CN102924773A - 一种耐划伤聚丙烯用母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种耐划伤聚丙烯用母粒及其制备方法。所述母粒包含有共混的以下组分：聚烯烃树脂、润滑剂、分散剂；其中以聚烯烃树脂为100重量份数计，润滑剂10～70重量份数；所述的聚烯烃树脂选自聚乙烯和/或聚丙烯与接枝聚乙烯的组合物；所述的润滑剂包括主润滑剂和辅助润滑剂；主润滑剂为硅酮粉，所述的辅助润滑剂为甲基硅油和聚丙烯蜡；所述的硅酮粉、甲基硅油和聚丙烯蜡的复配比例为重量比100∶(3～5)∶(5～7)。采用本发明的母粒所制得的聚丙烯，具有耐划伤性能优异、无刺激性气味、制品表面无发粘的现象，可广泛应用于汽车、家电等行业。

Description

一种耐划伤聚丙烯用母粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种母粒及其制备方法。具体说，涉及一种耐划伤聚丙烯用母粒及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是现有合成材料中生产规模最大，产量最高，应用范围最广的一类通用热塑性塑料。聚丙烯具有耐热温度高，抗疲劳性能优良、电绝缘性能好、耐化学药品性强、加工成型性好等优点。这些突出的优点使得聚丙烯几乎可以应用于国民经济的各个领域，例如建筑、运输、电子电器、电讯、化纤、石油、化工、环保、汽车等领域。随着高分子材料加工、改性技术的发展和人们生活水平的提高，人们在关心聚丙烯制品的强度、质量和使用寿命的同时，也开始关心产品的外观、生产成本和产品的竞争力。特别是汽车和家电行业，对制品的外观的要求甚至达到了苛刻的程度。

聚丙烯材料表面硬度低，很容易被坚硬的物体划伤，划伤产生的划痕严重降低了制品的美观，而这种对制品美观度的降低在汽车和家电行业几乎是不能接受的。但是不管是汽车的内外饰还是家电制品的外壳，在使用过程中被划伤几乎是不可避免的。为了解决这一矛盾，人们开始对耐划伤聚丙烯进行研制和开发。目前耐划伤聚丙烯的研制和开发已经成为了聚丙烯改性研究中的一个热点，国内外都有大量的专利申请。

为了生产性能优异的耐划伤聚丙烯，对聚丙烯耐划伤母粒的开发也成为了一个研究热点，但产品并不多，而且都存在一定的缺陷。目前较为常见的聚丙烯耐划伤母粒是汽巴精化的SR100和阿克苏的MB50-001。SR100对深色和浅色聚丙烯都有很好的耐划伤效果，但由于使用的是大量低分子量润滑剂，其改性的耐划伤聚丙烯具有一定的刺激性气味，制品表面容易出现发粘的现象。MB50-001使用的是分子量较高的润滑剂，改性的耐划伤聚丙烯几乎没什么气味，制品表面也没有发粘的现象，但其对深色聚丙烯耐划伤性能的提高效果不佳。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种新型的耐划伤聚丙烯用母粒，采用该母粒所制备的耐划伤聚丙烯，具有耐划伤性能优异、无刺激性气味、制品表面无发粘的现象，可广泛应用于汽车、家电等行业，满足了生产和生活中对聚丙烯材料力学性能和表面性能的要求。

本发明的目的之一在于提供该种新型的耐划伤聚丙烯用母粒，所述母粒包含有共混的以下组分：聚烯烃树脂、润滑剂、分散剂。

其中以聚烯烃树脂为100重量份数计，润滑剂为10～70重量份数，优选为10～55重量份数。

本发明中，所述的聚烯烃树脂选自聚乙烯和/或聚丙烯与接枝聚乙烯的组合物，选自以下三种组合物中的任一种：①聚乙烯+接枝聚乙烯、②聚丙烯+接枝聚乙烯、③聚乙烯+聚丙烯+接枝聚乙烯。在三种组合物中，其接枝聚乙烯的含量为30～60wt％，优选为30～50％wt，余量为聚乙烯和/或聚丙烯。其中，所述的接枝聚乙烯选自MI为10～100g/10min(190℃，2.16Kg)、接枝率1～2％的高密度聚乙烯；所述的聚乙烯选自MI为20～100g/10min(190℃，2.16Kg)的高密度聚乙烯或低密度聚乙烯；所述的聚丙烯选自MI为20～100g/10min(230℃，2.16Kg)的均聚或共聚聚丙烯。在组合物③中，所述的聚乙烯与聚丙烯MI值相差不高于10，其比例按重量比计为(0～100)∶(100～0)，即按任意比例组合。

本发明的耐划伤聚丙烯用母粒中的润滑剂提高了其耐划伤性能和加工性能。所述的润滑剂包括主润滑剂和辅助润滑剂；主润滑剂为硅酮粉，所述的辅助润滑剂为甲基硅油和聚丙烯蜡。其中，硅酮粉是耐划伤母粒中的主要功能助剂；聚丙烯蜡和甲基硅油对耐划伤性能的提高也有一定的辅助作用，同时也是耐划伤母粒制备过程中的加工改性剂。本发明所使用的硅酮粉，为现有技术中的硅酮粉，分子量为80～100万；所述的甲基硅油，其黏度为1000s～30000s。所述的硅酮粉、甲基硅油和聚丙烯蜡的复配比例为重量比100∶(3～5)∶(5～7)。

