CN106046535A - 一种耐划伤聚丙烯复合物及其制备方法 - Google Patents

一种耐划伤聚丙烯复合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐划伤聚丙烯复合物，包括以下组分及其重量百分数含量：聚丙烯38‑85％、滑石粉10‑30％、乙烯‑辛烯共聚物5‑20％、极性添加剂0‑3％、硅酮划伤剂0‑5％、热稳定剂0‑2％、加工助剂0‑2％。本发明还公开了一种耐划伤聚丙烯复合物的制备方法。与现有技术相比，本发明的聚丙烯复合物在制备过程中，由于加入了极性添加剂，原料滑石粉对原料硅酮划伤剂的吸附作用下降，硅酮划伤剂添加量大大降低，不仅环保，而且节约成本，同时其还能保证其耐划伤性能。

Description

一种耐划伤聚丙烯复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料及其成型加工领域，特别涉及一种耐划伤聚丙烯复合物及其制备方法。
背景技术
聚丙烯以其原料来源丰富、力学性能优异、价格低廉以及环保无毒可回收的优势逐渐取代ABS、PC、PA、PBT等工程塑料成为汽车内饰件的首选材料。
但纯的聚丙烯材料存在刚性较低、收缩率大、尺寸稳定性差、低温韧性差等缺点。为改善聚丙烯的刚性和低温韧性，通常方法加入10-40％的滑石粉改善其刚性和尺寸稳定性，加入乙烯/辛烯共聚物(POE)改善其低温韧性。
但滑石粉和POE的加入都会导致聚丙烯的耐划伤性能变差，为改善聚丙烯的耐划伤性能，通常采用添加耐划伤剂。酰胺类耐划伤剂具有添加量低、耐划伤性好的优点，但其气味和析出问题则限制了其在汽车内饰聚丙烯材料中的应用。为克服酰胺类划伤剂的缺点，现在一般采用添加高分子量有机硅酮的方法来改善耐划伤性，但由于滑石粉对硅酮的吸附作用，为达到规定的耐划伤要求，硅酮类划伤剂添加量非常高，增加了材料的耐划伤成本。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种耐划伤聚丙烯复合物，该聚丙烯复合物在制备过程中，由于加入了极性添加剂，原料滑石粉对原料硅酮划伤剂的吸附作用下降，硅酮划伤剂添加量大大降低，不仅环保，而且节约成本，同时其还能保证其耐划伤性能。
本发明的另一个目的还在于提供了一种耐划伤聚丙烯复合物的制备方法
为实现上述目的，本发明的技术方案实施如下：
本发明的一种耐划伤聚丙烯复合物，包括以下组分及其重量百分数含量：
优选的，所述聚丙烯选自熔体流动速率均为10-1000g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种。
优选的，所述滑石粉目数大于等于3000目。
优选的，所述乙烯-辛烯共聚物的熔体流动速率为0.5-30g/10min。
优选的，所述极性添加剂为乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、环氧树脂、聚醚胺、聚醚多元醇中的至少一种。
优选的，所述硅酮划伤剂中硅酮的分子量大于等于50万。
优选的，所述热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃类热稳定剂中的至少一种。
优选的，所述加工助剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类加工助剂中的至少一种。
本发明还提供了一种耐划伤聚丙烯复合物的制备方法包括以下制备步骤：
步骤1：按照以下组分及其重量百分数含量准备原材料：聚丙烯38-85％、滑石粉10-30％、乙烯-辛烯共聚物5-20％、极性添加剂0-3％、硅酮划伤剂0-5％、热稳定剂0-2％、加工助剂0-2％；
步骤2：将聚丙烯2-10％、滑石粉10-30％、极性添加剂0-3％和加工助剂0-2％放置于密炼机中，在170℃的条件下密炼15min后，通过长径比20:1的单螺杆挤出机挤出造粒，得到滑石粉母粒；
