CN104559007A

CN104559007A - 一种高光泽耐划痕聚丙烯材料及其制备方法

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Publication number: CN104559007A
Application number: CN201410802860.7A
Authority: CN
Inventors: 柒祥芝; 张鹰; 张祥福; 周文
Original assignee: Shanghai Pret Composites Co Ltd; Zhejiang Pret New Materials Co Ltd; Chongqing Pret New Materials Co Ltd
Current assignee: Shanghai Pret Composites Co Ltd; Zhejiang Pret New Materials Co Ltd; Chongqing Pret New Materials Co Ltd
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2015-04-29

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

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

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

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。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现。

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：

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：

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。

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。

所述的无机填料为滑石粉，其粒径范围均为1～10微米。

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。

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。

所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂为1010、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。

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。

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。

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。

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：

(1)按重量配比称取原料；

(2)将步骤1)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℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃，整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。

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，改善表面发粘霜化等问题；

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。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。

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0.5g/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-羟基苄基磷酸二乙酯。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。

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℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。

性能评价方式及实行标准:

将上述方法制备的粒子材料，在90～100℃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。

拉伸性能测试：按ISO 527-2标准进行，试样尺寸为170*10*4mm，拉伸速度为50mm/min。

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。

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。

光泽度测试：按照标准GB8807用光泽度仪60^。角测试。

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△L来评判。△L的数值越小，表示材料的耐划痕性能越好。

实施例及对比例的配方及各项性能测试结果见下各表：

表1实施例1～5和对比例1～5材料配方表(重量％)

实施

对比

	例1	例2	例3	例4	例5	例1	例2	例3	例4	例5
											M2600R	75	70	65	82.4	58.2	80	92.4	73.2	87.2	63
HDPE	5	10	15	10	15	0	0	0	5	10
											Talc	15	15	15	5	20	15	5	20	5	20
POE	3	3	3	1	5	3	1	5	1	5
											耐划痕助剂	0.6	0.6	0.6	0.2	0.4	0.6	0.2	0.4	0.4	0.6
3114	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
											DSTP	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
168	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.1	0.2	0.2	0.2
											超细TiO2	1	1	1	1	1	1	0.1	1	1	1

表2实施例1～5和对比例1～5测试结果

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

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：

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：

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1010、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℃，二区200～210℃，三区195～200℃，四区205～215℃，整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。