CN103131086A - 具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，由包括以下重量份的组分制成：聚丙烯57-82份，聚乙烯3-8份，增韧剂3-8份，矿物填料10-30份，耐刮擦剂1.5-2.5份，其他助剂0.5-1份。本发明还公开了该具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物的制备方法及应用。本发明组合物通过添加聚乙烯及加工助剂很好的改善了组合物的相界面问题，改善组合物在注塑过程中存在的流痕及虎皮纹问题，使组合物注塑件有很好的表面效果，并加入耐刮擦剂改善组合物注塑件在使用过程中因刮擦、摩擦而产生的表面损伤。综合考虑了机械性能、注塑成型过程及后期使用过程中对组合物表面性能的要求，符合汽车内外饰件的要求，有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及高分子改性技术领域，尤其涉及一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物及其制备方法与应用。
背景技术
聚丙烯（PP）以其价格低、比重小、弹性高，耐热性、化学稳定性、绝缘性好，易回收、易加工等优势，很好地适应了轻量化及节能减排的政策要求，近年来被广泛应用于汽车内外饰件中，例如：保险杠、翼子板、防擦条、仪表板、门板、杂物箱、立柱、地图带、后备箱等汽车零部件。然而聚丙烯材料也存在低温韧性、尺寸稳定性、耐刮擦划伤以及耐磨性能差等缺点。为改善聚丙烯的缺点并满足不同汽车饰件对机械性能的不同特殊要求，人们做了很多改性工作，常用的是对聚丙烯进行物理共混改性，通常加入填料、增韧剂等物质进行改性，以达到特定的物性要求。但是填料、增韧剂等的加入使得整个共混体系的界面相容性变差，那么材料在注塑时很容易产生流痕及虎皮纹，不符合人们对制件外观、美观的要求。鉴于此近年来人们也做了很多改善注塑件外观的研究，例如中国专利CN101914243A通过添加乙烯-丙烯嵌段共聚物来解决外观缺陷。中国专利CN101550252A公开一种由聚丙烯、聚乙烯、乙烯基共聚橡胶等组成的具有良好外观的聚丙烯组合物。这些专利在一定程度上解决了聚丙烯组合物注塑时的外观问题，但是对注塑件的后期使用过程中存在的刮伤划伤问题没有解决，不能很好的满足当今人们对汽车内外饰件美观、耐用的要求。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物及其制备方法与应用。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，由包括以下重量份的组分制成：
聚丙烯 57-82份；
聚乙烯 3-8份；
增韧剂 3-8份；
矿物填料 10-30份；
耐刮擦剂 1.5-2.5份；
其他助剂 0.5-1份。
优选的，所述聚丙烯选自融指范围在15-80g/10min的共聚聚丙烯中的一种或几种。
优选的，所述聚乙烯选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属改性聚乙烯中的一种或几种。
优选的，所述增韧剂选自乙丙橡胶、丁苯橡胶、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物中的一种或几种。
优选的，所述矿物填料选自滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石、云母、高岭土、蒙脱土、玻纤中的一种或几种。
优选的，所述耐刮擦剂选自乙烯基封端线性可反应硅氧烷、有机改性硅酮、超高分子量硅酮聚合物、芥酸酰胺、荞酸酰胺中的一种或几种。
优选的，所述其他助剂选自抗氧剂、光稳剂、加工助剂中的一种或几种。
优选的，所述抗氧剂为季戊四醇酯类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物；所述光稳剂为二苯甲酮类UV531；所述加工助剂选自硬脂酸钙、液体石蜡类中的一种或几种。
一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将矿物填料10-30重量份，其他助剂0.5-1重量份，加入高速混合机中预混3-4分钟，然后再加入聚丙烯57-82重量份，聚乙烯3-8重量份，增韧剂3-8重量份，耐刮擦剂1.5-2.5重量份，再混合3-5分钟；
