CN102321218A

CN102321218A - 低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂及制备方法

Info

Publication number: CN102321218A
Application number: CN201110263599A
Authority: CN
Inventors: 才勇; 郭建鹏; 王尹杰; 张强
Original assignee: Shanghai Rizhisheng New Technology Development Co Ltd
Current assignee: Shanghai Rizhisheng New Technology Development Co Ltd
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明公开低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯的相容剂及制备方法，采用原料重量份数为：聚合物树脂，70-97份；马来酸酐，1-10份；引发剂，0.5-10份；第二单体，0.5-10份；抗氧剂，0.1-2份；润滑剂，0.1-0.5份；上述组分混合均匀后分别从主、侧进料口喂入双螺杆挤出机中；控制侧喂料启动时间延迟5~15s，主、侧喂料速度比为9:1~4:1，加工温度在80-210℃，螺杆转数在180-600rpm，挤出造粒即得到产品。本发明制备的相容剂在显著改善矿物在树脂中相态分布的同时，也可控制PP降解程度，使低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的韧性和刚性达到了良好平衡，同时大幅提高产品表面抗划伤性能，并具备良好加工性，本发明生产出的相容剂可广泛用于汽车内饰件、家电等众多领域。

Description

低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种材料相容剂及其制备方法，具体地说，涉及是低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂及制备方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，高分子材料改性和合金化技术已经得到了广泛的应用，为了使其能更好的满足于市场的要求，对高分子相容剂产品技术要求提出了挑战，当今相容剂不仅仅是满足两种不相容聚合物的界面问题，而需要具有更丰富的功能。

低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物是目前比较热门的一类材料，是伴随着汽车行业朝着轻量化、安全化、舒适化和环保的方向发展而发展起来的。目前主要是通过用低气味耐刮擦剂，相容剂，矿物填充来改性聚丙烯。

目前，市场上并没有专门针对低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂。最常见的相容剂虽然可通过马来酸酐的活性基团与矿物表面的羟基反应来改善矿物的分散于界面粘合力，但是对于体系的冲击性能和耐刮擦性能并没有帮助，而且还会影响体系的流动性。为了达到应用要求，不得不大量添加耐刮擦助剂和抗冲改性剂，耐刮擦助剂具有挥发性，且容易发生析出发粘现象，抗冲改性剂会降低体系模量，这都会给材料的后续应用造成隐患。因此开发一种用于低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂将具有广阔的市场前景和良好的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂及制备方法，这种相容剂可显著改善矿物在树脂中相态分布的同时，又可控制PP降解程度，使低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的韧性和刚性达到了良好平衡，同时大幅提高表面抗划伤性能，并具备良好加工性。

为实现上述的目的，本发明所述的低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步，采用原料重量份数为：

聚丙烯 60-85份；

马来酸酐 1-10份；

引发剂 0.1-2.5份；

第二单体 0.5-10份；

抗氧剂 0.1-2份；

润滑剂 0.2-0.4份

第二步，将上述原料放入高混机中混合3-8min，出料得到混合的主喂原料；

第三步，按照以下组分重量份数准备侧喂料：

聚丙烯 10-15份；

引发剂 0.5-7.5份；

润滑剂 0.1-0.2份；

第四步，将上述原料放入高混机中混合2-5min，出料得到混合的侧喂原料；

所述的聚丙烯为无规共聚聚丙烯与均聚聚丙烯的混合物；

所述的马来酸酐为无色结晶体，有刺激性气味，凝固点52.8℃，沸点202℃；

所述的引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己炔、偶氮二异丁腈或双叔丁过氧异丙基苯中两种的复配物，复配物的重量比为1:4~4:1；

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配体系；

所述的抗氧剂可以是抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比为1:1的复配物；

所述的润滑剂可以是脂肪酸皂盐类润滑剂、硅酮粉或低分子蜡中的一种或几种，所述的脂肪酸皂盐类润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑双脂肪酸酰胺或改性乙撑双脂肪酸酰胺。

