CN103194022A - 一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料及其制备方法，按以下重量百分比计的原料配制而成：聚丙烯64～89％，聚乙烯蜡0.1～5％，POE5～15％，增韧剂SEBS5～15％，抗氧剂0.1～2％。本发明利用聚乙烯蜡的润滑性及与聚丙烯优良的相容性，结合POE、SEBS的协同增韧，所制备的改性聚丙烯材料在保持聚丙烯流动性的同时，也改善了聚丙烯的耐划痕及抗冲击性能。可用于制作对流动性和耐划痕及抗冲性能要求高的制品。

Description

一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料，是一种工艺简单、综合性能良好的改性聚丙烯材料，可以用于制备一些具有高流动、耐划痕和抗冲击韧性要求的制品。 
背景技术
聚丙烯是五大类通用塑料之一，由于其原料来源丰富、价格便宜、易于加工成型、产品综合性能优良，因此用途非常广泛，已成为通用树脂中发展最快的品种，广泛应用于汽车内外饰件产品中。当应用于汽车仪表板、门板等汽车内饰时，因表面很容易划伤会直接影响汽车的美观，这严重影响了其在汽车饰件中的应用。 
有关提高聚丙烯耐划痕性能已有一些报道，提出了一些解决方案，如聚丙烯填充增强，提高聚丙烯的结晶度，加入一些含有有机硅氧烷的方法。国外WO02051933涉及到用云母代替部分滑石粉提高材料硬度的方法来改善材料的耐划痕性能。日本专利特开平6-220270报道在聚丙烯改性中通过加入成核剂提高表面硬度，来达到改善耐划痕性能的目的，同时发现增大橡胶用量也可提高耐划痕性能。中国专利CN102558677A在聚丙烯材料的基础配方中加入氟化有机硅作为耐划擦助剂，从而有效地改善聚丙烯复合材料中的耐划痕性能。这种氟化有机硅具有很好的分散性，在产品中能够迁移到产品的表面，提高产品的抗刮伤效果及耐磨性。美国专利US5585420及US5731376涉及到加入高分子硅氧烷的方法提高材料的耐划痕性能，未提及橡胶增韧。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料，以解决现有技术的上述问题。 
本发明的另一目的是为了提供这种复合材料的制备方法。 
本发明的目的是通过以下技术方案来实现。 
一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料，按以下重量百分比计的原料配制而成： 
Figure BDA00002602699400021
本发明所述的聚丙烯为在230℃×2.16Kg的测试条件下，熔体流动速率为5～30g/10min的共聚聚丙烯。 
所述的乙烯蜡为未氧化的高密度聚乙烯蜡，其密度在0.90-0.98g/cm3。 
所述的增韧剂SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物，其苯乙烯含量为30-39％。 
所述的增韧剂POE为线形乙烯-辛烯共聚物，在230℃×2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为0.5～10g/10min。 
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中主抗氧剂选自受阻酚或硫酯类抗氧剂。为3114、1010和DSTP中的一种或几种；辅抗氧剂选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂。为618和168中的一种或两种。 
还包括其他助剂不超过3％，所述的其他助剂选自各种润滑剂、抗紫外线剂和颜料中的一种或几种。 
一种制备上述高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯的方法，其步骤如下： 
⑴按重量配比称取原料； 
⑵将原料置于高速混合器中干混3～5分钟； 
⑶将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为180～600转/分，温度为一区190～200℃，二区200～220℃，三区220～235℃,四区215～220℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。 
本发明利用聚乙烯蜡的润滑性及与聚丙烯优良的相容性，结合POE、SEBS的协同增韧，所制备的改性聚丙烯材料在保持聚丙烯流动性的同时，也改善了聚 丙烯的耐划痕及抗冲击性能。可用于制作对流动性和耐划痕及抗冲性能要求高的制品。 
具体的实施方式 
下面结合实施例，对本发明做进一步的详细说明。 
在实施例及对比例复合材料配方中，聚丙烯为上海石油化工股份有限公司生产的共聚聚丙烯，商品名为M2600R，其熔体流动速率为26g/10min（测试条件：230℃×2.16Kg）；所述的聚乙烯蜡为波兰EUROCERAS公司生产的CERALENE高效聚乙烯蜡，商品名为882，密度在0.93g/cm3；所述的SEBS为岳阳石化生产，商品名为YH-602，其苯乙烯含量为35％；增韧剂POE为杜邦公司生产的8180，其熔指为0.5g/10min（测试条件：230℃×2.16Kg）。主抗氧剂选用英国ICE公司生产的DSTP，化学名为硫代二丙酸十八酯，以及Ciba公司生产的3114，化学名为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯。辅抗氧剂为Ciba公司生产的168，化学名称为三（2,4-二叔丁基苄基）亚磷酸酯。 
将所有组份加入高速混合器中，以高于600r/min的转速干混3～5分钟。将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为180～600转/分，温度为一区190～200℃，二区200～220℃，三区220～235℃,四区215～220℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。 
性能评价及实行标准： 
将按上述方法完成造粒的粒子材料至于100℃的鼓风干燥箱中干燥2～3小时，然后再将干燥好的粒料在注射成型机上进行注射成型制样。 
熔体流动速率测试按照ISO1133进行，测试条件为230℃×2.16Kg；拉伸性能按照ISO527进行，试样尺寸为170×10×4，拉伸速度为50mm/min；弯曲性能测试按照ISO178进行，试样尺寸为80×10×4，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；简支梁冲击按ISO180进行，试样尺寸为80×10×4，缺口深度为试样厚度的三分之一； 
耐划痕测试利用福特实验室试验方法FLTM BO162-01-2009“Resistance toscratch and marr”，采用200×100mm板，负载分别为2N、5N、7N、10N、15N，本文采用7N、15N，划痕结果按照1-5的数量评级，肉眼评判，其中： 
划痕等级 说明
1 没有可视的划痕
2 有可视的划痕但没有光泽度变化
3 某些角度有光泽度变化，但未见明显起棱变形
4 有轻微起棱变形但不泛白
5 连续起棱且泛白
材料的综合性能通过测试所得的缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲模量、耐划痕等级进行评判。实施例配方及各项性能测试结果见下列各表： 
表1实施例1～6及对比例1～5配方（重量％）。 
Figure BDA00002602699400041
表2实施例1～7及对比例1～4测试结果 
Figure BDA00002602699400042
Figure BDA00002602699400051
从实施例1～3对比例1、2及5的对比可以看出，在聚丙烯材料中添加聚乙烯蜡可以明显提高材料的耐划痕性能，且材料的熔体流动速率也有增加；从实施例3～6对比例4的对比可以看出，SEBS的加入可以提高材料耐划痕性能，并且冲击也有明显增加；从实施例3～6对比例2～4的对比可以看出，在聚丙烯材料中，聚乙烯蜡与SEBS可以明显提升材料的耐划痕性能，并且材料的流动性不会有大的下降；从实施例6和对比例3、5可以看出，添加适量的POE可以提升材料的冲击，在与聚乙烯蜡、SEBS的共同作用下，能够得到流动性、耐划痕及物理机械性能俱佳的改性聚丙烯材料。 

