CN102807703A - 一种低光泽聚丙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种低光泽聚丙烯组合物及其制备方法，包含有共混的以下组分：聚丙烯、消光改性剂；其中，以聚丙烯为100重量份计，消光改性剂1～20重量份；所述的消光改性剂包括粉末橡胶和接枝聚丙烯；其中，所述的粉末橡胶为平均粒径20～2000nm、具有交联结构的全硫化粉末橡胶，其凝胶含量为60wt％或更高；所述的接枝聚丙烯为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝率为1～5％；粉末橡胶和接枝聚丙烯以重量比计为1∶(0.2～1)。本发明中所制备的聚丙烯组合物具有良好的韧性和低光泽性，且制备方法工艺简单、条件易于控制、适用性强，能够用于汽车内饰件和家电外壳等。

Description

一种低光泽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，更进一步说，涉及一种可用于汽车和家电领域，如汽车内饰件、家电外壳等领域的低光泽聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯具有耐热温度高，抗疲劳性、电绝缘性、耐化学药品腐蚀性、加工成型性好的优点，且价格低、质量轻、易回收，因此在电子电器、汽车工业等领域应用广泛。但普通改性聚丙烯材料多具有光泽或反光的特性，该缺陷不仅使汽车内饰整体装饰档次降低，更使汽车驾驶员容易疲劳，甚至可影响汽车驾驶员的驾驶安全，增加交通事故发生的几率。也无法满足可装饰一体化的新型汽车用塑料发展的需要。另外，家居中装饰材料表面也逐渐趋于要求柔和的效果。因此，汽车、电器及家居装饰用品用低光泽聚丙烯材料日益受到关注。

围绕聚丙烯材料表面消光的问题，人们开展了许多研究工作。公开号CN101759919A专利通过在聚丙烯复合材料的基础配方中添加一种能够有效降低制品表面光泽度的无机填料硅灰石，从而制备出具有优良性能的低光泽聚丙烯复合材料。公开号CN101173075专利通过在聚丙烯复合材料中添加0.5～5份二氧化硅降低聚丙烯复合材料的光泽度。但添加一定量无机填料或其他高分子多劣化聚丙烯材料的力学性能，消光效果也不理想，目前在汽车工业、家电等领域中尚难以广泛应用。

公开号CN101313025A利用丙烯与乙烯无规共聚物及丙烯与乙烯的弹性体共聚物制成了较软聚烯烃消光组合物，本聚合物具有较好的消光性能及力学性能，适用于板材挤压、吹热成型领域及轿车内饰表层和膜等领域。不适用于注射结构制件。

公开号CN101121799A专利通过添加聚乙烯、过氧化物交联剂使聚乙烯分子间交联，并形成具有粗糙表面，降低了聚丙烯共混改性材料表面的光泽度。但消光效果不够理想。

对于制备汽车零部件及电子电器的材料来说，不仅表面要有良好的柔和消光性，还要具有较好的综合力学性能。为满足上述要求，人们往往需要在聚丙烯组合物中加入矿物填料、橡胶或无机消光剂，但上述方法通常会使得制品的力学性能或消光性能下降。目前的专利尚未给出很好的解决方法。

发明内容

汽车内饰件及电子、电器外壳等制品，除要求具有一定的强度、耐候性外，更要求具有宜人、柔和的外观。随着我国汽车制造及电子电器行业的发展和人民生活水平的提高，低光泽聚丙烯材料的需求量将进一步加大。针对这种发展趋势，本发明提供了一种低光泽聚丙烯组合物，用以满足汽车、家电等领域发展的需要。

本发明的目的之一在于提供该种低光泽聚丙烯组合物。所述的组合物包含有共混的以下组分：聚丙烯、消光改性剂；其中，以聚丙烯为100重量份计，消光改性剂1～20重量份，优选2～15重量份。

本发明中，所述的聚丙烯为现有技术中所公开的各种聚丙烯树脂，包括均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。

所述的消光改性剂包括粉末丁腈橡胶和接枝聚丙烯，所述的粉末丁腈橡胶和接枝聚丙烯以重量比计为1∶(0.2～1)，优选1∶(0.3～0.7)。

其中，所述的粉末丁腈橡胶为平均粒径20～2000nm、具有交联结构的粉末丁腈橡胶，其凝胶含量为60wt％或更高，优选75wt％或更高，更优选为90wt％或更高。所述粉末丁腈橡胶的橡胶颗粒为均相结构。所述粉末丁腈橡胶粒径优选为30～400nm，更优选为50～100nm。