本发明低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂及制备方法，通过选择合适的无规共聚聚丙烯与均聚聚丙烯配比，及控制挤出反应器各段螺杆组合和投料顺序与时间，在各不同反应段配合相应的挤出工艺，使相容剂制备过程中引发剂，马来酸酐充分反应，提高接枝率，减少马来酸酐残余量，同时保留可控状态的引发剂，可适当引发基体PP产生降解，提高了树脂表面的抗刮擦性能，使材料的韧性和刚性达到了良好平衡，可广泛用于汽车内饰件等领域。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不用于限定本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂，其采用的原料及其重量分数为：

主喂原料及其重量分数为：

无规共聚聚丙烯 30份

均聚聚丙烯 50份

马来酸酐 3份

第二单体 2.5份

抗氧剂 1份

润滑剂 0.2份

引发剂 0.5份

侧喂原料及其重量分数为：

均聚聚丙烯聚丙烯 11份

引发剂 2.0份

润滑剂 0.2份

具体制备方法是：将上述主喂原料组分按比例放入高混机中混合5分钟，出料，然后将上述侧喂原料组分按比例放入高混机中混合3分钟，出料；然后分别从主、侧进料口喂入，经螺杆挤出机挤出造粒；控制侧喂料设备喂料延迟7s；各区加工温度设定在80-210℃，螺杆转数在450 rpm。

实施例2

主喂原料及其重量分数为：

无规共聚聚丙烯 35份

均聚聚丙烯 45份

马来酸酐 3份

第二单体 2.5份

抗氧剂 1份

润滑剂 0.2份

引发剂 0.5份

侧喂原料及其重量分数为：

均聚聚丙烯聚丙烯 11份

引发剂 2.0份

润滑剂 0.2份

实施例3

主喂原料及其重量分数为：

无规共聚聚丙烯 35份

均聚聚丙烯 45份

马来酸酐 1.5份

第二单体 1.5份

抗氧剂 0.5份

润滑剂 0.3份

引发剂 0.5份

侧喂原料及其重量分数为：

均聚聚丙烯聚丙烯 14份

引发剂 1.0份

润滑剂 0.2份

具体制备方法是：将上述主喂原料组分按比例放入高混机中混合5分钟，出料，然后将上述侧喂原料组分按比例放入高混机中混合3分钟，出料；然后分别从主、侧进料口喂入，经螺杆挤出机挤出造粒；控制侧喂料设备喂料延迟5s；各区加工温度设定在80-210℃，螺杆转数在450 rpm。

实施例4

本实施例提供低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂，其采用的原料及其重量分数为

主喂原料及其重量分数为：

无规共聚聚丙烯 30份

均聚聚丙烯 40份

马来酸酐 6份

第二单体 6份

抗氧剂 1份

引发剂 1份

润滑剂 0.2份

侧喂原料及其重量分数为：

均聚聚丙烯聚丙烯 12份

引发剂 4份

润滑剂 0.1份

具体制备方法是：将上述主喂原料组分按比例放入高混机中混合5分钟，出料，然后将上述侧喂原料组分按比例放入高混机中混合3分钟，出料；然后分别从主、侧进料口喂入，经螺杆挤出机挤出造粒；控制侧喂料设备喂料延迟10s；各区加工温度设定在80-210℃，螺杆转数在450 rpm。

实施例5、对比例

本实施例提供常规PP接枝马来酸酐相容剂作为对比例，其采用的原料及其重量分数为

聚丙烯 95份

马来酸酐 2份

引发剂 2份

第二单体 0份

抗氧剂 0.5份

润滑剂 0.4份

具体制备方法是：上述组分放入高混机中混合8min，出料得到混合的原料；将混合的原料放入螺杆机中，各区加工温度设定在80-210℃，螺杆转数在450 rpm，挤出造粒得到对比例产品。

