CN102558734A - 低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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高翔
张鹰
张祥福
周文
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04Particle-shaped

Abstract

本发明公开了一种低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法,属于聚合物改性和加工领域。按以下重量%的原料配制成:聚丙烯45~99%;无机填料0~42%;增韧剂POE 0~10%;抗氧剂0.1~2%;粉末丁腈橡胶0.5~5%;其它添加剂0~4%,本发明采用的消光剂为粉末丁腈橡胶,系商品化产品,可与聚丙烯在双螺杆挤出机或密炼机中直接共混,制得的聚丙烯复合材料不仅保持了聚丙烯原有的物理性能,又有效降低了聚丙烯复合材料的光泽度,适合应用于汽车、家电等的内装饰材料。

Description

低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法,更具体的是通过添加粉末丁腈橡胶来制备低光泽聚丙烯复合材料,属于聚合物改性和加工技术领域。
背景技术
[0002] 聚丙烯(PP)因其具有良好的加工性能和物化性能,同时质轻、价廉,与其它树脂相比,有着无可置疑的优势与竞争性,目前广泛应用于汽车工业尤其是用于汽车工业、家用电器、电器仪表工业和机械工业中。随着汽车行业的发展,人们对汽车提出了更高的要求: 轻型、节能、美观、安全、环保等,尤其对驾驶室内舒适性及的要求也越来越高。如果驾驶舱内饰件的光泽度较高,就会有较强的光线反射,从而影响驾驶人员的舒适性。因此,汽车内饰件需要有较低的光泽度。
[0003] 通过在注塑设备上使用合适的表面结构或在产品表面喷亚光漆,产品也可以获得低光泽,但其生产成本较高,而且有时也不能满足使用的要求,且随着生产时间的延长可能需要重新处理。聚丙烯材料的本身的光泽度较高,并不能直接满足汽车内饰材料的要求,需对其进行消光改性。
[0004] 有关降低聚丙烯复合材料光泽度已有一些报道,申请号为CN200710171710.0 公开了一种通过添加无机二氧化硅来降低复合材料表面光泽度的方法,但一定程度上螺杆的剪切会导致填料本身结构形态的破坏从而影响复合材料的综合性能。申请号为 CN200810207904. 6公开了一种通过添加无机填料硅灰石来降低复合材料表面光泽度的方法,光泽度下降比滑石粉和碳酸钙明显,但无机填料增加在一定程度上会改变原来材料的力学性能比如冲击性能会下降。
发明内容
[0005] 本发明的目的是为了提供一种低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法,通过加入粉末丁腈橡胶来制备低光泽聚丙烯复合材料;这种低光泽聚丙烯复合材料基本保持了聚丙烯原有的物理性能,又有效降低了聚丙烯复合材料的光泽度。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
[0007] —种低光泽聚丙烯复合材料,按重量百分比计,其组分和含量为:
[0008] 聚丙烯 45〜99%
[0009] 无机填料 0〜42%
[0010]增韧剂 POE 0 〜10%
[0011] 抗氧剂 0.1〜2%
[0012] 粉末丁腈橡胶0. 5〜5 %
[0013] 其它添加剂 0〜4%。
[0014] 本发明所适用的聚丙烯复合材料体系中:
[0015] 所述的聚丙烯为熔体流动速率为2〜60g/10min(测试条件:230°C X2. 16kg)的嵌段共聚丙烯,其共聚单体乙烯的含量在4〜10mol%之间。
[0016] 所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙或它们的组合物,其粒径范围均为1〜10微米。
[0017] 所述的增韧剂POE为线形乙烯-辛烯共聚物,密度为0. 86〜0. 90g/cm3,熔融指数为 0. 5 〜5g/10min (测试条件:190 °C X 2. 16kg)。
[0018] 所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,主抗氧剂可以选用受阻酚或硫酯类抗氧剂如3114、1010、DSTP的其中一种或几种;辅抗氧剂可以选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂如 618、168等;本发明所述的其它添加剂是各种颜色添加剂、光稳定剂和各种脂类/脂肪酸类润滑剂中的一种或几种。
[0019] 所述的粉末丁腈橡胶中,丙烯腈含量为37-40% (重量百分比),凝胶含量大于 50%。
[0020] 这种聚丙烯复合材料的制备方法,其步骤如下:
[0021] (1)按上述重量配比称取原料;
[0022] (2)将聚丙烯、无机填料、增韧剂、抗氧剂或其它添加剂在高速混合器中干混5〜 15分钟;
[0023] (3)将混合的原料置于双螺杆机中,经熔融挤出,造粒,其工艺为:一区190〜 200°C,二区200〜210°C,三区210〜220°C,四区205〜215°C ;整个挤出过程的停留时间为1〜2分钟,压力为12〜18MPa。