（2）然后将此混合物加入挤出机下料斗中，挤出造粒，双螺杆各区温度设定为从170℃递增至210℃；得到一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物。
一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物在汽车内外饰件方面的应用，也属于本发明的保护范围。
本发明具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，性能很好的满足了汽车内外饰件的要求，适用于多种汽车内外饰件，包括保险杠、翼子板、防擦条、仪表板、门板、杂物箱、立柱、地图带、后备箱等汽车零部件。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，通过添加聚乙烯及加工助剂很好的改善了组合物的相界面问题，改善组合物在注塑过程中存在的流痕及虎皮纹问题，使组合物注塑件有很好的表面效果，并加入耐刮擦剂改善组合物注塑件在使用过程中因刮擦、摩擦而产生的表面损伤。此组合物综合考虑了机械性能、注塑成型过程及后期使用过程中对组合物表面性能的要求，很好的符合了汽车内外饰件的要求，具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合各实施例详细描述本发明。
实施例1
（1）将10重量份2500目滑石粉，0.1重量份抗氧剂1010，0.1重量份抗氧剂168，0.2重量份UV531，0.2重量份硬脂酸钙，加入高速混合机中预混3分钟，再将48重量份共聚聚丙烯PPZA191，33.5重量份共聚聚丙烯PPYPJ1215C，3重量份茂金属改性聚乙烯，4重量份增韧剂乙烯-辛烯共聚物POE8150，1.5重量份乙烯基封端线性可反应硅氧烷耐刮擦剂，加入高速混合机中混合3分钟；
（2）然后将此混合物加入挤出机下料斗中，挤出造粒，双螺杆各区温度设定为170℃-195℃-190℃-195℃-200℃-205℃-210℃（机头）；得到一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物。
本实施例具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物可成功的应用于汽车保险杠、翼子板、防擦条等汽车零部件并且性能符合汽车内外饰件的应用要求和标准，具有良好的使用效果。
实施例2
（1）将8重量份2500目滑石粉，7重量份2500目碳酸钙，0.1重量份抗氧剂1010，0.1重量份抗氧剂168，0.1重量份UV531，0.2重量份液体石蜡，加入高速混合机中预混3分钟，再将67.2重量份共聚聚丙烯PPZA191，8重量份高密度聚乙烯，8重量份增韧剂乙烯-辛烯共聚物POE8150，1.8重量份超高分子量硅酮聚合物耐刮擦剂，加入高速混合机中混合3分钟；
（2）然后将此混合物加入挤出机下料斗中，挤出造粒，双螺杆各区温度设定为170℃-195℃-190℃-195℃-200℃-205℃-210℃（机头）；得到一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物。
实施例3
（1）将20重量份2500目滑石粉，0.1重量份抗氧剂1010，0.2重量份抗氧剂168，0.2重量份UV531，0.3重量份硬脂酸钙，加入高速混合机中预混3分钟，再将35重量份共聚聚丙烯PPZA191，35重量份共聚聚丙烯PPK7780，4重量份茂金属改性聚乙烯，4重量份增韧剂乙烯-辛烯共聚物POE8150，2重量份有机改性硅酮耐刮擦剂，加入高速混合机中混合3分钟；
（2）然后将此混合物加入挤出机下料斗中，挤出造粒，双螺杆各区温度设定为170℃-195℃-190℃-195℃-200℃-205℃-210℃（机头）；得到一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物。
实施例4
（1）将25重量份2500目滑石粉，0.2重量份抗氧剂1010，0.2重量份抗氧剂168，0.2重量份UV531，0.2重量份硬脂酸钙，0.2重量份液体石蜡，加入高速混合机中预混3分钟，再将30重量份共聚聚丙烯PPK7780，31.5重量份共聚聚丙烯PPYPJ1215C，2.5重量份线性低密度聚乙烯，2.5重量份低密度聚乙烯，6重量份增韧剂乙烯-辛烯共聚物POE8150，2.5重量份芥酸酰胺耐刮擦剂，加入高速混合机中混合3分钟；
