CN104559007A - 一种高光泽耐划痕聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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柒祥芝
张鹰
张祥福
周文
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Zhejiang Pret New Materials Co Ltd
Chongqng Pret New Materials Co Ltd
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Zhejiang Pret New Materials Co Ltd
Chongqng Pret New Materials Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种高光泽耐划痕聚丙烯材料及其制备方法,它包括下列重量百分比的原料:聚丙烯:58~88%,HDPE:5~15%,无机填料:5~20%,弹性体POE:1~5%,耐划痕助剂:0.1~1%,抗氧剂:0.1~0.5%,其它添加剂:0.5~1.5%。本发明的优点是:1、本发明制备的聚丙烯材料具有很好的力学性能,同时具有高光泽度和优异的耐划痕性能;2、本发明使用HDPE可以部分替代常用的耐划痕助剂,能够有效的降低其析出,改善表面发粘霜化问题;3、本发明制备的聚丙烯材料生产工艺简单,成本低,容易工业化。

Description

一种高光泽耐划痕聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高光泽耐划痕聚丙烯材料及其制备方法,属于聚合物改性和加工 领域。
背景技术
[0002] 由于聚丙烯(PP)原料来源丰富、价格低廉,其优异的机械强度和加工性,被广泛 应用于汽车、电器、日用品及家具包装等各个领域。人们通常会添加一定量的无机矿物来获 得聚丙烯复合材料优异的刚性、耐热性和尺寸稳定性,但无机填料的加入会导致聚丙烯材 料的表面光泽度和耐划痕性能的下降。而家用电器外壳和汽车内饰塑料件等应用对材料的 表面光泽度和耐划痕性能都有一定的要求。关于提高聚丙烯材料表面光泽度的报道比较 多,通过添加一些成核剂的方法实现,或者选择高光泽的硫酸钡或者晶须等来改善聚丙烯 材料光泽度。目前市场上常用的改善聚丙烯耐划痕的助剂是芥酸酰胺和油酸酰胺,但是他 们在强烈光线照射或其他特殊条件下,会有析出物产生,导致零件表面有发粘现象。另一种 改善耐划痕的助剂是高分子量硅氧烷聚合物,但该类添加剂价格昂贵,且低添加量也达不 到实际使用要求。公布号CN101092496A公布了一种高光泽耐冲击填充改性聚丙烯的制法, 但其冲击性能仍然不太理想,尤其是对低温环境要求较高的零件,很难达到实际使用要求。 公布号CN102304247A使用均聚PP、硅酮粉和成核剂制备了高光泽耐刮擦聚丙烯母粒,虽然 均聚PP光泽度比共聚PP略高,如果体系加入无机填料后,材料的韧性必然会变差。此时一 般需要加入含量较多的弹性体改性,导致材料的光泽度进一步降低。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种高光泽耐划痕聚丙烯材料及其制备方法,制得的聚丙 烯材料具有高光泽、优异的耐划痕性能和低析出性。
[0004] 为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案来实现。
[0005] -种高光泽耐划痕聚丙烯材料,包括以下重量百分比计的原料:
[0006] 聚丙烯 58〜88%; HDPE 5-15%; 无机填料 5〜20%; 弹性体POE 1-5%; 耐划痕助剂 0.1-1%; 抗氧剂 0.1〜0.5%; 其它添加剂 0.5〜1.5%。
[0007] 进一步地,一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,包括以下重量百分比计的原料:
[0008] 聚丙烯 70〜83%; HDPE 10-15%; 无机填料 5~15%; 弹性体POE 1-3%; 耐划痕助剂 0.2〜0.6%; 抗氧剂 0.1-0.5%; 其它添加剂 0.5〜1.5%。
[0009] 其中,所述的聚丙烯为嵌段共聚PP,其熔体流动速率为5〜60g/10min,共聚单体 为乙烯,其含量在5〜20mol %的范围内。
[0010] 所述的HDPE密度为0· 941〜0· 960g/cm3,熔融指数为2〜15g/cm3,分子量在 40000 〜300000 之间。
