CN102382375A - 一种用于汽车保险杠或内饰件的聚丙烯专用料 - Google Patents

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殷大斌
陈明华
许造明
周健
邢峰
翟建宏
徐健
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd
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Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd
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Abstract

一种用于汽车保险杠或内饰件的聚丙烯专用料，它是由下列质量份组份组成：聚丙烯：90.5～99.5份，纳米橡胶：0.5～5份，抗氧剂1010：0.1～2份，辅助抗氧剂168：0.1～2份，卤素净化剂：0.01～1份，过氧化物：0.01～5份，并经混合均匀后挤出机挤出的聚丙烯专用料，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯和/或嵌段聚丙烯，其中总乙烯含量为12～14wt％，数均分子量为30000～40000。本发明的用于汽车保险杠或内饰件的聚丙烯专用料，其熔体流动速率为14-17g/10min，拉伸屈服应力为21MPa，弯曲模量为969-1040MPa，洛氏硬度为81-84，负荷变形温度为82-87℃，简支梁冲击强度：23℃为50-54kJ/m2，-20℃为4.7-6.0kJ/m2。适合用于制造汽车保险杠或内饰件。

Description

一种用于汽车保险杠或内饰件的聚丙烯专用料
技术领域
本发明涉及聚丙烯材料，具体地说，是一种用于汽车保险杠或内饰件的聚丙烯材料以及该材料的制备方法。
背景技术
目前，汽车工业快速发展，人们对汽车的性价比要求越来越高，随着聚丙烯生产工艺以及材料科学的发展，聚丙烯材料在汽车制造行业中所占的比例也越来越大，据中国石化经济技术研究院市场所预测，我国聚丙烯消费市场中专用料市场的供需缺口大幅扩大，尤其是高流动性、高抗冲性能的聚丙烯树脂在汽车仪表板、汽车保险杠、汽车内饰件等领域具有广泛的用途。
中国发明专利申请200710075904.0公开了一种汽车保险杠用聚丙烯材料，它是由下列重量份的组分组成：聚丙烯30-70、热塑弹性体10-30、无机填料1-30、润滑剂1-10、抗氧化剂0.05-0.8、偶联剂0.05-0.5、体积稳定剂1-10、光稳定剂0.05-0.4，该材料使用聚丙烯材料再经过后期改性制得，弯曲模量较低，流动性能较差，在用于汽车保险杠材料时有一定的局限性。
中国发明专利申请200510024469.X公开了一种汽车保险杠用聚丙烯复合材料及其制备方法，它是由下列重量份的组分组成：聚丙烯93.3-56.5％，热稳定剂0.2-1.5％，光稳定剂0.3-1％，加工助剂0.2-1％，活化增韧母粒1-20％，填充母粒5-20％，该材料使用聚丙烯材料再经过后期改性制得，特点是有较好的表面喷涂性能，但是热变形温度低，流动性能较差，在汽车保险杠加工制造过程中容易变形，使产品应用受到限制。
发明内容
本发明目的是提供一种具有良好的刚韧平衡性能，适用于汽车保险杠及内饰件用途的聚丙烯材料，该材料可以无需改性直接用于汽车制造业，从而减少中间环节，降低生产成本。
本发明的再一目的是提供上述汽车专用聚丙烯材料的制备方法。
本发明采用以下技术方案，
一种用于汽车保险杠或内饰件的聚丙烯专用料，它是由下列质量份组份组成：
聚丙烯：    90.5～99.5份    纳米橡胶：     0.5～5份
抗氧剂1010：0.1～2份        辅助抗氧剂168：0.1～2份
卤素净化剂：0.01～1份       过氧化物：     0.01～5份，
并经混合均匀后挤出机挤出的聚丙烯专用料，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯和/或嵌段聚丙烯，其中总乙烯含量为12～14wt％，数均分子量为30000～40000。
上述的聚丙烯专用料，所述的纳米橡胶为具有良好超细粒径，分散效果较好的硫化橡胶，如硫代硫化橡胶等。
上述的聚丙烯专用料，所述的抗氧剂1010为一种多元受阻酚型抗氧剂，属于大分子型抗氧剂，学名为四[B-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇。
所述的辅助抗氧剂168为性能良好的抗氧化剂，与抗氧剂1010等并用时有极好的协同效应，它的学名为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸盐。
上述的聚丙烯专用料，所述的卤素净化剂为硬脂酸钙。
上述的聚丙烯专用料，所述的过氧化物为金属过氧化物、过氧化氢、过氧酸盐或有机过氧化物，用于提高聚丙烯材料的熔体流动速率，如2，5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷。
一种制备上述的聚丙烯专用料的方法，它由以下步骤组成：
步骤1：聚合采用高纯度的丙烯、乙烯、氢气为原料，生产总乙烯含量为12～14wt％，MFR(熔体流动速率)为2～3g/10min，数均分子量为30000～40000的聚丙烯粉料；
步骤2：将聚丙烯粉料和纳米橡胶、抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、卤素净化剂、过氧化物混合得到混合物料；
步骤3：制得的混合物料加入挤出机中，负荷为20～30吨/小时，螺杆转速为180～250转/分钟，挤出筒体温度为190～210℃，冷却水温度为48～52℃。
本发明的用于汽车保险杠或内饰件的聚丙烯专用料，其熔体流动速率为14-17g/10min，拉伸屈服应力为21MPa，弯曲模量为969-1040MPa，洛氏硬度为81-84，负荷变形温度为82-87℃，简支梁冲击强度：23℃为50-54kJ/m2，-20℃为4.7-6.0kJ/m2。适合用于制造汽车保险杠或内饰件。
具体实施方式。
下面结合实施例详细说明本发明的技术方案。实施例所使用的聚合装置为INNOVENE气相法聚丙烯装置，采用INNOVENE气相法聚丙烯工艺，设计能力为20万吨/年；挤压造粒系统为德国W&P制造的型号为ZSK320双螺杆挤压造粒机，设计能力达17～35吨/小时。
实施例1
聚丙烯材料：共聚聚丙烯：99.44份；纳米橡胶：0.3份(VP101B，北京化工研究院提供，下同)、抗氧剂1010：0.1份、辅助抗氧剂168：0.1份、卤素净化剂硬脂酸钙：0.02份、过氧化物(Trigonox101，AkzoNobel提供，下同)：0.04份。
制备方法：
步骤a：第一聚合反应器采用丙烯和氢气为主要原料生产均聚聚丙烯，在串联的第二聚合反应器中加入乙烯生产嵌段共聚物，并控制总乙烯含量为12wt％，聚合温度为64～68℃，聚合停留时间为1小时，产品的数均分子量为30000；
步骤b：将聚丙烯粉料和纳米橡胶、抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、卤素净化剂、过氧化物按比例加入挤压造粒机料斗中混合；
步骤c：挤压造粒机组采用低速档，螺杆转速183转/分钟，挤压机筒体采用导热油加热控制温度200℃，进行水下连续切粒，冷却水温度为50℃，控制最终产品的MFR为15g/10min。
所得产品的力学性能见发明效果附表。
实施例2
聚丙烯材料：共聚聚丙烯：97份、纳米橡胶：2份、抗氧剂1010：0.4份、辅助抗氧剂168：0.2份、卤素净化剂：0.2份、过氧化物：0.2份。
制备方法：
步骤a：第一聚合反应器采用丙烯和氢气为主要原料生产均聚聚丙烯，在串联的第二聚合反应器中加入乙烯生产嵌段共聚物，并控制总乙烯含量为14wt％，产品的数均分子量为40000；
步骤b：将聚丙烯粉料和纳米橡胶、抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、卤素净化剂硬脂酸钙、过氧化物按比例加入挤压造粒机料斗中混合；
步骤c：M401挤压造粒机组采用高速档，螺杆转速246转/分钟，挤压机筒体采用导热油加热控制温度200℃，进行水下连续切粒，冷却水温度为45℃，控制最终产品的MFR为17g/10min。所得产品的力学性能见发明效果附表。
本发明的聚丙烯专用料性能测试结果对比
其中对比例1、2分别为专利CN200710075904.0的实施例2和实施例3；对比例3为专利CN200510024469.X的实施例1。
从上表结果中可看出，本发明聚丙烯材料的拉伸屈服应力、热变形温度、冲击强度明显优于对比例，弯曲模量相当，其他性能对比例中未详细列出，根据本发明产品的用户反映其冲击强度和挠曲模量俱佳，颗粒熔体流动速率适合国内的后加工需求，完全达到国内汽车制造业的需求。