（2）然后将此混合物加入挤出机下料斗中，挤出造粒，双螺杆各区温度设定为170℃-195℃-190℃-195℃-200℃-205℃-210℃（机头）；得到一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物。
本实施例具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物可成功的应用于汽车仪表板、门板、杂物箱、立柱、地图带、后备箱等汽车饰件上并且性能符合汽车内外饰件的应用要求和标准，具有良好的使用效果。
实施例5
（1）将15重量份2500目滑石粉，15重量份2500目碳酸钙，0.2重量份抗氧剂1010，0.2重量份抗氧剂168，0.1重量份UV531，0.3重量份硬脂酸钙，0.2重量份液体石蜡，加入高速混合机中预混3分钟，再将30重量份共聚聚丙烯PPZA191，27.5重量份共聚聚丙烯PPK7780，7重量份茂金属改性聚乙烯，3重量份增韧剂乙烯-辛烯共聚物POE8150，2.5重量份荞酸酰胺耐刮擦剂，加入高速混合机中混合3分钟；
（2）然后将此混合物加入挤出机下料斗中，挤出造粒，双螺杆各区温度设定为170℃-195℃-190℃-195℃-200℃-205℃-210℃（机头）；得到一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物。
性能评价方式及评价标准：
材料的物理性能及综合机械性能检测标准：ISO标准。其中熔融指数测试标准ISO1133，拉伸强度测试标准ISO527，弯曲强度测试标准ISO178，弯曲模量测试标准ISO178，23℃悬臂梁缺口冲击强度测试标准ISO180，-30℃、4小时状态调节后低温悬臂梁缺口冲击强度测试标准ISO180。
检测项目：熔融指数（单位：g/10min）、拉伸强度(单位：MPa)、弯曲强度(单位：MPa)、弯曲模量(单位：MPa)、23℃悬臂梁缺口冲击强度（单位：KJ/m2）、-30℃、4小时状态调节后低温悬臂梁缺口冲击强度（单位：KJ/m2）；
流痕及虎皮纹评价：通过制作205mm×145mm×3mm光滑平板观察表面情况；
耐刮擦性：采用十字刮擦方法，刮擦针头为1mm、速度为40mm/s、载荷10N，测试刮擦前后色差值。
实施例1-5的配方（重量份）见如下表1，各项性能测试结果见如下表2。
表1
表2
本发明具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，加入填料提高组合物的机械性能，通过添加聚乙烯及加工助剂改善组合物的相界面问题，改善组合物在注塑过程中存在的流痕及虎皮纹问题，使组合物注塑件有很好的表面效果，并进一步提高产品的机械性能。通过加入耐刮擦剂改善组合物注塑件在使用过程中因刮擦、摩擦而产生的表面损伤。此组合物综合考虑了机械性能、注塑成型过程及后期使用过程中对组合物表面性能的要求，很好的符合了汽车内外饰件的要求，具有很好的应用前景。
实施例6
（1）将5重量份硫酸钡，5重量份硅灰石，0.1重量份抗氧剂1010，0.1重量份抗氧剂168，0.2重量份UV531，0.2重量份硬脂酸钙，加入高速混合机中预混4分钟，再将82重量份共聚聚丙烯（融指范围在15-30g/10min），3.5重量份高密度聚乙烯，4重量份增韧剂乙烯-α-烯烃共聚物，1.5重量份荞酸酰胺耐刮擦剂，加入高速混合机中混合5分钟；
（2）然后将此混合物加入挤出机下料斗中，挤出造粒，双螺杆各区温度设定为170℃-195℃-190℃-195℃-200℃-205℃-210℃（机头）；得到一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物。
实施例7
（1）将5重量份硫酸钡，10重量份云母，5重量份玻纤，0.1重量份抗氧剂1010，0.1重量份抗氧剂168，0.1重量份UV531，0.2重量份液体石蜡，加入高速混合机中预混4分钟，再将67.3重量份共聚聚丙烯（融指范围在35-60g/10min），5重量份低密度聚乙烯，3重量份增韧剂乙丙橡胶，3重量份增韧剂丁苯橡胶，1.7重量份超高分子量硅酮聚合物耐刮擦剂，加入高速混合机中混合4分钟；
（2）然后将此混合物加入挤出机下料斗中，挤出造粒，双螺杆各区温度设定为170℃-195℃-190℃-195℃-200℃-205℃-210℃（机头）；得到一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物。
实施例8