Claims (9)

1.一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料，其特征在于：按以下重量百分比计的原料配制而成： 
2.根据权利要求1所述的一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为在230℃×2.16Kg的测试条件下，熔体流动速率为5～30g/10min的共聚聚丙烯。 
3.根据权利要求1所述的一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的乙烯蜡为未氧化的高密度聚乙烯蜡，其密度在0.90-0.98g/cm3。 
4.根据权利要求1所述的一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的增韧剂SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物，其苯乙烯含量为30-39％。 
5.根据权利要求1所述的一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的增韧剂POE为线形乙烯-辛烯共聚物，在230℃×2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为0.5～10g/10min。 
6.根据权利要求1所述的一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中主抗氧剂选自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。 
7.根据权利要求6所述的一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的主抗氧剂选自3114、1010和DSTP中的一种或几种，辅抗氧剂选自618和168中的一种或两种。 
8.根据权利要求1所述的一种高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯复合材料，其特征在于：还包括其他助剂不超过3％，所述的其他助剂选自各种润滑剂、抗 紫外线剂和颜料中的一种或几种。 
9.一种制备上述高流动、耐划痕抗冲改性聚丙烯的方法，其步骤如下： 
⑴按重量配比称取原料； 
⑵将原料置于高速混合器中干混3～5分钟； 
⑶将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为180～600转/分，温度为一区190～200℃，二区200～220℃，三区220～235℃,四区215～220℃；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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