CN103319786B

CN103319786B - 聚丙烯组合物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN103319786B
Application number: CN201310257628.5A
Authority: CN
Inventors: 曾永斌; 吴宪; 何征; 刘则安; 周龙
Original assignee: Huizhou Wote Advanced MaterialS Co Ltd
Current assignee: Huizhou Wote Advanced MaterialS Co Ltd
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2033-06-25
Also published as: CN103319786A

Abstract

本发明公开了一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用。该聚丙烯组合物，包括如下重量份的配方组分：聚丙烯30～90份、聚乙烯3～15份、滑石粉10～30份、辅助填料1～5份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.1～5份、反应性聚酰胺0.1～5份、色粉0～3份。其中，反应性聚酰胺粘结包覆在滑石粉的表面形成保护膜，抑制有机挥发性化合物产生；且碱性的反应性聚酰胺可中和有机挥发性化合物从而降低气味性。同时，反应性聚酰胺、润滑剂、聚乙烯、辅助填料可协同作用提高耐划伤性能。该聚丙烯组合物的制备方法工艺简单，条件易控，容易实现工业化生产。上述聚丙烯组合物在汽车内饰件应用时，可满足安全、环保、美观等要求。

Description

聚丙烯组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及聚丙烯组合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯因其具有价格低、质量轻、耐溶剂、易加工、易回收等优点，在汽车工业、家电及机械等领域得到了广泛的应用，特别是汽车工业的迅猛发展，具有优势的聚丙烯更具广阔发展空间。但是，随着汽车工业向环保、美观、节能、安全等要求的不断提高，聚丙烯的气味性和耐划伤性能已不能满足一些领域如汽车内饰件的要求。

聚丙烯降解时生成的有机挥发性化合物主要是羰基化合物如酮、醛与酯等，因此产生气味性造成客户不舒适感，通常加入酚类抗氧剂后可抑制聚丙烯降解。但是，为改善聚丙烯的刚性和尺寸稳定性，通常会在聚丙烯中加入滑石粉，而滑石粉中金属离子的存在会导致抗氧剂相当快速的降解，造成聚丙烯有机挥发性化合物的增加。为降低抗氧化剂的降解，有研究报道采用有机金属化合物对滑石粉进行涂覆，有效降低了抗氧化剂的降解，从而降低了有机挥发性化合物的总量，但是有机金属化合物不能对产生的羰基化合物进行清除，气味仍然较大。此外，为了清除聚丙烯降解产生的羰基化合物，在聚丙烯组合物中加入了三嗪衍生物，但是三嗪衍生物并不能有效防止抗氧化剂的降解，因此不能从根本上解决气味性的问题。

众所周知，聚丙烯的耐划伤性能较差，容易导致外观不良。目前通常采用以下方式提高聚丙烯的耐划伤性能：（1）提高聚丙烯组合物的表面硬度；（2）降低聚丙烯组合物的摩擦系数；（3）提高聚丙烯组合物的表面平整度；（4）改善因应力破坏导致的聚丙烯发白现象；（5）改善因滑石粉刮出而导致的发白现象。因此，有研究报道在聚丙烯组合物中加入硅酮来降低其表面的摩擦系数，但是容易形成油污造成表观不良；而且硅酮用量较大时才能明显改善耐划伤性能，成本较高。还有研究报道通过添加纳米材料提高聚丙烯组合物的表面平整度和结晶度，以及添加酰胺类润滑剂、硅系润滑剂、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚酰胺等润滑剂中一种或多种降低聚丙烯组合物的摩擦系数，但是耐划伤改善效果不明显，而且该聚丙烯组合物的气味也较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种低气味、耐划伤的聚丙烯组合物。

本发明的另一目的是提供一种聚丙烯组合物的制备方法。

本发明的又一目的是提供上述聚丙烯组合物在汽车内饰件上的应用。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种聚丙烯组合物，包括如下重量份的配方组分：