（1）将15重量份滑石粉，5重量份高岭土，5重量份蒙脱土，0.1重量份抗氧剂1010，0.2重量份抗氧剂168，0.2重量份UV531，0.3重量份硬脂酸钙，加入高速混合机中预混3分钟，再将60重量份共聚聚丙烯（融指范围在55-80g/10min），6重量份线性低密度聚乙烯，3.5重量份增韧剂乙丙橡胶，3.5重量份增韧剂乙烯-丙烯-二烯共聚物，2重量份有机改性硅酮耐刮擦剂，加入高速混合机中混合3分钟；
（2）然后将此混合物加入挤出机下料斗中，挤出造粒，双螺杆各区温度设定为170℃-195℃-190℃-195℃-200℃-205℃-210℃（机头）；得到一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物。
实施例9
（1）将10重量份碳酸钙，5重量份硅灰石，5重量份云母，5重量份高岭土，5重量份玻纤，0.2重量份抗氧剂1010，0.2重量份抗氧剂168，0.2重量份UV531，0.2重量份硬脂酸钙，0.2重量份液体石蜡，加入高速混合机中预混3分钟，再将57重量份共聚聚丙烯（融指范围在40-70g/10min），3.2重量份茂金属改性聚乙烯，2重量份增韧剂乙烯-α-烯烃共聚物，4重量份增韧剂乙烯-丙烯-二烯共聚物，1.8重量份芥酸酰胺耐刮擦剂，加入高速混合机中混合5分钟；
（2）然后将此混合物加入挤出机下料斗中，挤出造粒，双螺杆各区温度设定为170℃-195℃-190℃-195℃-200℃-205℃-210℃（机头）；得到一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，其特征在于，由包括以下重量份的组分制成：
聚丙烯 57-82份；
聚乙烯 3-8份；
增韧剂 3-8份；
矿物填料 10-30份；
耐刮擦剂 1.5-2.5份；
其他助剂 0.5-1份。
2.如权利要求1所述的具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯选自融指范围在15-80g/10min的共聚聚丙烯中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚乙烯选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属改性聚乙烯中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，其特征在于，所述增韧剂选自乙丙橡胶、丁苯橡胶、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，其特征在于，所述矿物填料选自滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石、云母、高岭土、蒙脱土、玻纤中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，其特征在于，所述耐刮擦剂选自乙烯基封端线性可反应硅氧烷、有机改性硅酮、超高分子量硅酮聚合物、芥酸酰胺、荞酸酰胺中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，其特征在于，所述其他助剂选自抗氧剂、光稳剂、加工助剂中的一种或几种。
8.如权利要求7所述的具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物，其特征在于，所述抗氧剂为季戊四醇酯类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物；所述光稳剂为二苯甲酮类UV531；所述加工助剂选自硬脂酸钙、液体石蜡类中的一种或几种。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将矿物填料10-30重量份，其他助剂0.5-1重量份，加入高速混合机中预混3-4分钟，然后再加入聚丙烯57-82重量份，聚乙烯3-8重量份，增韧剂3-8重量份，耐刮擦剂1.5-2.5重量份，再混合3-5分钟；
（2）然后将此混合物加入挤出机下料斗中，挤出造粒，双螺杆各区温度设定为从170℃递增至210℃；得到一种具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物。
10.一种如权利要求1-8中任一项所述的具有良好外观的耐刮擦聚丙烯组合物在汽车内外饰件方面的应用。
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