CN103524976A - 高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其组分按重量百分比包括：50-85%聚丙烯树脂、10-35%填充剂、1-10%耐刮擦助剂、交联剂0.1-5%、1-10%相容剂、0.1-1%抗氧剂、0.1-1%加工助剂。聚丙烯树脂为包括但不限于均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯，耐刮擦剂为有机硅聚合物、纳米金属氧化物、脂肪酸酰胺的一种或多种，交联剂为有机过氧化物；相容剂为聚丙烯与不饱和羧酸或其酸酐的接枝或共聚聚合物。本发明的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂兼具优良的表面刮擦特性和力学性能，其中悬臂梁缺口冲击强度≥32KJ/m²，与普通耐刮擦聚丙烯材料冲击强度10KJ/m²相比，有明显提高。在工艺上，本发明的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂在生产过程中具有加工方法简便、无需改造现有加工设备、生产成本低廉的特点。

Description

高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，属于聚丙烯改性技术领域。

背景技术

[0002] 聚丙烯具有来源丰富、价格低廉的优点，而且与其他通用塑料相比，具有力学性能好、密度低、刚性好、强度高以及电绝缘性能好等特点，目前在家电、汽车领域应用广泛。但由于聚丙烯本身为碳氢长链高分子，在主链及支链均不含有其他杂原子，因此在聚丙烯中也不能产生较强的分子间力，本质上属于柔性链段，表面硬度低，在受到外力时容易在产品表面留下明显的刮痕。随着聚丙烯在汽车内饰领域的应用日益广阔和整车厂对产品表面的要求越来越高，越来越多用于内饰的聚丙烯材料都开始要求产品具有良好的耐刮擦性能。但是聚丙烯具有良好的抗刮擦性的同时，容易降低材料的强度，尤其是抗冲击强度下降明显，导致材料性能无法满足用户的使用要求。本发明所设计的聚丙烯复合物在保持材料高强度的前提下，提高聚丙烯的耐刮擦性，使材料的强度和表面耐刮擦效果都能满足客户的要求。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对现有聚丙烯材料所存在的问题而提供一种高强度耐刮擦的聚丙烯改性树脂。

[0004] 本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案:

[0005] 高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，由以下重量百分比的原料组成: [0006]

聚丙烯树脂 50-85%;

填充剂 10-35%;

耐刮擦剂 0.5-10%;

交联剂 0.1-5%

[0007]

相容剂 1-10%;

抗氧剂 0.1-1%；

加工助剂 0.1-1%。

[0008] 本发明所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的混合物，所述均聚聚丙烯树脂占高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂的重量百分比为0-30%，优选为10-25% ;所述嵌段共聚聚丙烯树脂 占高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂的重量百分比为20-85%，优选为40-75%。本发明的嵌段共聚聚丙烯提高产品的韧性和流动性；均聚聚丙烯可以使普通均聚聚丙烯也可以是均聚高结晶聚丙烯，有助于提高材料刚性，增强材料表面耐刮擦性能。[0009] 所述的均聚聚丙烯熔融指数优选为10g/10min-35g/10min (230°C, 2.16kg),所述嵌段共聚聚丙烯熔融指数优选为10g/10min-35g/10min(230°C，2.16kg)，其中，所述嵌段共聚聚丙烯的共聚单体为乙烯或其他α-烯烃。乙烯或α-烯烃含量按嵌段共聚聚丙烯重量计的重量百分比为8-25%。

[0010]本发明所述的填充剂优选为经硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂活化处理的填充剂，其中填充剂为滑石粉、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、云母、玻璃微珠、硅灰石、硫酸镁中的任意一种或其混合物，其经硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂活化处理的方法是将填充剂加入高速搅拌机，在搅拌过程中加入占填充剂重量百分比1-2%的硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，继续搅拌8-10分钟，取出搅拌机中的填充剂，即得经活化处理的填充剂。

[0011] 本发明所述耐刮擦剂是降低聚丙烯材料表面摩擦阻力或提高材料表面硬度从而提高材料耐刮擦性的有机硅聚合物、纳米金属氧化物、脂肪酸酰胺的一种或其混合物。体系中耐刮擦剂优选为 Irgasurf SR100B、TEGOPREN H_Si6440P，Tegomer V_Si4042，TegomerAnti ScratchlOO、超高分子量聚硅氧烷、纳米氧化铝，优选添加量按重量百分比为2_8%。

[0012] 本发明所述交联剂为有机过氧化物。交联剂的加入，使聚丙烯和共聚聚丙烯中的乙烯发生微交联，可以提高聚丙烯材料的抗冲击强度，同时交联程度低，则使得材料的流动性不会有明显下降。优选交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)或过氧化二叔丁基(DTBP)，优选添加量按重量百分比为0.3-1.0%。

[0013] 本发明所述相容剂为聚丙烯与不饱和羧酸或其酸酐的接枝或共聚聚合物。相容剂的加入，提高聚丙烯与填充剂的界面粘结力，使两相结合更加紧密，增加材料的表面刚性，进一步提高材料的耐刮擦性能。优选相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，接枝率1_2%，优选添加量按重量百分比为2_8%。

[0014] 本发明所述的抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂与亚磷酸酯类或硫醚类辅助抗氧剂的混合物。所述主抗氧剂与辅抗氧剂按重量百分比比例为1:1-1:4。

[0015] 所述受阻酚类主抗氧剂优选为IRGAN0X1010、IRGAN0X3114、IRGAN0X1330，亚磷酸酯类辅抗氧剂优选为IRGAF0S168、ULTRAN0X627，硫醚类辅抗氧剂优选为IRGANOX PS802、NAUGARD412S。

