CN103421235A - 一种聚丙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚丙烯组合物，按重量百分比计，包括如下组分：52~92wt%聚丙烯，5~15wt%弹性体，0.5~2wt%乙氧基化合物，0~30wt%滑石粉，0.5~1wt%加工助剂；所述聚丙烯组合物的制备方法为：按重量配比称取各组分，加入到高混机中混合1~3分钟，转速为1000~2000转/分钟，得到预混料；b）预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190~230℃，真空造粒即得抗发粘聚丙烯组合物；本发明的乙氧基化合物除了起到常规的分散粉体的作用外，还起到了聚丙烯材料表面抗发粘效果，从而增加了用在聚丙烯组合物中的抗发粘剂的品种；制备方法简单易行，设备要求低，产品良品率高，可广泛应用于仪表板、副仪表板、立柱、手套箱、门板、门槛等汽车用内饰件的生产。

Description

一种聚丙烯组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯由于具有成本低、质量轻、强度高、耐化学性能好、加工工艺性好、易回收等优点，近来在汽车上得到广泛应用。但改性聚丙烯作汽车内饰在较高温度下使用时，材料表面会有发粘现象产生。这是因为聚丙烯改性材料在生产过程中常添加一些小分子助剂，如抗氧剂、润滑剂、光稳定剂等，以满足材料加工时的抗热氧降解性能、加工性能和制件的长期的抗光氧老化性能等方面的要求。这些小分子助剂一般熔点较低，容易迁移至材料表面受热熔化而出现发粘现象，影响产品的舒适感。

专利US4080359采用添加酯化甘油酯类化合物、环氧类化合物、一元醇或多元醇类化合物等与聚丙烯催化剂体系中的酯类化合物反应，阻止小分子的迁移。专利US4146586采用聚酯与聚丙烯混合制备防粘聚丙烯材料，但是两者熔融温度差异大，加工存在困难。专利CN102140202采用SEBS来吸收聚丙烯复合材料制备中产生的多余的有机小分子、低聚物等油类物质，阻止这些油类物质迁移到材料表面，从而提高材料的防粘性能，但商品化SEBS常为充油产品，本身含带的油类物质有可能对产品的VOC带来困扰。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种具有良好抗发粘和优异力学性能的聚丙烯组合物。

本发明的另一目的是提供上述聚丙烯组合物的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚丙烯组合物，按重量百分比计，包括如下组分：

聚丙烯                52~92wt%；

弹性体                5~15wt%；

乙氧基化合物          0.5~2wt%；

滑石粉                0~30wt%；

加工助剂              0.5~1wt%。

所述乙氧基化合物，熔点为86℃-106℃，是由全饱和、全线性的碳原子个数为20~50的长碳链醇与环氧乙烷经醚键结合而成； 

所述乙氧基化合物的羟基数为50 mgKOH/g~80mgKOH/g，环氧乙烷的重量百分比含量为20%~50%。

优选地，乙氧基化合物可以为UNITHOX 420、UNITHOX 450、UNITHOX 720的一种或几种混合物，均为美国贝克休斯的产品。

所述乙氧基化合物，通常具有优异的分散性能和乳化能力，常用作水性涂料和油墨中的分散剂、金属加工液中的润滑剂和乳化剂、各种聚合物改性的固体表面活性剂等；本发明在采用乙氧基化合物用作分散剂改善滑石粉在聚丙烯基体中的分散同时，意外发现采用0.5~2wt%的乙氧基化合物在聚丙烯材料表面具有良好的抗发粘效果。

所述乙氧基化合物分子量较低，熔点不高，容易迁出至制品表面，其优异的乳化性能与其它小分子物质作用，降低了聚丙烯材料表面的粘涩感，从而起到良好的抗发粘效果。

所述乙氧基化合物无味、无毒，且添加量低，0.5wt%的添加量即能起到良好的抗发粘效果；当含量超过2wt%时，聚丙烯材料表面发粘等级变化不大，聚丙烯组合物体系的力学性能会大幅下降；因此，当添加在聚丙烯组合物中的乙氧化合物的含量选择在0.5~2wt%时，可以大大提高聚丙烯组合物的抗发粘效果，且聚丙烯组合物的各项物理力学性能优异。

所述聚丙烯选自均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。

所述弹性体的密度为0.850-0.900g/cm³，选自乙烯－丙烯共聚物、乙烯－己烯共聚物、乙烯－丁烯共聚物、乙烯－辛烯共聚物的一种或几种混合物。

所述滑石粉的平均粒径D50为2~20μm。

所述加工助剂为抗氧剂和光稳定剂；所述抗氧剂优选为抗氧剂1010与抗氧剂168摩尔比为1:1的复配物，光稳定剂优选为UV-3808PP5。

一种上述聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：

a）按重量配比称取各组分，加入到高混机中混合1~3分钟，转速为1000~2000转/分钟，得到预混料；

b）预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190~230℃，真空造粒即得产品。

上述聚丙烯组合物的制备方法制备的聚丙烯组合物用在仪表板、副仪表板、立柱、手套箱、门板、门槛等汽车用内饰件的应用。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1）本发明的乙氧基化合物除了起到常规的分散粉体的作用外，还起到了聚丙烯材料表面抗发粘效果，且无味、无毒、添加量低，增加了用在聚丙烯组合物中的抗发粘剂的品种。