以及，一种聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

按照上述聚丙烯组合物的配方分别称取各组分；

将所述滑石粉、辅助填料和反应性聚酰胺混合，得到第一混合物；

将所述第一混合物与聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、润滑剂混合，得到第二混合物；

将所述第二混合物熔融挤出。

以及，上述聚丙烯组合物在汽车内饰件上的应用。

上述聚丙烯组合物，反应性聚酰胺通过粘结包覆在滑石粉的表面形成保护膜，抑制滑石粉中金属离子导致的抗氧化剂的降解，从而抑制有机挥发性化合物的产生；而且反应性聚酰胺呈碱性，可以中和酸性的有机挥发性化合物，起到清除的作用，从而降低聚丙烯组合物的气味性。同时，反应性聚酰胺、润滑剂、聚乙烯、辅助填料协同作用提高该聚丙烯组合物的耐划伤性能。

上述聚丙烯组合物的制备方法，通过将滑石粉和反应性聚酰胺预先混合，使反应性聚酰胺更有效地包覆在滑石粉的表面，从而更好地实现其作用。该制备方法只需将各组分混合、熔融挤出即可得到产品，工艺简单，条件易控，容易实现工业化生产。

上述聚丙烯组合物在汽车内饰件上的应用，由于该聚丙烯组合物具有低气味和良好的耐划伤性能，客户体验时可以减少嗅觉上的不舒适感，同时满足安全、环保、美观等要求。

附图说明

图1为本发明实施例聚丙烯组合物制备方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种聚丙烯组合物，包括如下重量份的配方组分：

具体地，上述聚丙烯可以为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。聚丙烯的熔融指数优选为2～80g/10min。

上述聚乙烯可以为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的至少一种。聚乙烯的熔融指数优选为0.1～100g/10min。

上述滑石粉的粒径优选为1～20μm，进一步优选为5～15μm。上述辅助填料的粒径优选为≤5μm。大颗粒的滑石粉和小颗粒的辅助填料配合使用有利于提高该聚丙烯组合物的表面平整度。进一步地，上述辅助填料优选为碳酸钙、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化铁中的至少一种。该辅助填料的成核能力比较强，有利于提高聚丙烯的结晶度，从而提高表面硬度。

上述抗氧化剂优选为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、含硫类抗氧剂中的至少一种。

上述润滑剂优选为硅类润滑剂、酰胺类润滑剂、聚四氟乙烯、三聚氰胺、硫化钼、石墨、氟化石墨中的至少一种。该润滑剂可与上述聚乙烯协同作用降低聚丙烯组合物表面的摩擦系数。

上述反应性聚酰胺的分子量优选为600～2000，进一步优选为1000～1500。上述反应性聚酰胺的胺值优选为100～600mgKOH/g，进一步优选为300～600。通常用胺值表示低分子聚酰胺的活性，胺值愈高，活性愈大，因此具有该优选的胺值范围的低分子聚酰胺具有适当的反应活性。在具体实施例中，该反应性聚酰胺可以为聚酰胺115、聚酰胺300、聚酰胺650、聚酰胺651中的至少一种。该反应性聚酰胺可以通过粘结包覆在滑石粉的表面形成保护膜，抑制滑石粉中金属离子导致的抗氧化剂的降解，从而抑制有机挥发性化合物的产生；而且反应性聚酰胺呈碱性，可以中和酸性的有机挥发性化合物，起到清除的作用，从而降低聚丙烯组合物的气味性。

上述色粉可以视产品的颜色要求选择进行添加。色粉的含量优选为0～3重量份。在添加色粉的场合，上述反应性聚酰胺将色粉粘附在滑石粉的表面，有效对滑石粉进行了着色，从而防止了滑石粉刮出而导致的发白，从色差上也可以提高耐划伤性能。

因此，上述聚乙烯、润滑剂、辅助填料、色粉均可以从多个方面提高聚丙烯组合物的耐划伤性能。此外，发明人通过实验研究还发现，在已加入上述聚乙烯、润滑剂、辅助填料的基础上再加入反应性聚酰胺后，可以显著提高该聚丙烯组合物的耐划伤性能，推测是反应性聚酰胺与上述聚乙烯、润滑剂、辅助填料发生了协同作用。

