CN104788804A - 聚丙烯树脂组合物及其产品 - Google Patents

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Abstract

一种聚丙烯树脂组合物及其产品，所述组合物按重量份数表示包含：（1）热塑性树脂即A成分40～90份，所述A成分包括均聚聚丙烯即A-1成分10～30份及嵌段共聚聚丙烯即A-2成分30～60份；（2）增强填充材料即B成分10～60份，所述B成分包括纤维状填充材料即B-1成分3～30份，和除B-1成分外的增强填充材料即B-2成分7～30份；（3）增韧剂即C成分1～20份；（4）晶核剂即D成分0.1～5份。所述产品为所述聚丙烯树脂组合物成型后产生的产品。本发明的聚丙烯树脂组合物及其产品，提高了聚丙烯树脂组合物的流动性、韧性及刚性，得到高流动性、高韧性、高模量、刚性好及低线膨胀系数的改性聚丙烯。

Description

聚丙烯树脂组合物及其产品
【技术领域】
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯树脂组合物及其产品。
【背景技术】
聚丙烯，英文名称：Polypropylene（PP)，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。聚丙烯的优点在于高抗拉性和韧性，常温下冲击强度高，所以适用于韧性需求高的产品中，如汽车保险杠中，汽车保险杠在低速下发生碰撞时，能防止车体损坏，因此汽车保险杠对韧性要求高。
自从聚丙烯材料导入汽车保险杠后，早期的汽车保险杠开发时需在PP外层还有一层表皮，对PP的改性仅需符合成型、易喷涂的要求，相对地模量需要比较低，且线膨胀系数较大。
随着汽车保险杠的发展，保险杠表面已全面使用改性PP，改性PP需要更高流动性、更高韧性、更高模量、更低线膨胀系数，刚性好，成型表面要美观，才能满足汽车保险杠的要求。
有鉴于此，实有必要开发一种聚丙烯树脂组合物，以满足高流动性、高韧性、高模量、刚性好及低线膨胀系数的要求。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种聚丙烯树脂组合物，以使聚丙烯满足高流动性、高韧性、高模量、刚性好及低线膨胀系数的要求。
为了达到上述目的，本发明的聚丙烯树脂组合物，其按重量份数表示包含：
（1）热塑性树脂即A成分40～90份，所述A成分包括均聚聚丙烯即A-1成分10～30份及嵌段共聚聚丙烯即A-2成分30～60份；
（2）增强填充材料即B成分10～60份，所述B成分包括纤维状填充材料即B-1成分3～30份，和除B-1成分外的增强填充材料即B-2成分7～30份；
（3）增韧剂即C成分1～20份；
（4）晶核剂即D成分0.1～5份。
可选地，所述A-1成分均聚聚丙烯的结晶度为50～60%。
可选地，所述即A-2成分嵌段共聚聚丙烯为聚丙烯搭配2～5%的乙烯，或聚丙烯搭配2～5%的乙烯再加入乙烯-丙烯共聚物进行嵌段改性。
可选地，所述B-1成分为含水硅酸镁纤维状填充材料，主体为片状结构，相对密度为2.7～2.8。
可选地，所述B-2成分为玻璃纤维、硅灰石、碳系填料或表面涂布氧化钛、氧化锌、氧化铈或氧化硅的填料。
可选地，所述碳系填料为碳纤维、金属涂覆碳纤维或炭黑。
可选地，所述C成分增韧剂为聚烯烃弹性体。
可选地，所述聚烯烃弹性体为乙烯-丁烯橡胶或乙烯-辛烯橡胶，密度为0.865～0.915，黏度为5～35。
可选地，所述D成分晶核剂为苯甲酸、苯丙烯酸、二亚苄基山梨醇或奈米硅基氧化物。
可选地，所述聚丙烯树脂组合物还包括稳定剂、脱模剂、色材、阻燃剂、抗菌剂、分散剂、光催化剂系防污剂、光致变色剂中的一种或其混合物。
另外，本发明还提供一种产品，其为经所述聚丙烯树脂组合物成型后产生的产品。
可选地，所述产品为汽车保险杠。
相较于现有技术，本发明的聚丙烯树脂组合物及其产品，通过两种热塑性树脂进行复配，搭配增韧剂，并通过特殊处理的矿物纤维和无机填充材料进行补强增刚，提高了聚丙烯树脂组合物的流动性、韧性及刚性，得到高流动性、高韧性、高模量、刚性好及低线膨胀系数并符合如汽车保险杠等产品要求的改性聚丙烯。
【具体实施方式】
本发明的聚丙烯树脂组合物，其按重量份数表示包含：