根据实施例1-5制得的样品进行性能测试，性能见表1：

表1

Figure 2011102635994100002DEST_PATH_IMAGE001

注：接枝率采用化学酸碱滴定法测定，熔指测定标准：190℃×2.16Kg，熔点采用DSC测定。

实施例6、性能测试

将上述实施例1~4制备的低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂及实施例5制备的对比例相容剂分别应用到低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合材料中，其采用的原料及其重量分数为：

聚丙烯 74份

滑石粉 20份

相容剂 3份

耐刮擦剂 2份

抗氧剂 0.5份

润滑剂 0.5份

具体制备方法是：将上述组分放入高混机中混合8min，出料得到混合的原料；将混合的原料放入螺杆机中，控制螺杆机的转速为200rpm，温度为190-220℃，挤出造粒得到产品。

将产品进行性能测试对比，力学性能结果见表2，其中以ISO527标准测试拉伸性能，以ISO178测试弯曲性能，以ISO179测试冲击性能，以ISO1133测试流动性能；耐刮擦性能及气味测试结果见表3，其中以GMW 14688标准为测试依据测试耐刮擦性能（用五指刮擦磨耗仪分别用10N或15N的力进行划格刮伤试验，△L为亮度变化值，用来判定划痕的严重程度，△L值越小表明材料的划痕越轻，耐刮擦性能越好），以GMW 3205标准为测试依据测试气味（根据标准，气味≥6符合要求）。

表2

Figure 2011102635994100002DEST_PATH_IMAGE002

表3

Figure 2011102635994100002DEST_PATH_IMAGE003

本发明的范围不受所述具体实施方案的限制，所述实施方案只欲作为阐明本发明各个方面的单个例子，本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。实际上，撤了本文所述的内容外，本领域技术人员参照上文的描述可以容易地掌握对本发明的多种改进。所述改进也落入所述权利要求书的范围之内。

Claims

1.低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯的相容剂，其特征在于，

由下列重量份数的原料制备而成：

聚丙烯 60-85份；

马来酸酐 1-10份；

引发剂 0.1-2.5份；

第二单体 0.5-10份；

抗氧剂 0.1-2份；

润滑剂 0.2-0.4份。

2.根据权利要求1所述的低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯复合物的相容剂，其特征在于，所述的聚丙烯为无规共聚聚丙烯与均聚聚丙烯的混合物。

3.根据权利要求1所述的低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯的相容剂，其特征在于，所述的马来酸酐为无色结晶体，有刺激性气味，凝固点52.8℃，沸点202℃。

4.根据权利要求1所述的低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯的相容剂，其特征在于，所述的引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己炔、偶氮二异丁腈或双叔丁过氧异丙基苯中两种的复配物，复配物的重量比为1:4~4:1。

5.根据权利要求1所述的低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯的相容剂，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配体系。

6.根据权利要求5所述的低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯的相容剂，其特征在于，所述的抗氧剂是抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比为1:1的复配物。

7.根据权利要求1所述的低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯的相容剂，其特征在于，所述的润滑剂是脂肪酸皂盐类润滑剂、硅酮粉或低分子蜡中的一种或几种，所述的脂肪酸皂盐类润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑双脂肪酸酰胺或改性乙撑双脂肪酸酰胺。

8.一种如权利要求1所述的低气味耐刮擦矿物填充聚丙烯的相容剂的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

第一步，将如权利要求1所述原料放入高混机中混合3-8min，出料得到混合的主喂原料；

第二步，按照以下组分份数准备侧喂料：

聚丙烯 10-15份；

引发剂 0.5-7.5份；

润滑剂 0.1-0.2份；

第三步，将如权利要求1所述原料放入高混机中混合2-5min，出料得到混合的侧喂原料；

第四步，将混合均匀的原料分别从主、侧进料口喂入螺杆机中，控制侧喂料启动时间延迟5~15s，主、侧喂料速度比为9:1~4:1，加工温度在80-210℃，螺杆转数在180-600 rpm，挤出造粒得到产品。