当然，上述聚丙烯组合物还可以包括增韧剂和光稳定剂中的至少一种。

增韧剂优选为乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、动态交联橡胶、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或几种。增韧剂的含量优选为0～15重量份。添加增韧剂可以改善聚丙烯低温下的抗冲击性能。

光稳定剂优选为受阻胺类光稳定剂。光稳定剂的含量优选为0.1～1重量份。

上述本发明实施例提供的聚丙烯组合物，反应性聚酰胺通过粘结包覆在滑石粉的表面形成保护膜，抑制滑石粉中金属离子导致的抗氧化剂的降解，从而抑制有机挥发性化合物的产生；而且反应性聚酰胺呈碱性，可以中和酸性的有机挥发性化合物，起到清除的作用，从而降低聚丙烯组合物的气味性。同时，聚乙烯、润滑剂、辅助填料、色粉均可以从多个方面提高聚丙烯组合物的耐划伤性能；尤其是，在已加入聚乙烯、润滑剂、辅助填料的基础上再加入反应性聚酰胺后，反应性聚酰胺与聚乙烯、润滑剂、辅助填料发生协同作用，可以显著提高该聚丙烯组合物的耐划伤性能。

本发明实施例还提供一种聚丙烯组合物的制备方法，其流程图如图1所示，包括以下步骤：

S01按配方称取各组分：按照上述聚丙烯组合物的配方分别称取各组分；

S02制备第一混合物：将所述滑石粉、辅助填料和反应性聚酰胺混合，得到第一混合物；

S03制备第二混合物:将所述第一混合物与聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、润滑剂混合，得到第二混合物；

S04熔融挤出：将所述第二混合物熔融挤出。

具体地，步骤S01中聚丙烯组合物配方的各组分如前所述，在此不再重复阐述。

具体地，在步骤S02中，将滑石粉和反应性聚酰胺预先混合，使反应性聚酰胺更有效地粘结包覆在滑石粉的表面，更有利于降低聚丙烯组合物的气味性。此外，在需要添加色粉的场合，还可以预先加入色粉混合，使反应性聚酰胺更有效地将色粉粘附在滑石粉的表面，更有利于从色差上提高耐划伤性能。可以通过高速搅拌机混合，搅拌时间优选为1～10min。

具体地，在步骤S03中，还可以根据需要加入增韧剂、光稳定剂中的至少一种。使各组分搅拌均匀即可。

具体地，在步骤S04中，熔融挤出的设备可以为双螺杆挤出机。挤出温度优选为170～220℃。如果低于该温度范围则聚丙烯不易熔融，如果高于该温度范围则聚丙烯容易降解，影响力学性能。

上述本发明实施例提供的聚丙烯组合物的制备方法可以用来制备本发明实施例提供的聚丙烯组合物。该聚丙烯组合物的制备方法，将滑石粉和反应性聚酰胺预先混合，使反应性聚酰胺更有效地粘结包覆在滑石粉的表面，更有利于降低聚丙烯组合物的气味性；还可以预先加入色粉混合，使反应性聚酰胺更有效地将色粉粘附在滑石粉的表面，更有利于从色差上提高耐划伤性能；此外，该制备方法只需将各组分混合、熔融挤出即可得到产品，工艺简单，条件易控，容易实现工业化生产。

本发明实施例还提供上述聚丙烯组合物在汽车内饰件上的应用。由于该聚丙烯组合物具有低气味和良好的耐划伤性能，客户体验时可以减少嗅觉上的不舒适感，同时满足安全、环保、美观等要求。

以下通过多个实施例来举例说明上述聚丙烯组合物、制备方法及性能等方面。

实施例1

（1）将10Kg15μm滑石粉、1Kg3μm碳酸钙、0.1Kg聚酰胺115和0.1Kg色粉加入到高速搅拌机中搅拌1min；

（2）将30Kg聚丙烯HP740T、3Kg低密度聚乙烯868、0.1Kg抗氧剂1010、0.1Kg光稳定剂UV-703、0.1Kg HE-EBS加入上述混合物中，搅拌均匀；