[0011] 所述的无机填料为滑石粉,其粒径范围均为1〜1〇微米。
[0012] 所述的弹性体POE为一种乙烯-辛烯的共聚物,密度为0. 86〜0. 90g/cm3,其熔体 流动速率为0. 5〜10g/10min。
[0013] 所述的耐划痕助剂为芥酸酰胺和油酸酰胺中的一种或几种组合物。
[0014] 所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,主抗氧剂为1〇1〇、3114和DSTP中的一种 或几种组合物;所述的辅抗氧剂为168和618中的一种或两种组合物。
[0015] 所述的其它添加剂为光稳定剂、成核剂和色母粒中的一种或几种组合物。
[0016] 所述的光稳定剂是一种超细二氧化钛粉末,其80%的粒径分布在150〜240nm。
[0017] 所述的成核剂为磷酸酯类成核剂、苯甲酸盐类成核剂、芳香族胺类和山梨糖醇酯 类成核剂中的一种或几种组合物。
[0018] 上述所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料的制备方法如下:
[0019] (1)按重量配比称取原料;
[0020] (2)将步骤1)原料置于高速混合器中混合5〜15分钟;
[0021] (3)将混合后的原料加入双螺杆挤出机中,经熔融挤出后冷却造粒,制得聚丙烯材 料,其工艺为:一区190〜200°C,二区200〜210°C,三区210〜220°C,四区205〜215°C, 整个挤出过程的停留时间为1〜2分钟,压力为12〜18MPa。
[0022] 本发明的优点是:
[0023] 1、本发明制备的聚丙烯材料具有很好的力学性能,同时具有高光泽度和优异的耐 划痕性能;
[0024] 2、本发明使用HDTO可以部分替代常用的耐划痕助剂,能够有效的降低其析出,改 善表面发粘霜化等问题;
[0025] 3、本发明制备的聚丙烯材料生产工艺简单,成本低,容易工业化。
具体实施方式
[0026] 下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。
[0027] 在实施例及对比例复合材料配方中,聚丙烯选用上海石化生产的共聚聚丙烯,商 品名为M2600R,其熔体流动速率为28g/10min。HDPE选用福建联合生产的8008,其熔体流 动速率为8g/10min,无机填料选用粒径范围均为2微米的滑石粉,市售。弹性体POE选用 杜邦公司的线形乙烯-辛烯共聚物,商品名为Engage8180,密度为0. 863g/cm3,其熔体流 动速率为〇. 5g/10min。主抗氧剂选用英国ICE公司产的DSTP,商品名为Negonox DSTP,化 学名称为硫代二丙酸十八酯,以及Ciba公司产的3114,商品名为Irganox 3114,化学名称 为3, 5-二叔丁基-4-轻基节基磷酸二乙酯。辅抗氧剂选用Ciba公司产的168,商品名为 Irgafos 168,化学名称为三(2, 4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。耐划痕助剂选用芥酸酰胺, 市售。超细二氧化钛选用杜邦公司生产的80%的粒径分布在150-240nm的DLS-210。
[0028] 将各种原料和添加剂在高速混合器中干混5〜15分钟;将混合均匀的原料加入双 螺杆挤出机中,经熔融挤出,冷却造粒得到聚丙烯材料,其工艺为:一区190〜200°C,二区 200〜210°C,三区210〜220°C,四区205〜215°C ;整个挤出过程的停留时间为1〜2分 钟,压力为12〜18MPa。
[0029] 件能评价方式及实行标准:
[0030] 将上述方法制备的粒子材料,在90〜100°C的鼓风烘箱中干燥3〜4小时,然后将 干燥后的粒子在注塑机上进行成型制样。
[0031] 拉伸性能测试:按ISO 527-2标准进行,试样尺寸为170*10*4_,拉伸速度为 50mm/mi η 〇
[0032] 弯曲性能测试:按ISO 178标准进行,试样尺寸为80*10*4mm,弯曲速度为2mm/ min,跨距为64mm,弯曲模量按切线方向进行。
[0033] 简支梁缺口冲击强度测试:按ISO 179标准进行,试样尺寸为80*10*4mm,缺口深 度为试样厚度的三分之一。
[0034] 光泽度测试:按照标准GB8807用光泽度仪6(Τ角测试。
[0035] 材料的耐划痕性能按照PV3952标准,根据材料表面的颜色变化标度Λ L来评判。 Λ L的数值越小,表示材料的耐划痕性能越好。
[0036] 实施例及对比例的配方及各项性能测试结果见下各表:
[0037] 表1实施例1〜5和对比例1〜5材料配方表(重量% )
[0038]
[0039]
Figure CN104559007AD00061
[0040] 表2实施例1〜5和对比例1〜5测试结果
[0041]
Figure CN104559007AD00071
[0042] 从实施例1〜3与对比例1,实施例4〜5与对比例2〜3可以看出,HDPE的加入 可以不仅可以改善材料的韧性,同时材料的光泽度和耐划痕性能都有提升。实施例4〜5 与对比例4〜5可以看出,获得聚丙烯材料相同耐划痕性能,可以通过增加 HDPE的用量,降 低耐划痕助剂的用量实现,同时可以改善零件表面发粘问题。

Claims (12)

1. 一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,其特征在于:包括以下重量百分比计的原料:
Figure CN104559007AC00021
2. 根据权利要求1所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,其特征在于:包括以下重量 百分比计的原料:
Figure CN104559007AC00022
3. 根据权利要求1或2所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,其特征在于:所述的聚 丙烯为嵌段共聚PP,其熔体流动速率为5〜60g/10min,共聚单体为乙烯,其含量在5〜 20mol%的范围内。
4. 根据权利要求1或2所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,其特征在于:所述的 HDPE的密度为0. 941〜0. 960g/cm3,熔融指数为2〜15g/cm3,分子量在40000〜300000之 间。
5. 根据权利要求1或2所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,其特征在于:所述的无 机填料为滑石粉,其粒径范围均为1〜10微米。
6. 根据权利要求1或2所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,其特征在于,所述的弹 性体POE为一种乙烯-辛烯的共聚物,密度为0. 86〜0. 90g/cm3,其熔体流动速率为0. 5〜 10g/10min。
7. 根据权利要求1或2所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,其特征在于:所述的耐 划痕助剂为芥酸酰胺和油酸酰胺中的一种或几种组合物。
8. 根据权利要求1或2所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,其特征在于:所述的抗 氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,主抗氧剂为1〇1〇、3114和DSTP中的一种或几种组合物;辅 抗氧剂为168和618中的一种或两种组合物。
9. 根据权利要求1或2所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,其特征在于:所述的其 它添加剂为光稳定剂、成核剂、色母粒的一种或几种组合物。
10. 根据权利要求9所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,其特征在于:其特征在于: 所述的光稳定剂是一种超细二氧化钛粉末,其80%的粒径分布在150〜240nm。
11. 根据权利要求9所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料,其特征在于:所述的成核剂 为磷酸酯类成核剂、苯甲酸盐类成核剂、芳香族胺类和山梨糖醇酯类成核剂中的一种或几 种组合物。
12. 根据权利要求1或2所述的一种高光泽耐划痕聚丙烯材料的制备方法,其特征在 于,该制备方法包括以下步骤: (1) 按重量配比称取原料; (2) 将步骤(1)的原料置于高速混合器中混合5〜15分钟; (3) 将混合后的原料加入双螺杆挤出机中,经熔融挤出后冷却造粒,制得聚丙烯材料, 其工艺为:一区190〜200°C,二区200〜210°C,三区195〜200°C,四区205〜215°C,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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