该种耐划伤聚丙烯用母粒优选含有分散剂。所述分散剂可采用塑料加工中常用的分散剂，其用量也为常规用量，一般为0.2～0.5重量份数。所述的分散剂优选选自硬脂酰胺、硬脂酸金属盐中的至少一种；优选为硬脂酰胺和硬脂酸金属盐复配物，复配比例以硬脂酰胺与硬脂酸金属盐的比例以重量比计为10∶(1～4)，优选10∶(1～3)。该分散剂能够在制备耐划伤聚丙烯的过程中，使得通常粒径为其粒径为0.5～1μm的硅酮粉可以以1～2μm的尺寸分散在树脂中存在，避免了硅酮粉的聚集，提高了材料的耐划伤性能。

为了提高材料的抗老化性能，本发明的组合物中还包括抗老化剂，抗老化剂可选用现有技术中树脂常用的各种抗老化剂，其用量也为常规用量。其中优选受阻酚类抗氧剂。抗老化剂的用量按照聚烯烃树脂为100重量份数计，为0.2～1.0重量份，优选0.2～0.4重量份。

此外，在本发明的新型的耐划伤聚丙烯用母粒的加工过程中，可用根据具体加工的需要，在共混物料中加入聚烯烃树脂改性技术中常用的加工助剂，例如：增塑剂、增强剂、阻燃剂、抗静电剂、填充剂、颜料等，其用量均为常规用量，或根据实际情况的要求进行调整。

本发明的目的之二在于提供该种耐划伤聚丙烯用母粒的制备方法，通过以下技术方案来实现：包括将包含有聚烯烃树脂、润滑剂、分散剂在内的组分按所述含量熔融共混制得所述的耐划伤聚丙烯用母粒。

更为具体的，本发明的耐划伤聚丙烯用母粒的制备方法包括将包含有所述聚烯烃树脂、润滑剂、分散剂在内的组分按所述配比在混合设备中搅拌均匀，经过共混设备熔融共混挤出，保持设备真空系统的真空度在-0.08MPa以上，造粒后即制成本发明的耐划伤聚丙烯用母粒。

在本发明耐划伤聚丙烯用母粒的加工过程中，物料熔融共混温度即为通常聚烯烃树脂加工中所用的共混温度，应该在既保证基体树脂完全熔融又不会使其分解的范围内选择，一般为170～180℃。此外，根据加工需要，可在共混物料中适量加入聚乳酸树脂加工过程中常用的一些助剂如分散剂、表面处理剂等，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混合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。本发明的上述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、BUSS混炼机组等。

本发明的耐划伤聚丙烯用母粒是采用高分子量润滑剂作为主润滑剂，并辅以一定量的分散剂，使润滑剂能以1～2μm的颗粒形态在聚烯烃树脂中分散。采用本发明的母粒所制得的聚丙烯，具有耐划伤性能优异、无刺激性气味、制品表面无发粘的现象，可广泛应用于汽车、家电等行业。此外，本发明耐划伤母粒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。

实施例1～5：

将聚烯烃树脂组合①(聚乙烯与接枝聚乙烯为基础树脂；其中聚乙烯为北京化工研究院生产，MI＝80g/10min；接枝聚乙烯为美国杜邦公司生产，MI＝20g/10min，接枝率为1％；接枝聚乙烯在聚烯烃树脂中为40wt％)与硅酮粉(成都思立可科技有限公司，分子量为100万)、甲基硅油(北京助剂二厂，黏度为2000s)、聚丙烯蜡(北京化工大学精细化工厂)、硬脂酸锌(ZnSt，天津渤海之星化工厂)、乙撑双硬脂酰胺(EBS，美国道化学)、热稳定剂(B225，汽巴精化)，按一定次序加入高速搅拌机中搅拌均匀，随后将上述混合物料经BUSS混炼机组造粒，混炼温度为170～180℃，真空度为-0.08MPa。按照本发明所述的制备方法制备的耐划伤母粒，其中实施例1-5所制备的耐划伤母粒编号为耐划伤母粒1～耐划伤母粒5。母粒具体配方见表1。

将上述制备的母粒按照一定比例与聚丙烯(燕山石化，牌号为9026)、滑石粉(大连富士矿产有限公司，1250目)、色母粒(北京化工研究院，黑或米色)、抗氧剂B225(汽巴精化、牌号为B225)、光稳定剂944FDL(汽巴精化、牌号为944FDL)混合均匀，经双螺杆挤出机造粒，造粒温度为220～230℃，并经注射机注射制样，测试其耐划伤性能，注射条件为正常填充聚丙烯注射条件。由所述母粒制备耐划伤聚丙烯组合物的配方见表2.