（1）A成分热塑性树脂40～90份：
A-1成分均聚聚丙烯10～30份，均聚聚丙烯本身结晶度高，结晶度为50～60%，刚性与韧性平衡好，但在低温韧性上明显不足，需搭配其他热塑性塑料进行改性；
A-2成分嵌段共聚聚丙烯30～60份，为聚丙烯搭配2～5%的乙烯，或聚丙烯搭配2～5%的乙烯再加入乙烯-丙烯共聚物进行嵌段改性，因乙烯和乙烯-丙烯共聚物是以接枝方式于聚丙烯上，不仅对聚丙烯的结晶度影响低，在低温时可以保持相当的韧性；
（2）B成分增强填充材料10～60份：
B-1成分含水硅酸镁纤维状填充材料3～30份，主体为片状结构，相对密度为2.7～2.8，主体为片状结构可以有效降低线膨胀系数，含水硅酸镁对聚丙烯有异相成核的作用，可以加速聚丙烯的结晶；
B-2成分增强填充材料7～30份，为除B-1成分外的增强填充材料，所述B-2成分可以为玻璃纤维、硅灰石、碳系填料，或其表面涂布氧化钛、氧化锌、氧化铈或氧化硅等金属氧化物的填料，所述碳系填料为碳纤维、金属涂覆碳纤维或炭黑；
（3）C成分增韧剂1～20份：
C成分增韧剂为聚烯烃弹性体，所述聚烯烃弹性体为乙烯-丁烯橡胶或乙烯-辛烯橡胶，密度为0.865～0.915，黏度为5～35，在主体结构上多了一个环结构，使其于低温状况下，仍可吸收大量冲击能量而不使材料产生断裂；
（4）D成分晶核剂0.1～5份：
D成分晶核剂为苯甲酸、苯丙烯酸、二亚苄基山梨醇或奈米硅基氧化物，晶核剂能在混炼过程中，迅速均匀分散在树脂机体中，在树脂熔体冷却过程中首先结晶，不仅提高结晶度，甚至将结晶后的晶粒尺寸降低，进一步达到刚性与韧性的补强；
（5）其他添加剂：
所述其他添加剂可以为稳定剂，例如磷系稳定剂、受阻酚系抗氧剂、紫外线吸收剂或光稳定剂；
所述其他添加剂还可为脱模剂，提高成型时的生产率，提高成型品的尺寸精度，还可以进一步配合酸酯、聚烯烃系蜡、有机硅化合物、氟化合物、石蜡、蜂蜡等公知的脱模剂，上述特定成分的配合在不损害组合物的特性的情况下解决成型收缩率低，脱模抵抗容易变大，其结果容易招致脱模时成型品变形的问题。
所述其他添加剂为还可以配合A成分以外的热塑性树脂、橡胶质聚合物、其它流动改性剂、抗菌剂、液体石蜡之类的分散剂、光催化剂系防污剂和光致变色剂等。
为对本发明的目的、功能效果及技术手段有进一步的了解，现结合具体实施例说明如下。
实施例1
将实施例1中各成分加入到高速混合机中高速预混；将所得混合物加入到双螺杆挤出机上熔融挤出造粒。
实施例2
将实施例2中各成分加入到高速混合机中高速预混；将所得混合物加入到双螺杆挤出机上熔融挤出造粒。
实施例3
将实施例3中各成分加入到高速混合机中高速预混；将所得混合物加入到双螺杆挤出机上熔融挤出造粒。
以上各实施例熔融挤出造粒后，然后在注塑机上注塑成型ASTM标准测试样条，按ASTM标准测试所得材料的机械性能，其中按照ASTM D256测试冲击强度，按照ASTM D638测试拉伸强度及拉伸率，按照ASTM D790测试弯曲强度及弯曲模量，按照ASTM D955测试模具收缩率，按照ASTM D1238测试流动性MI值，测试结果如表1所示：
表1：各实施例测试结果
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3
冲击强度（23℃ft-lb/in） 9.36 12.6 7.87
拉伸强度（psi） 3384 2804 3080
拉伸率（%） 98.52 442.67 54.1
弯曲强度（psi） 5797 4496 5060
弯曲模量（psi） 366256 204889 245446
模具收缩率（%） 1.143 1.167 1.354
MI（230℃，2.16Kg） 28.48 35.2 40.31
通过上表可以得出：本发明的聚丙烯树脂组合物通过两种热塑性树脂进行复配，搭配增韧剂，并通过特殊处理的矿物纤维和无机填充材料进行补强增刚，提高了聚丙烯树脂组合物的流动性、韧性及刚性，且使韧性与刚性保持平衡，得到高流动性、高韧性、高模量、刚性好及低线膨胀系数并符合如汽车保险杠等产品要求的改性聚丙烯。
另外，本发明还提供一种产品，其为经所述高流动性高韧性聚丙烯树脂组合物成型后产生的产品，所述产品为汽车保险杠，所述汽车保险杠能够满足高流动性、高韧性、高模量、刚性好及低线膨胀系数的要求。