所述的粉末丁腈橡胶是指凝胶含量达到60wt％或更高，更优选75wt％或更高，干燥后无需加隔离剂即可自由流动的橡胶微粉。该全硫化粉末丁腈橡胶的粒径为20nm～2000nm。该全硫化粉末丁腈橡胶中的每一个微粒都是均相的，即单个微粒在组成上都是均质的。在现有显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象。该粉末丁腈橡胶是通过将相应的橡胶胶乳辐照交联而将橡胶粒子粒径固定的。本发明所述的全硫化粉末丁腈橡胶的详细内容及其制备方法，可参见中国专利CN 1402752A，其全部内容在此引入本发明作为参考。目前该粉末丁腈橡胶由中石化北京化工研究院生产。

所述的接枝聚丙烯为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝率为1～5％，优选1～3％。

本发明的组合物中，所述的消光改性剂还包括无机材料。所述的粉末橡胶和无机材料以重量比计为1∶(0.1～1)，优选1∶(0.3～0.6)。所述的无机材料选自滑石粉、二氧化硅、高岭土、硅灰石中的一种，其粒径为1～10μm。

本发明消光改性剂制备方法采用常规混合方法预混合的方法进行，即将包含有粉末丁腈橡胶和接枝聚丙烯在内的各组份按所述含量混合均匀。该消光改性剂的加入可有效提高聚丙烯制品的消光性能，同时可在一定程度上提高制品的抗冲击性能。

该消光改性剂可均匀分散在聚丙烯基体中形成异相体系，成型后在制品表面形成可产生漫反射的微小凹凸，从而有效降低材料表面的光泽度，同时该消光改性剂可在一定程度上提高制品的抗冲击性能。

此外，在本发明的低光泽聚丙烯组合物的加工过程中，可根据具体加工的需要，在共混物料中加入聚丙烯组合物改性技术中常用的加工助剂，例如：抗氧剂、光稳定剂、抗静电剂、色母粒、矿物填料等，其用量均为常规用量，或根据实际情况的要求进行调整。

本发明的目的之二是提供该低光泽聚丙烯组合物的制备方法，通过以下技术方案来实现：

包括将包含有所述聚丙烯、消光改性剂在内的各组份按所述含量混合均匀，熔融共混制得所述的低光泽聚丙烯组合物。

在本发明的低光泽聚丙烯组合物的加工过程中，物料的熔融共混温度即为聚丙烯材料的通常加工温度，应该在既保证聚丙烯基体树脂完全熔融又不会分解的范围内选择，一般在190～250℃，优选为190～230℃。此外，在加工过程中，可用根据具体需要，加入其他助剂，如：抗氧剂、光稳定剂、抗静电剂、色母粒等，其用量均为常规用量，或根据实际情况的要求进行调整。

在上述本发明的制备方法中物料混合的共混设备可采用现有技术中所用的各种混料设备，如搅拌机、捏和机等。上述本发明的方法中所使用的熔融共混设备为橡塑加工业中的通用共混设备，可以是双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、开炼机或密炼机等。

本发明所制备出的聚丙烯组合物，具有良好的消光性能和抗冲击性能，能够适用于汽车内饰件和家电外壳等领域。且本发明组合物的制备方法工艺简单、易于操作，适于工业化应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。但本发明并不仅限于下述实施例。

消光改性剂的制备：

(1)消光改性剂A

将全硫化粉末丁腈橡胶(VP-401，平均粒径0.1μm，凝胶含量90wt％；中石化北京化工研究院)和接枝聚丙烯(g-PP，美国EXXON公司，牌号4401，马来酸酐接枝率2.5％)以重量比为1∶0.5计，混合均匀，制得消光改性剂A。其具体配方见表1。

(2)消光改性剂B

将全硫化粉末丁腈橡胶(同上)和接枝聚丙烯(同上)以重量比为1∶0.3计，混合均匀，制得消光改性剂B。

(3)消光改性剂C

将全硫化粉末丁腈橡胶(同上)、接枝聚丙烯(同上)和二氧化硅(美国格雷斯公司，牌号C807，粒径7μm，PH值3.3，孔隙率2ml/g)以重量比为1∶0.5∶0.5计，混合均匀，制得消光改性剂C。