[0016] 本发明所述的加工助剂为聚乙烯蜡、PETs、硬脂酸钙中的一种或任意两种以上的混合。

[0017] 与现有技术相比，本发明具有如下创新点:

[0018] 本发明提供的耐刮擦聚丙烯复合物中所添加的耐刮擦剂具有提高材料表面硬度和在材料表面形成爽滑保护膜的双重功效，在遇到外力刮擦时，较低的表面摩擦力和更高的材料表面硬度可以得到更好的抗刮擦效果。

[0019] 耐刮擦剂作为一种表面改性剂，在加工过程中，具有向材料表面迁移并在材料表面紧密排布的特性。耐刮擦剂本身的高分子量和爽滑特性，降低了外力对材料本身的侵蚀效果，提闻了材料的耐刮擦性。

[0020] 通过添加少量的引发剂，使材料内部发生微交联，在提高材料表面硬度的同时,使材料的悬臂梁缺口冲击强度保持在32KJ/m2以上，满足材料在较高使用要求下的应用性能，并且提高了材料的耐刮擦性能。

[0021] 在生产加工过程中，具有加工方法简便、无需改造现有加工设备、生产成本低廉的特点。

具体实施方式

[0022] 下面通过具体实施例对本发明做进一步详细描述，但本发明不仅仅局限于以下实施例。该领域的技术熟练人员根据本发明内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。

[0023] 本发明的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂的配方表参见表1.1中的实施例1至8，其制备方法:①按重量称取各原材料；②将除填充剂以外的物料于搅拌机中搅拌3分钟，获得混合物；③将填充剂加入混合物中，继续搅拌5分钟；④将步骤③所得物料加入双螺杆挤出机挤出造粒，最终得到产品。

[0024] 其中，体系中的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐，接枝率1.2%;抗氧剂为IRGANOX 1010,1 RGAFOS 168,1 RGANOX PS802按照质量配比1:1:1的混合物，加工助剂为聚乙烯蜡、PETs、硬脂酸钙按照质量配比1:1:1的混合物。

[0025] 工艺条件:在注塑机中，以190-230°C，50Mpa的注射和35Mpa保压，3Mpa的背压下将上述所得产品进行注塑，以提供100*150mm的光滑平板或符合测试标准的标准样条。 [0026] 测试标准:本发明所得产物按GB/T3682测试熔融指数；按GB/T1843测试缺口冲击强度；按611 W14688Method A_Code2 (10N)方法测试耐刮擦性，其评级按GM W144444.4.5标准。

[0027] 对比例和各实施例对应的性能测试如表1.2所示。

[0028]

Claims (18)

1.高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成:聚丙烯树脂 50-85%;填充剂 10-35%;耐刮擦剂 0.5-10%;交联剂 0.1-5%；相容剂 1-10%;抗氧剂 0.1-1%;加工助剂 0.1-1%； 所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的混合物，所述均聚聚丙烯树脂占高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂的重量百分比为0-30% ;所述嵌段共聚聚丙烯树脂占高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂的重量百分比为20-85% ； 所述耐刮擦剂为有机硅聚合物、纳米金属氧化物、脂肪酸酰胺的一种或两种以上的混合； 所述交联剂为有机过氧化物； 所述相容剂为聚丙烯与不饱和羧酸或其酸酐的接枝或共聚聚合物。

2.如权利要求1所述`的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的混合物，所述均聚聚丙烯树脂占高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂的重量百分比为10-25% ;所述嵌段共聚聚丙烯树脂占高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂的重量百分比为40-75%。

3.如权利要求1或2所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述的均聚聚丙烯熔融指数为10g/10min-35g/10min (230°C, 2.16kg)，所述嵌段共聚聚丙烯熔融指数为10g/10min-35g/10min (230°C,2.16kg)。

4.如权利要求1或2所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，其中，所述嵌段共聚聚丙烯的共聚单体为乙烯或其他α-烯烃；乙烯或α-烯烃含量按嵌段共聚聚丙烯重量计的重量百分比为8_25%。

5.如权利要求1所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，其中，所述的填充剂优选为经硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂活化处理的填充剂。

6.如权利要求5所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述的填充剂为滑石粉、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、云母、玻璃微珠、硅灰石、硫酸镁中的任意一种或其混合物。

7.如权利要求1所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述的耐刮擦剂为Irgasurf SRIOOB>TEGOPREN H_Si6440P,Tegomer V_Si4042,Tegomer Anti ScratchlOO、超高分子量聚硅氧烷、纳米氧化铝中的一种或两种以上的混合。

8.如权利要求1所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述的耐刮擦剂的重量百分比为2_8%。

9.如权利要求1所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)或过氧化二叔丁基(DTBP)。

10.如权利要求1所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述交联剂的重量百分比为0.3-1.0%。

11.如权利要求1所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，接枝率1_2%。

12.如权利要求1所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述相容剂的重量百分比为2-8%。

13.如权利要求1所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述的抗氧剂为主抗氧剂与辅抗氧剂的混合物，其中所述主抗氧剂与辅抗氧剂按重量百分比比例为1:1-1:4。

14.如权利要求1所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；所述辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂或硫醚类抗氧剂。

15.如权利要求14所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述受阻酚类抗氧剂为IRGAN0X1010、IRGANOX3114或IRGAN0X1330中的一种或两种以上的混合。

16.如权利要求14所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述的亚磷酸酯类抗氧剂为 IRGAFOS168 或 ULTRANOX627。

17.如权利要求14所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述的硫醚类抗氧剂为 IRGANOX PS802 或 NAUGARD412S。

18.如权利要求1所述的高强度耐刮擦聚丙烯改性树脂，其特征在于，所述的加工助剂为聚乙烯蜡、PETs、硬脂酸钙中的一种或任意两种以上的混合。