步骤3：将聚丙烯36-75％、乙烯-辛烯共聚物5-20％、硅酮划伤剂0-5％、热稳定剂0-2％和步骤2中所得到的滑石粉母粒在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，并挤出造粒，挤出机各段温度设置在170-240℃，最终得到本发明的产品。
本发明采用极性添加剂在密炼工艺中实现对滑石粉表面的包覆处理，以此降低了滑石粉对硅酮划伤剂的吸附。此外，本发明中的加工助剂的作用是促进共混物各成分之间的良好分散性，热稳定剂的作用是抑制材料在加工和使用过程中的降解。
本发明的有益效果如下：
与现有技术相比，本发明在制备过程中，采用极性添加剂对滑石粉的表面进行包覆处理，处理后的滑石粉表面对硅酮划伤剂的吸附性大幅度下降，因此添加少量的硅酮划伤剂便能达到优异的耐划伤效果，不仅可以减少因为大量添加硅酮划伤剂而造成不环保现象，而且耐划伤聚丙烯的制备成本也大大降低了。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明作进一步说明。
对比例1
对比例1所用原材料的生产厂家见下表：
原材料 生产厂家 型号
聚丙烯 中石化 M2600R
滑石粉 英瑞石 TYT-335
乙撑双硬脂酸酰胺 日本花王
乙烯-辛烯共聚物 陶氏 7467
硅酮滑伤剂 道康宁 MB50-001
酚类热稳定剂 巴斯夫 1010
亚磷酸酯类热稳定剂 巴斯夫 168
本对比例产品的制备步骤如下:
第一步：将3公斤聚丙烯，15公斤滑石粉(3000目)、1公斤乙撑双硬脂酸酰胺、在密炼机中170℃密炼15min后，通过长径比20:1的单螺杆挤出机挤出造粒，得到滑石粉母粒；
第二步：将71.5公斤聚丙烯、19公斤滑石粉母粒、8公斤乙烯-辛烯共聚物、1公斤硅酮划伤剂、0.2公斤酚类热稳定剂、0.3公斤亚磷酸酯类热稳定剂在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在170-240℃，挤出造粒，最终得到产品。
对比例2
对比例2所用原材料的生产厂家见下表：
原材料 生产厂家 型号
聚丙烯 SK BX3800
滑石粉 英瑞石 HTPULTRA5
硬脂酸锌 日本花王
乙烯-辛烯共聚物 陶氏 8137
硅酮滑伤剂 道康宁 MB50-002
酚类热稳定剂 巴斯夫 1076
亚磷酸酯类热稳定剂 巴斯夫 168
本对比例产品的制备步骤如下:
第一步：将5公斤聚丙烯，20公斤滑石粉(5000目)、1.5公斤硬脂酸锌、在密炼机中170℃密炼15min后，通过长径比20:1的单螺杆挤出机挤出造粒，得到滑石粉母粒；
第二步：将56.5公斤聚丙烯、26.5公斤滑石粉母粒、2公斤硅酮划伤剂、14公斤乙烯-辛烯共聚物、0.5公斤酚类热稳定剂、0.5公斤亚磷酸酯类热稳定剂在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在170-240℃，挤出造粒，最终得到产品。
对比例3
对比例3所用原材料的生产厂家见下表：
原材料 生产厂家 型号
聚丙烯 SK BX3900
滑石粉 英瑞石 HTPULTRA5
硬脂酸钙 日本花王
乙烯-辛烯共聚物 陶氏 8150
硅酮滑伤剂 道康宁 MB50-003
酚类热稳定剂 巴斯夫 3114
亚磷酸酯类热稳定剂 巴斯夫 P-EPQ
本对比例产品的制备步骤如下:
第一步：将6公斤聚丙烯，25公斤滑石粉(5000目)、2公斤硬脂酸钙、在密炼机中170℃密炼15min后，通过长径比20:1的单螺杆挤出机挤出造粒，得到滑石粉母粒；
第二步：将44公斤聚丙烯、33公斤滑石粉母粒、3公斤硅酮划伤剂、18公斤乙烯-辛烯共聚物、1公斤酚类热稳定剂、1公斤亚磷酸酯类热稳定剂在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在170-240℃，挤出造粒，最终得到产品。