所述测试包括：

ΔE的测量：使用ERICHSEN划伤仪，在10N力下在测试样片表面划20×20宽2mm的网格，测量划伤前和划伤后的色差，获得ΔE。

气味等级：在1L容量瓶中加入15g测试样品粒料，并把容量瓶密闭好后在80℃烘箱中加热2hr。时间到后，迅速取出容量瓶并打开瓶塞闻气味。1级，没有气味；2级，有气味但不刺激；3级，有轻微刺激性气味；4级，有较刺激性气味；5级，有非常刺激性气味。

发粘现象：在光老化箱中进行一定时间的光老化后，测试人员用手摸测试样片表面，测试发粘情况。

其具体配方及样条测试结果如表1所示。

对比例1：

未加入任何耐划伤母粒，其余组成及制备条件、测试过程均与实施例1相同。其具体配方及样条测试结果如表2所示。

对比例2～4：

分别加入了3份和5份耐划伤母粒SR100(汽巴精化，牌号SR100)以及3份和5份的耐划伤母粒MB50-001(阿克苏，牌号MB50-001)，其余组成及制备条件均、测试过程与实施例1相同。其具体配方及样条测试结果如表2所示。

表1、聚丙烯耐划伤母粒具体配比的实施例1～5

表2、不同耐划伤母粒对深色和浅色制品的耐划伤性能的影响

注：①表中黑色制品是指色母使用黑色母，同样配方又做了米色制品的，使用的是米色色母。

②表2实施例3-1和实施例3-2是同用表1中实施例3的耐划伤母粒，只是用量不同。

从实施例与比较例的对比可以看出，本发明的耐划伤聚丙烯用母粒由于采用高分子量润滑剂硅酮粉，不仅能有效的提高聚丙烯组合物的耐划伤性能，还可有效的杜绝刺激性气味和发粘现象的产生。

由表2可以看出，耐划伤母粒1和耐划伤母粒2对浅色制品可更有效地提高耐划伤性能，因此可作为浅色制品的耐划伤助剂。耐划伤母粒3，4，5对深色和浅色制品都有很好的耐划伤效果。

Claims (10)

1.一种耐划伤聚丙烯用母粒，包含有共混的以下组分：聚烯烃树脂、润滑剂；其中以聚烯烃树脂100重量份计，润滑剂用量为10～70重量份数；

所述的聚烯烃树脂选自聚乙烯和/或聚丙烯，与接枝聚乙烯的组合物；

所述的润滑剂包括主润滑剂和辅助润滑剂；主润滑剂为硅酮粉，所述的辅助润滑剂为甲基硅油和聚丙烯蜡；所述的硅酮粉、甲基硅油和聚丙烯蜡的复配比例为重量比100∶(3～5)∶(5～7)。

2.如权利要求1所述的耐划伤聚丙烯用母粒，其特征在于：

所述的聚烯烃树脂中，接枝聚乙烯为30～60wt％，余量为聚乙烯和/或聚丙烯；

其中，所述的接枝聚乙烯选自MI为10～100g/10min(190℃，2.16Kg)、接枝率1～2％的高密度聚乙烯；所述的聚乙烯选自MI为20～100g/10min(190℃，2.16Kg)的高密度聚乙烯和/或低密度聚乙烯；所述的聚丙烯选自MI为20～100g/10min(230℃，2.16Kg)的均聚和/或共聚聚丙烯。

3.如权利要求2所述的耐划伤聚丙烯用母粒，其特征在于：

所述聚烯烃树脂包含有聚乙烯和聚丙烯时，聚乙烯与聚丙烯MI值相差不高于10。

4.如权利要求1～3任一项所述的耐划伤聚丙烯用母粒，其特征在于：

所述的硅酮粉分子量为80～100万。

5.如权利要求1～3任一项所述的耐划伤聚丙烯用母粒，其特征在于：

所述的甲基硅油，其黏度为1000s～30000s。

6.如权利要求1～3任一项所述的耐划伤聚丙烯用母粒，其特征在于包含有以聚烯烃树脂100重量份计，用量为0.2～0.5重量份数的分散剂，所述分散剂选自硬脂酰胺、硬脂酸金属盐中的至少一种。

7.如权利要求6所述的耐划伤聚丙烯用母粒，其特征在于，所述分散剂为硬脂酰胺与硬脂酸金属盐的混合物，其中硬脂酰胺与硬脂酸金属盐的比例以重量比计为10∶(1～4)。

8.如权利要求1～3任一项所述的耐划伤聚丙烯用母粒，其特征在于，包含有共混的以下组分：

聚烯烃树脂为100重量份数计，润滑剂用量为10-55份。

9.如权利要求1～3任一项所述的耐划伤聚丙烯用母粒，其特征在于：

包括抗老化剂，以聚烯烃为100重量份数计，抗老化剂用量为0.2～1.0重量份数；所述的抗老化剂为受阻酚类抗氧剂。

10.如权利要求1～9任一项所述的耐划伤聚丙烯用母粒的制备方法，其特征在于：

包括将包含有所述聚烯烃树脂、润滑剂在内的组分按所述含量熔融共混制得耐划伤聚丙烯用母粒。