(4)消光改性剂D

将全硫化粉末丁腈橡胶(同上)和接枝聚丙烯(同上)以重量比为1∶0.7计，混合均匀，制得消光改性剂D。

(5)消光改性剂E

将全硫化粉末丁腈橡胶(同上)、接枝聚丙烯(同上)和二氧化硅(同上)以重量比为1∶0.3∶0.3计，混合均匀，制得消光改性剂E。

(6)消光改性剂F

将全硫化粉末丁腈橡胶(同上)、接枝聚丙烯(同上)和二氧化硅(同上)以重量比为1∶0.6∶0.6计，混合均匀，制得消光改性剂F。

实施例1：

将聚丙烯K9026(融熔指数26g/10min，中国石化北京燕山石油化工公司)、消光改性剂A、抗氧剂(Irganox 1010和Irgafos 168以重量比1∶1复配而得，瑞士汽巴精化公司)、光稳定剂(瑞士汽巴精化公司，牌号Tinuvin326)搅拌均匀后，使用双螺杆于190～230℃条件下挤出造粒，其具体配方见表二。

所的组合物用注射机注射制样，进行抗冲击性能、消光等性能的测试。其中，抗冲击性能测试按国际标准测试方法ISO 179测试。光泽度测试使用JFL-BZ20°60°85°智能型光泽度计，测试条件为：(1)稳定度：0.4光泽单位(Gs)/30分钟；(2)测量窗口尺寸：16×48(mm)；(3)测试样片表面为镜面光面。

其测试结果见表2。

实施例2：

以消光改性剂B代替消光改性剂A，其余组分及制备、测试过程与实施例1相同，具体配方及测试结果见表2。

实施例3

以消光改性剂C代替消光改性剂A，以聚丙烯K1008(融熔指数10g/10min，中国石化北京燕山石油化工公司)代替聚丙烯K9026，其余组分及制备、测试过程与实施例1相同，具体配方及测试结果见表2。

实施例4

以消光改性剂D代替消光改性剂A，以聚丙烯K1008代替聚丙烯K9026，其余组分及制备、测试过程与实施例1相同，具体配方及测试结果见表二。

实施例5

以消光改性剂E代替消光改性剂A，以聚丙烯K1008代替聚丙烯K9026，其余组分及制备、测试过程与实施例1相同，具体配方及测试结果见表二。

实施例6

以消光改性剂F代替消光改性剂A，以聚丙烯K1008代替聚丙烯K9026，其余组分及制备、测试过程与实施例1相同，具体配方及测试结果见表二。

对比例1

不添加消光改性剂，其余组分及制备、测试过程与实施例1相同，具体配方及测试结果见表二。

对比例2

不添加消光改性剂，其余组分及制备、测试过程与实施例3相同，具体配方及测试结果见表二。

表1消光剂组份配比

消光剂	粉末丁腈橡胶	接枝聚丙烯	二氧化硅
				A	1	0.5	0
B	1	0.3	0
				C	1	0.5	0.5
D	1	0.7	0
				E	1	0.3	0.3
F	1	0.6	0.6

表2实施例1～6与对比例1～2的组份和性能比较

将本发明的实施例1～2与对比例1相比较，将实施例3～6与对比例2相比较，可以看出，添加了本发明的消光改性剂的聚丙烯组合物，不仅具有低光泽度，且其抗冲击性能良好。

Claims (9)

1.一种低光泽聚丙烯组合物，包含有共混的以下组分：聚丙烯、消光改性剂；

其中，以聚丙烯为100重量份计，消光改性剂1～20重量份；

所述的消光改性剂包括丁腈粉末橡胶和接枝聚丙烯；其中，所述的粉末丁腈橡胶为平均粒径20～2000nm、具有交联结构的粉末丁腈橡胶，其凝胶含量为60wt％或更高；所述的接枝聚丙烯为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝率为1～5％；所述的粉末丁腈橡胶和接枝聚丙烯以重量比计为1∶(0.2～1)。

2.如权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：

以聚丙烯为100重量份计，消光改性剂2～15重量份。

3.如权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：

所述的聚丙烯包括均聚聚丙烯和共聚聚丙烯树脂等。

4.如权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：

所述的粉末丁腈橡胶和接枝聚丙烯以重量比计为1∶(0.3～0.7)。

5.如权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：

所述的消光改性剂包括无机材料；所述的粉末丁腈橡胶和无机材料以重量比计为1∶(0.1～1)，优选为1∶(0.3～0.6)；

所述的无机材料选自滑石粉、二氧化硅、高岭土、硅灰石中的一种，其粒径为1～10μm。

6.如权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：

所述粉末丁腈橡胶的平均粒径范围为30～400nm。

7.如权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：

所述的粉末丁腈橡胶的凝胶含量为75wt％或更高。

8.如权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：

所述的接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为1～3％。

9.一种制备如权利要求

任一项所述的低光泽聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于：

包括将包含有所述聚丙烯、消光改性剂在内的各组份按所述含量混合均匀，熔融共混制得所述的低光泽聚丙烯组合物。