（3）将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒。挤出温度为170～220℃。

实施例2

（1）将30Kg5μm滑石粉、5Kg纳米氧化铁、5Kg聚酰胺300和3Kg色粉加入高速搅拌机中搅拌10min；

（2）将60Kg聚丙烯V30G、30Kg聚丙烯K9010、15Kg线性低密度聚乙烯7042、15Kg EPDM、0.5Kg抗氧剂1010、0.5Kg抗氧剂168、1Kg光稳定剂EB41-72、2Kg三聚氰胺、3Kg氟化石墨加入上述混合物中，搅拌均匀；

实施例3

（1）将18Kg10μm滑石粉、3Kg纳米氧化铝、2Kg聚酰胺650和0.5Kg色粉加入高速搅拌机中搅拌8min；

（2）将50Kg聚丙烯HP500N、5Kg聚丙烯SP179、5Kg POE DF710、10Kg高密度聚乙烯5502、0.1Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168、0.2Kg光稳定剂EB41-72、1Kg硅酮SR100B、0.2Kg芥酸酰胺加入上述混合物中，搅拌均匀；

实施例4

（1）将23Kg10μm滑石粉、3Kg纳米氧化硅、3Kg聚酰胺651和1Kg色粉加入高速搅拌机中搅拌10min；

（2）将35Kg聚丙烯HC9012、35Kg聚丙烯K9026、8Kg POE DF610、5Kg高密度聚乙烯8920、0.1Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168、0.2Kg光稳定剂EB41-72、0.5Kg聚四氟乙烯、0.2Kg芥酸酰胺加入上述混合物中，搅拌均匀；

对比例1

除了不加入聚酰胺650以外，其他与实施例3相同。

对比例2

除了不加入纳米氧化铝以外，其他与实施例3相同。

对比例3

除了不加入高密度聚乙烯5502以外，其他与实施例3相同。

对比例4

除了不加入聚酰胺650、纳米氧化铝和高密度聚乙烯5502以外，其他与实施例3相同。

实施例1～4和对比例1～4的气味性和耐划伤测试结果如表1、表2所示。

表1实施例气味和耐划伤性能测试结果

项目

标准

单位

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

气味性

JF03-320-2003

级

3

2

3

耐划伤

PV3952

△L

0.98

0.83

0.54

0.58

表2对比例气味和耐划伤性能测试结果

项目

标准

单位

对比例1

对比例2

对比例3

对比例4

气味性

JF03-320-2003

级

5

3

5

耐划伤

PV3952

△L

1.32

1.24

1.75

2.21

从表1、表2可以看出，本发明实施例1-4提供的聚丙烯组合物同时具有低气味性和高耐划伤性。从实施例3和对比例1-4提供的聚丙烯组合物的测试结果比较可知，对比例1、对比例4的气味性和耐划伤性均较差，对比例2、3虽然气味性与实施例3相当，但是耐划伤性仍然较差，因此对比例1-4提供的聚丙烯组合物不能同时满足低气味性和高耐划伤性的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种聚丙烯组合物，包括如下重量份的配方组分：

其中，所述反应性聚酰胺的胺值为100～600mgKOH/g。

2.如权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述反应性聚酰胺的分子量为600～2000。

3.如权利要求1或2所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述反应性聚酰胺为聚酰胺115、聚酰胺300、聚酰胺650、聚酰胺651中的至少一种。

4.如权利要求1或2所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述润滑剂为硅类润滑剂、酰胺类润滑剂、聚四氟乙烯、三聚氰胺、硫化钼、石墨中的至少一种。

5.如权利要求1或2所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的至少一种。

6.如权利要求1或2所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述辅助填料为碳酸钙、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化铁中的至少一种。

7.一种聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

按照权利要求1～6任一项所述的聚丙烯组合物的配方分别称取各组分；

将所述第二混合物熔融挤出。

8.如权利要求7所述的聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于：在所述熔融挤出的步骤中，熔融挤出温度为170～220℃。

9.如权利要求1～6任一项所述的聚丙烯组合物在汽车内饰件上的应用。