[0024] 本发明在聚丙烯复合材料的基础配方中添加粉末丁腈橡胶,从而制备出低光泽聚丙烯复合材料。
[0025] 本发明的优点是:
[0026] 1、本发明使用适量粉末丁腈橡胶在复合材料体系中,使得所制得的聚丙烯复合材料具有低光泽度。
[0027] 2、本发明所制得的聚丙烯复合材料在保证材料低光泽的同时,材料良好保持了聚丙烯原有的物理性能。
[0028] 3、本发明提出的改善聚丙烯复合材料低光泽性能的方法制备工艺简单、生产成本低。
[0029] 4、本发明提到的含凝胶的粉末丁腈橡胶是一种商品聚合物,其凝胶含量大于 50%,但对于粒子形状无严格限制,只要能直接加入挤出机中即可。因此改性材料具有成本低的优点。
具体实施方式
[0030] 下面结合实施例,对本发明作进一步详细说明:
[0031] 在实施例及对比例复合材料配方中,聚丙烯为上海石化生产的嵌段共聚丙烯,商品名为M700R。所述的滑石粉、碳酸钙或他们的组合物的粒径范围均为1〜10微米。所述的增韧剂POE为杜邦公司产的线形乙烯-辛烯共聚物,商品名为8180,其密度为0. 86〜 0.90g/cm3,熔融指数为0.5g/10min(测试条件:190°C X2. 16kg) 0所述的粉末丁腈橡胶为兰州化学工业公司合成橡胶厂生产,一级品,过16目筛;丙烯腈含量为37-40%,凝胶含量(四氢呋喃为抽提物)为85%。所述的主抗氧剂为英国ICE公司产的DSTP,商品牌号为Negonox DSTP,化学名称为硫代二丙酸十八酯,以及Ciki公司产的3114,商品牌号为Irganox 3114,化学名称为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯。辅抗氧剂为Ciki公司产的168,商品牌号为Irgafos 168,化学名称为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
[0032] 树脂和各种添加剂在高速混合器中干混3〜5分钟,再在双螺杆挤出机中经熔融挤出,造粒,其工艺为:一区190〜200°C,二区200〜210°C,三区210〜220°C,四区205〜 215°C ;整个挤出过程停留时间为1〜2分钟,压力为12〜18MPa。
[0033] 性能评价方式及实行标准:
[0034] 将按上述方法制备的粒子材料,在90〜100°C的鼓风烘箱中干燥2〜3小时,然后再将干燥好的粒子材料在注射成型机上进行注射成型制样。
[0035] 光泽度测试:按标准GB8807用光泽度仪从光面60°入射角测试。
[0036] 拉伸性能测试:按ISO 527-2标准进行,试样尺寸为170X 10X4_,拉伸速度为 50mm/min ;
[0037] 弯曲性能测试:按ISO 178标准进行,试样尺寸为80 X 10 X 4mm,弯曲速度为2mm/ min,跨距为64mm,弯曲模量按切线方向进行;
[0038] 简支梁冲击强度测试:按ISO 179标准进行,试样尺寸为80 X 10 X 4mm,缺口深度
为试样厚度的三分之一;
[0039] 材料的主要力学性能通过测试所得的缺口冲击强度、拉伸强度以及弯曲模量的数值进行评判。实施例配方及各项性能测试结果见下列各表:
[0040] 表1实施例1-3及对比例1材料配方表(重量% )
[0041]
实施例1实施例2~~ 实施例3~~ 对比例1 ~ M700R 98?4 9&Λ 94?4 99Λ
粉末丁腈橡胶 1 3 5 :
3114 οΤΊ οΤΊ οΤΊ οΓΊ
DSTP οΤΊ οΤΊ οΤΊ οΤΊ
~168 02 02 02 02
黑色色粉 02 02 02 02
[0042] 各配方的测试结果参见表2 :
[0043] 表2实施例1〜3及对比例1测试结果
[0044]
实施例1 ““ 实施例2实施例3““ 对比例1 ^
缺口冲击强度(kj/m2) 8?5 8?3 8Λ 8?6
拉伸强度(MI^a) 2^6 2a7i 2H 2^5
Figure CN102558734AD00061
[0045]
[0046] 表3实施例4-12及对比例2-4材料配方表(重量% )
Figure CN102558734AD00062
[0048] 各配方的测试结果参见表4 :
[0049] 表4实施例4〜12及对比例2〜4测试结果
Figure CN102558734AD00063
[0051] 表5实施例13-19及对比例5、6材料配方表(重量% )[0052]
Figure CN102558734AD00071
[0053] 各配方的测试结果参见表6 :
[0054] 表6实施例13〜19及对比例5〜6测试结果
Figure CN102558734AD00072
[0056] 从实施例1、2、3与对比例1的对比,4、5、6与对比例2的对比,7、8、9与对比例3 的对比,10、11、12与对比例4的对比,13、14、15与对比例5的对比以及16、17、18与对比例
6可以看出,无论是聚丙烯与滑石粉的二元填充体系还是聚丙烯、滑石粉与橡胶POE的三元填充体系,当添加消光剂粉末丁腈橡胶后,聚丙烯复合材料的光泽度都降低,且随着消光剂粉末丁腈橡胶含量的增加,复合材料的光泽度也不断降低,同时材料良好的保持了改性聚丙烯原有的物理性能。