2）制备方法简单易行，设备要求低，产品良品率高，可广泛应用于仪表板、副仪表板、立柱、手套箱、门板、门槛等汽车用内饰件的生产。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

现对实施例及对比例所用的原材料做如下说明，但不限于这些材料：

所用抗氧剂1010，全称为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯，型号为Irganox 1010，生产厂家为德国巴斯夫。

所用抗氧剂168，全称为三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯，型号为Irganox 168，生产厂家为德国巴斯夫。

所用UV-3808PP5，全称为紫外线光稳定剂UV-3808PP5，型号为CYASORB UV-3808 PP5，生产厂家为美国氰特。

UNITHOX 420：全称为UNITHOX 420乙氧基化合物，生产厂家为美国贝克休斯。

UNITHOX450：全称为UNITHOX 450乙氧基化合物，生产厂家为美国贝克休斯。

UNITHOX 720：全称为UNITHOX 720乙氧基化合物，生产厂家为美国贝克休斯。

实施例1~6及对比例1~5：

按表1中的重量百分比称取好聚丙烯、弹性体、分散剂、加工助剂、滑石粉，加入到高混机中混合1~3分钟，转速为1000~2000转/分钟，得到预混料；预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190~230℃，真空造粒即得聚丙烯组合物；并测定其常规性能和表面发粘情况，具体测试数据列于表1中。

表1  实施例1~6及对比例1~5中各组成具体配比（重量百分比）及其测试性能结果

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	对比例1	对比例2
									聚丙烯	92	81	64	73	77	52	92	88
滑石粉	0	10	20	20	10	30	0	10
									乙烯-丙烯共聚物	7	4	3	0	1	2	2	2
乙烯-己烯共聚物	0	0	6	0	2	4	0	0
									乙烯-丁烯共聚物	0	4	0	2	3	3	2	4
乙烯-辛烯共聚物	0	0	4	3	4	6	3.5	0
									UNITHOX 720	0.5	-	1	1	1.5	1	0	5
UNITHOX 450	-	-	-	-	0.5	-	-	-
									UNITHOX 420	-	0.5	-	-	-	1	-	-
抗氧剂1010和168的1:1复配物	0.2	0.6	0.4	0.5	1	0.8	0.2	0.6
									UV-3808PP5	0.3	0.4	0.6	0.5	0	0.2	0.3	0.4
表面光照发粘等级	1.5	1.5	1	1	1	1	3	1
									拉伸强度MPa	22	24	20	24	19	24	22	18
弯曲强度MPa	25	28	31	32	30	34	25	21
									弯曲模量 MPa	1100	1630	1740	1860	1600	1870	1110	1270
冲击强度 KJ/M2	27	32	42	38	44	43	26	15

各项性能测试方法：

乙氧基化合物的羟基数：按ASTM E-222标准进行测试；

乙氧基化合物的环氧乙烷含量：按核磁共振法进行测量；

力学性能：拉伸性能按ISO 527：1993标准进行测试；弯曲强度和弯曲模量按照ISO178：2001标准进行测试；冲击强度按ISO180：2000标准进行测试。

表面发粘情况：按PV1306进行测试，样品的评价依据下表2所描述的等级：

表2

等级	评价结果
		1	OK
2	轻微发粘
		3	发粘
4	较粘
		5	很粘
H	树脂化
		W	表面光滑，蜡状
X	样品出现裂纹，无法评价

从表1的实施例和对比例可看出，本发明通过在聚丙烯组合物中添加乙氧基化合物，随着乙氧基化合物的加入，抗发粘效果明显增加，而且随着乙氧化合物含量的增加，表面发粘等级越小；当含量超过2wt%时，表面发粘等级变化不大；但当含量超过2%时，如对比例2所示，体系力学性能大幅下降。因此，当添加在聚丙烯组合物中的乙氧化合物的含量选择在0.5~2wt%时，可以大大提高聚丙烯组合物的抗发粘效果，且聚丙烯组合物的各项物理力学性能优异。

Claims (9)

1.一种聚丙烯组合物，按重量百分比计，包括如下组分：

聚丙烯                52~92wt%；

弹性体                5~15wt%；

乙氧基化合物          0.5~2wt%；

滑石粉                0~30wt%；

加工助剂              0.5~1wt%。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述乙氧基化合物的羟基数为50 mgKOH/g~80 mgKOH/g，环氧乙烷的重量百分比含量为20%~50%。

3.根据权利要求2所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述乙氧基化合物选自UNITHOX 420、UNITHOX 450、UNITHOX 720的一种或几种混合物。

4.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯选自均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。

5.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述弹性体的密度为0.850 -0.900g/cm³，选自乙烯－丙烯共聚物、乙烯－己烯共聚物、乙烯－丁烯共聚物、乙烯－辛烯共聚物的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述滑石粉的平均粒径D50为2~20μm。

7.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述加工助剂为抗氧剂和光稳定剂；所述抗氧剂优选为抗氧剂1010与抗氧剂168摩尔比为1：1的复配物，光稳定剂优选为UV-3808PP5。

8.一种如权利要求1~7任一项所述的聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：

a）按重量配比称取各组分，加入到高混机中混合1~3分钟，转速为1000~2000转/分钟，得到预混料；

b）预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，螺杆各区温度为190~230℃，真空造粒即得产品。

9.如权利要求8所述的聚丙烯组合物的制备方法制备的抗发粘聚丙烯组合物用在仪表板、副仪表板、立柱、手套箱、门板、门槛的应用。