Claims (5)

1.一种用于汽车保险杠或内饰件的聚丙烯专用料，其特征是它是由下列质量份组份组成：
聚丙烯：    90.5～99.5份    纳米橡胶：     0.5～5份
抗氧剂1010：0.1～2份        辅助抗氧剂168：0.1～2份
卤素净化剂：0.01～1份       过氧化物：     0.01～5份，
并经混合均匀后挤出机挤出的聚丙烯专用料，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯和/或嵌段聚丙烯，其中总乙烯含量为12～14wt％，数均分子量为30000～40000。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯专用料，其特征是：所述的纳米橡胶为具有良好超细粒径，分散效果较好的硫化橡胶。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯专用料，其特征是：所述的卤素净化剂为硬脂酸钙。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯专用料，其特征是：所述的过氧化物为金属过氧化物、过氧化氢、过氧酸盐或有机过氧化物。
5.一种制备权利要求1所述的聚丙烯专用料的方法，其特征是它由以下步骤组成：
步骤1：聚合采用高纯度的丙烯、乙烯、氢气为原料，生产总乙烯含量为12～14wt％，熔体流动速率为2～3g/10min，数均分子量为30000～40000的聚丙烯粉料。
步骤2：将聚丙烯粉料和纳米橡胶、抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、卤素净化剂、过氧化物混合得到混合物料。
步骤3：制得得混合物料加入挤出机中，负荷为20～30吨/小时，螺杆转速为180～250转/分钟，挤出筒体温度为190～210℃，冷却水温度为48～52℃。
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