Claims (9)

1. 一种低光泽聚丙烯复合材料,其特征在于:按重量百分比计,其组分和含量为:聚丙烯 45 - -99%无机填料 0〜 42%增韧剂POE 0〜 ^ 10%抗氧剂 0. 1 〜2%粉末丁腈橡胶 0. 5 〜5%其它添加剂 0〜 4%。
2.根据权利要求1所述的低光泽聚丙烯复合材料,其特征在于:在230°C X2. 16kg的测试条件下,聚丙烯为熔体流动速率为2〜60g/10min的嵌段共聚丙烯,其共聚单体乙烯的含量在4〜IOmol %之间。
3.根据权利要求1所述的低光泽聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙或它们的组合物,其粒径范围均为1〜10微米。
4.根据权利要求1所述的低光泽聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的增韧剂POE为线形乙烯-辛烯共聚物,密度为0.86〜0.90g/cm3;在190°C X 2. 16kg的测试条件下就,熔融指数为0. 5〜5g/10min。
5.根据权利要求1所述的低光泽聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,主抗氧剂选用受阻酚或硫酯类抗氧剂;辅抗氧剂选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂。
6.根据权利要求5所述的低光泽聚丙烯复合材料,其特征在于:所述主抗氧剂为3114、 1010和DSTP中的一种或几种混合,辅抗氧剂为618和168中的一种或两种混合。
7.根据权利要求1所述的低光泽聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的其它添加剂是各种颜色添加剂、光稳定剂和各种脂类/脂肪酸类润滑剂中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的低光泽聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的粉末丁腈橡胶中,丙烯腈的重量百分比含量为37-40 %,凝胶含量大于50 %。
9.制备权利要求1所述的低光泽聚丙烯复合材料的方法,其特征在于:其具体步骤如下:(1)按权利要求1的重量配比称取原料;(2)将聚丙烯、无机填料、增韧剂、抗氧剂或其它添加剂在高速混合器中干混5〜15分钟;(3)将混合的原料置于双螺杆机中,经熔融挤出,造粒,其工艺为:一区190〜200°C,二区200〜210°C,三区210〜220°C,四区205〜215°C ;整个挤出过程的停留时间为1〜2 分钟,压力为12〜18MPa。
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