CN102399392A

CN102399392A - 一种耐擦伤聚丙烯组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN102399392A
Application number: CN2011103198909A
Authority: CN
Inventors: 李永华; 罗忠富; 何浏炜; 刘奇祥; 宁凯军; 杨波; 丁超; 王灿耀
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: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2012-04-04

Abstract

本发明公开一种耐擦伤聚丙烯组合物及其制备方法。所述那擦伤聚丙烯组合物有如下按重量份数计算的组分组成：聚丙烯100份，耐擦伤及0.3~8份；所述耐擦伤剂为聚硅氧烷、芥酸酰胺、油酸酰胺或三聚氰胺中的至少一种，与聚丁二酸（4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-1-哌啶乙醇）酯、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯、聚[[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基]均三嗪-2,4-二][[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]己次甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]]中的至少一种的混合物。所述耐擦伤聚丙烯具有良好的耐擦伤性能，制备工艺简单，可用于制备汽车用制件及家电领域。

Description

一种耐擦伤聚丙烯组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯组合物，具体涉及一种耐擦伤聚丙烯组合物及其制备方法。

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，聚丙烯满足了这些使用要求。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－丙烯共聚物增韧聚丙烯，提高其冲击性能。通过添加滑石粉等无机填料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。

擦伤是材料表面通过物体的磨损而造成表面破坏，擦伤是限制于表面微米级的破坏，如抹布、毛刷子对塑料制件的表面的损坏，造成表面粗糙，光泽度下降。

具有良好的外观光泽对注塑的塑料制件至关重要，特别是汽车与家电等外观制件要求具有良好的光泽性。当耐擦伤比较差时，遇到表面擦伤，光泽会降低，严重影响产品的外观质量，这就需要制件外观具有良好的光泽保留率。以往的技术需要提高耐擦伤性能，主要是在表面覆盖一层丙烯酸树脂层，如CN101544087A与CN101633257A。对于汽车内饰件不仅具有良好的力学性能，而且表面耐擦伤要求不断提高。由于汽车制件用聚丙烯材料往往添加弹性体提高其韧性，添加滑石粉等无机填料提高刚性。这就使注塑制件的表面性能变差，不能满足消费者使用要求。经过科研工作者的努力，提出一些研究成果解决耐擦伤的技术课题。CN1902278A采用氧化聚烯烃与聚烯烃的接枝物提高耐擦伤性能。CN1236375A通过合成高流动的聚丙烯，增加注塑制件表皮厚度提高耐擦伤性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐擦伤聚丙烯组合物，通过在聚丙烯中添加耐擦伤剂混合物，可以大大提高聚丙烯的耐擦伤性。

本发明的另一目的在于提供所述耐擦伤聚丙烯组合物的制备方法。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种耐擦伤聚丙烯组合物，由如下按重量份数计算的组分组成：

聚丙烯 100份；

耐擦伤剂 0.3份～8份；

所述耐擦伤剂为聚硅氧烷、芥酸酰胺、油酸酰胺或三聚氰胺中的至少一种，与聚丁二酸（4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-1-哌啶乙醇）酯、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或聚[[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基]均三嗪-2,4-二][[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]己次甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]]中的至少一种组成的混合物。

作为一种优选方案，所述耐擦伤剂可以为聚硅氧烷，与聚丁二酸（4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-1-哌啶乙醇）酯、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或聚[[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基]均三嗪-2,4-二][[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]己次甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]]中的至少一种组成的混合物；所述耐擦伤剂中，聚硅氧烷的用量优选为1~6份。

所述聚硅氧烷的用量更优选为3~6份。聚硅氧烷为高分子量的耐擦伤剂，增大用量其效果更明显。

作为一种优选方案，所述耐擦伤剂还可以为芥酸酰胺、油酸酰胺或三聚氰胺中的至少一种，与聚丁二酸（4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-1-哌啶乙醇）酯、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或聚[[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基]均三嗪-2,4-二][[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]己次甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]]中的至少一种组成的混合物，所述耐擦伤剂中，芥酸酰胺、油酸酰胺或三聚氰胺的用量优选为0.2~0.8份。

作为一种优选方案，所述聚硅氧烷优选为聚二甲基硅氧烷或乙烯基聚硅氧烷，所述聚硅氧烷的重均分子量为60万~120万，此分子量范围的聚硅氧烷可以保持材料良好的力学性能。

作为一种优选方案，所述聚丙烯优选为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯。

所述聚丙烯可以为采用正离子配位聚合、Ziegler-Natta负离子配位聚合或茂金属催化剂合成的聚丙烯。

作为一种优选方案，所述耐擦伤聚丙烯组合物中还可以根据实际应用需要，添加包括抗氧剂、无机填料、弹性体、相容剂、聚乙烯、润滑剂、耐候剂或颜料中的一种或者几种，这些物质都是本领域常用的物质，其加入对产品的耐擦伤性能影响不大。

作为一种更优选方案，所述抗氧剂优选为受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂；所述无机填料优选为滑石粉、碳酸钙、晶须或硅灰石；所述弹性体优选为α-烯烃共聚物，更优选为乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物；所述相容剂优选为聚丙烯接枝马来酸酐；所述聚乙烯优选为高密度乙烯或线型低密度聚乙烯；所述润滑剂优选为硬脂酸钙；所述耐候剂优选为2,2,6,6-四甲基-4-吡啶醇脂肪酸酯或3,5-二叔丁基苯-4-羟基苯甲酸正十六酯；所述颜料包括有机颜料和无机颜料，有机颜料优选为永固红、永固黄、酞菁蓝或酞菁绿；无机颜料优选为二氧化钛、碳黑、氧化铁红、氧化铁黑或群青；所述的颜料可以根据注塑件颜色要求单独使用，也可以复合使用。

