼机中，升温至160℃，密炼10分钟，加入组分B：5公斤低密度聚乙烯LDPE（兰州石化生产，型号为2426），密炼5分钟，加入组分C：15公斤SEBS（台化生产，型号为3154），密炼10分钟，卸料后冷却至室温，粉碎，得到复合增韧剂。
将55公斤聚丙烯PP （扬子石化生产，型号为YPJ1215C）和25公斤复合增韧剂经搅拌混合，再由精密计量的喂料器送入双螺杆挤出机，20公斤高岭土由计量秤通过侧喂料螺杆加入，在长径比为1:40的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，挤出温度为240℃，最终得到产品。
上述产品具有优异的耐热性能，良好的延展性能，其断裂延伸率可达到350%，拉伸强度20MPa，拉伸性能曲线不存在尖锐屈服点，弯曲模量1900MPa，常温（23℃）缺口冲击强度59KJ/m2，低温（-30℃）缺口冲击强度11KJ/m2， 120℃退火处理120小时后其力学性能（尤其是断裂延伸率）几乎不变。
实施例3
先把组分A：10公斤EPDM （陶氏生产，型号为3072）加入密炼机中，升温至240℃，密炼15分钟，加入组分B：5公斤LDPE （兰州石化生产，型号为2426），密炼10分钟，加入组分C：15公斤氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物SEPS （科腾生产，型号为G-1726），密炼15分钟，卸料后冷却至室温，粉碎，得到复合增韧剂。
将50公斤聚丙烯PP （台化生产，型号为K9010）和30公斤复合增韧剂经搅拌混合，再由精密计量的喂料器送入双螺杆挤出机，20公斤硅灰石由计量秤通过侧喂料螺杆加入，在长径比为1:40的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，挤出温度为240℃，最终得到产品。
上述产品具有优异的耐热性能，良好的延展性能，其断裂延伸率可达到300%，拉伸强度22MPa，拉伸性能曲线不存在尖锐屈服点，弯曲模量2100MPa，常温（23℃）缺口冲击强度52KJ/m2，低温（-30℃）缺口冲击强度9.5KJ/m2， 120℃退火处理120小时后其力学性能（尤其是断裂延伸率）几乎不变。
实施例4
先把组分A：7公斤EPDM （陶氏生产，型号为3072）加入密炼机中，升温至200℃，密炼12分钟，加入组分B：8公斤高密度聚乙烯HDPE（大庆生产，型号为5000S），密炼8分钟，加入组分C：12公斤苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物SBS （LG公司生产，型号为LG503P），密炼12分钟，卸料后冷却至室温，粉碎，得到复合增韧剂。
将55公斤聚丙烯PP（台化生产，型号为K9017）和27公斤复合增韧剂经搅拌混合，再由精密计量的喂料器送入双螺杆挤出机，18公斤碳酸钙由计量秤通过侧喂料螺杆加入，在长径比为1:40的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，挤出温度为240℃，最终得到产品。
上述产品具有优异的耐热性能，良好的延展性能，其断裂延伸率可达到380%，拉伸强度19MPa，拉伸性能曲线不存在尖锐屈服点，弯曲模量1850MPa，常温（23℃）缺口冲击强度57KJ/m2，低温（-30℃）缺口冲击强度12KJ/m2， 120℃退火处理120小时后其力学性能（尤其是断裂延伸率）几乎不变。
实施例5
先把组分A：9公斤POE （埃克森美孚生产，型号为DF610）加入密炼机中，升温至220℃，密炼13分钟，加入组分B：7公斤LLDPE （茂名石化生产，型号为7144），密炼7分钟，加入组分C：9公斤SEBS （台化生产，型号为3154），密炼13分钟，卸料后冷却至室温，粉碎，得到复合增韧剂。
将60公斤聚丙烯PP （艾克森美孚生产，型号为7033N）和25公斤复合增韧剂经搅拌混合，再由精密计量的喂料器送入双螺杆挤出机，15公斤云母由计量秤通过侧喂料螺杆加入，在长径比为1:40的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，挤出温度为240℃，最终得到产品。
上述产品具有优异的耐热性能，良好的延展性能，其断裂延伸率可达到320%，拉伸强度23MPa，拉伸性能曲线不存在尖锐屈服点，弯曲模量2250MPa，常温（23℃）缺口冲击强度51KJ/m2，低温（-30℃）缺口冲击强度14KJ/m2， 120℃退火处理120小时后其力学性能（尤其是断裂延伸率）几乎不变。

Claims (5)

1.一种聚丙烯复合物，其特征在于，包括：聚丙烯10～80wt%，复合增韧剂60～10wt%和矿物填充剂30～10wt%；所述的复合增韧剂由A、B和C三种组分组成，其中，组分A为乙烯辛烯共聚物和乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物中的至少一种，组分B为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的至少一种，组分C为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物中的至少一种；具体为组分A为乙烯辛烯共聚物POE、组分B为线性低密度聚乙烯LLDPE、组分C为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物SEBS，组分A为乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物EPDM、组分B为低密度聚乙烯LDPE、组分C为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物SEBS，组分A为乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物EPDM、组分B为低密度聚乙烯LDPE、组分C为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物SEBS，组分A为EPDM、组分B为高密度聚乙烯HDPE、组分C为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物SBS，或组分A为乙烯辛烯共聚物POE、组分B为线性低密度聚乙烯LLDPE、组分C为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物SEBS；所述的A、B和C三种组分的重量百分比为：组分A 5～75wt%，组分B 45～5wt%，组分C 50～20wt%，同时A、B和C三种组分满足：组分A 7-10重量份，组分B5-8重量份，组分C 9-15重量份。
2.如权利要求1所述的聚丙烯复合物，其特征在于，所述的复合增韧剂的制备方法包括：先把组分A加入密炼机中，升温至160～240℃，密炼10～15分钟，加入组分B，密炼5～10分钟，加入组分C，密炼10～15分钟，卸料后冷却至室温，粉碎，得到复合增韧剂。
3.如权利要求1所述的聚丙烯复合物，其特征在于，所述的矿物填充剂为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母以及高岭土中的一种或者几种的混合物。
4.权利要求1所述的聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，包括：先将聚丙烯和复合增韧剂经搅拌混合，再由喂料器送入双螺杆挤出机，矿物填充剂则由计量秤通过侧喂料螺杆加入，充分塑化、熔融，再经挤出、冷却得到聚丙烯复合物。
5.如权利要求4所述的聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，所述的挤出温度为220～300℃。
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