Claims (12)

1.一种聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚丙烯树脂组合物按重量份数表示包含：
（1）热塑性树脂即A成分40～90份，所述A成分包括均聚聚丙烯即A-1成分10～30份及嵌段共聚聚丙烯即A-2成分30～60份；
（2）增强填充材料即B成分10～60份，所述B成分包括纤维状填充材料即B-1成分3～30份，和除B-1成分外的增强填充材料即B-2成分7～30份；
（3）增韧剂即C成分1～20份；
（4）晶核剂即D成分0.1～5份。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述A-1成分均聚聚丙烯的结晶度为50～60%。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述即A-2成分嵌段共聚聚丙烯为聚丙烯搭配2～5%的乙烯，或聚丙烯搭配2～5%的乙烯再加入乙烯-丙烯共聚物进行嵌段改性。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述B-1成分为含水硅酸镁纤维状填充材料，主体为片状结构，相对密度为2.7～2.8。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述B-2成分为玻璃纤维、硅灰石、碳系填料，或表面涂布氧化钛、氧化锌、氧化铈或氧化硅的填料。
6.根据权利要求5所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述碳系填料为碳纤维、金属涂覆碳纤维或炭黑。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述C成分增韧剂为聚烯烃弹性体。
8.根据权利要求7所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚烯烃弹性体为乙烯-丁烯橡胶或乙烯-辛烯橡胶，密度为0.865～0.915，黏度为5～35。
9.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述D成分晶核剂为苯甲酸、苯丙烯酸、二亚苄基山梨醇或奈米硅基氧化物。
10.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚丙烯树脂组合物还包括稳定剂、脱模剂、色材、阻燃剂、抗菌剂、分散剂、光催化剂系防污剂、光致变色剂中的一种或其混合物。
11.一种产品，其特征在于，所述产品为经所述权利要求1至10中任一项所述的聚丙烯树脂组合物成型后产生的产品。
12.根据权利要求11所述的产品，其特征在于，所述产品为汽车保险杠。
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