所述耐擦伤聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合均匀后，通过双螺杆挤出机或往复式单螺杆挤出机，熔融混炼，熔融混炼温度为170~230℃，螺杆长径比32～64，挤出造粒，水冷、风干，包装。

所制备得到的耐擦伤聚丙烯组合物优选为粒径在任意方向的尺寸为1~5mm，最优选为3mm的产品。

作为一种优选方案，所述熔融混炼的温度优选为190~210℃。

本发明的聚丙烯组合物可用于制备汽车用制件及其它领域，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。其它领域如家用电器部件。

经过测试，本发明的聚丙烯材料制备的汽车部件，具有良好的耐擦伤性能，满足汽车使用标准与家电领域使用要求。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过采用一定的耐擦伤剂组合改善聚丙烯组合物的耐擦伤性能产生令人满意的效果；采用该组合物采用一次注塑成型制备，达到现有技术采用覆盖丙烯酸膜与特殊处理的效果，简化生产工艺，成本大幅降低；本发明给解决聚丙烯材料注塑汽车内饰件、外饰件与家电领域耐擦伤性的难题提供了新的方法。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步解释本发明，但实施例并不对本发明作任何形式的限定。

测试方法：

1、耐擦伤测试采用福特汽车FLTM B1 161－01标准测试，测试负荷为2N，测试温度为23℃。此标准分为三级，级别1为任何角度都没有光泽的变化；级别2为某些角度有光泽变化；级别3为任何角度都有光泽变化。

2、耐擦伤测试采用2微米粒径的抛光砂纸，如3M公司的281Q3M型号。把砂纸固定在长为40mm，直径为35mm半圆柱上，单方向在制件的表面上摩擦十次，负荷力为10N，测试温度为23℃。利用BYK公司光泽度仪读取摩擦前20°光泽度（G1）与摩擦后20°光泽度（G2）。光泽度保留率＝G2/G1×100％。

3、测试制件采用注塑机注塑成型。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。制件尺寸：120mm×120mm×3mm。

原材料编号：

A：聚二甲基硅氧烷，重均分子量为80万，赢创工业集团

B：乙烯基聚硅氧烷，重均分子量为100万，赢创工业集团

C：芥酸酰胺，阿克苏诺贝尔公司

D：油酸酰胺，阿克苏诺贝尔公司

E：三聚氰胺，山东华鲁恒升集团有限公司

F：聚丁二酸（4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-1-哌啶乙醇）酯，巴斯夫化工有限公司

G：双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，巴斯夫化工有限公司

H：聚[[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基]均三嗪-2，4-二][[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]己次甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]]，巴斯夫化工有限公司

实施例1~9

实施例1~9的聚丙烯组合物，其组成如表1所示。

实施例1~9的聚丙烯组合物，其制备方法如下：

按表1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。

表1 聚丙烯组合物组成与性能

Figure 2011103198909100002DEST_PATH_IMAGE002

由实施例1~9和对比例可以发现，采用此技术使聚丙烯注塑的制件表面具有良好的耐擦伤性，符合汽车与其它行业的使用需求。

Claims

1.一种耐擦伤聚丙烯组合物，其特征在于，由如下按重量份数计算的组分组成：

聚丙烯 100份；

耐擦伤剂 0.3份～8份；

2.如权利要求1所述耐擦伤聚丙烯组合物，其特征在于，所述耐擦伤剂为聚硅氧烷，与聚丁二酸（4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-1-哌啶乙醇）酯、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或聚[[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基]均三嗪-2,4-二][[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]己次甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]]中的至少一种组成的混合物，所述耐擦伤剂中，聚硅氧烷的用量为1~6份。

3.如权利要求1所述耐擦伤聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚硅氧烷为聚二甲基硅氧烷或乙烯基聚硅氧烷，所述聚硅氧烷的重均分子量为60万~120万。

4.如权利要求1所述耐擦伤聚丙烯组合物，其特征在于，所述耐擦伤剂为芥酸酰胺、油酸酰胺或三聚氰胺中的至少一种，与聚丁二酸（4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-1-哌啶乙醇）酯、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或聚[[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基]均三嗪-2,4-二][[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]己次甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚胺基]]中的至少一种组成的混合物，所述耐擦伤剂中，芥酸酰胺、油酸酰胺或三聚氰胺的用量为0.2~0.8份。

5.如权利要求1所述耐擦伤聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯。

6.如权利要求1所述耐擦伤聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯为采用正离子配位聚合、Ziegler-Natta负离子配位聚合或茂金属催化剂合成的聚丙烯。

7.如权利要求1所述耐擦伤聚丙烯组合物，其特征在于，所述耐擦伤聚丙烯组合物中，还含有抗氧剂、无机填料、弹性体、相容剂、聚乙烯、润滑剂、耐候剂或颜料中的一种或多种。

8.权利要求1所述耐擦伤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32～64，挤出造粒，包装。

9.如权利要求8所述耐擦伤聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，所述熔融混炼温度为190~210℃。