实施例1
实施例1所用原材料的生产厂家见下表：
原材料 生产厂家 型号
聚丙烯 中石化 M2600R
滑石粉 英瑞石 TYT-335
乙撑双硬脂酸酰胺 日本花王
乙烯-丙烯酸共聚物 陶氏
硅酮划伤剂 道康宁 MB50-001
乙烯-辛烯共聚物 陶氏 7467
酚类热稳定剂 巴斯夫 1010
亚磷酸酯类热稳定剂 巴斯夫 168
本实施例的产品制备步骤如下：
第一步：将3公斤聚丙烯、15公斤滑石粉(3000目)、1公斤润滑剂EBS、1公斤乙烯-丙烯酸共聚物在密炼机中170℃密炼15min后，通过长径比20:1的单螺杆挤出机挤出造粒，得到滑石粉母粒；
第二步：将69.5公斤聚丙烯、20公斤滑石粉母粒、1公斤硅酮划伤剂、8公斤乙烯-辛烯共聚物、0.2公斤酚类热稳定剂、0.3公斤亚磷酸酯类热稳定剂在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在170-240℃，挤出造粒，最终得到产品。
实施例2
实施例2所用原材料的生产厂家见下表：
本实施例的产品制备步骤如下：
第一步：将5公斤聚丙烯，20公斤滑石粉(5000目)、1.5公斤硬脂酸锌、3公斤乙烯-丙烯酸酯共聚物、在密炼机中170℃密炼15min后，通过长径比20:1的单螺杆挤出机挤出造粒，得到滑石粉母粒；
第二步：将50.5公斤聚丙烯、29.5公斤滑石粉母粒、14公斤乙烯-辛烯共聚物、2公斤硅酮划伤剂、0.5公斤酚类热稳定剂、0.5公斤亚磷酸酯类热稳定剂在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在170-240℃，挤出造粒，最终得到产品。
实施例3
实施例3所用原材料的生产厂家见下表：
原材料 生产厂家 型号
聚丙烯 SK BX3900
滑石粉 英瑞石 HTPULTRA5
硬脂酸钙 日本花王
环氧树脂 国都化工 E-20
硅酮划伤剂 道康宁 MB50-003
乙烯-辛烯共聚物 陶氏 8150
酚类热稳定剂 巴斯夫 3114
亚磷酸酯类热稳定剂 巴斯夫 P-EPQ
本实施例的产品制备步骤如下：
第一步：将6公斤聚丙烯，25公斤滑石粉(5000目)、2公斤硬脂酸钙、5公斤环氧树脂在密炼机中170℃密炼15min后，通过长径比20:1的单螺杆挤出机挤出造粒，得到滑石粉母粒；
第二步：将39公斤聚丙烯、38公斤滑石粉母粒、18公斤乙烯-辛烯共聚物、3公斤硅酮划伤剂、1公斤酚类热稳定剂、1公斤亚磷酸酯类热稳定剂在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在170-240℃，挤出造粒，最终得到产品。
将对比例1-3和实施例1-3中所获得的产品进行相关力学性能的测试(将相关产品采用注塑机注塑成150×100mm方板进行耐划伤测试)，测试的结果如下表所述：
性能 单位 测试标准 对比例1 对比例2 对比例3 实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 20 19 17 20.5 19.2 17.2
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 95 150 140 106 170 170
弯曲模量 MPa ISO178-93 1950 1895 1729 1898 1905 1773
23℃缺口冲击强度 KJ/m2 ISO180-93 35 45 56 37 47 58
-30℃缺口冲击强度 KJ/m2 ISO180-93 2.8 3.3 4.2 2.9 3.4 4.3
热变形温度(0.45Mpa) ℃ ISO 75-93 109 105 102 108 106 103
色差ΔL(10N划伤) PV3952 2.2 2.9 3.5 0.9 1.1 1.4
通过对比例1-3和实施例1-3的对比，我们可以看出，当制备耐划伤聚丙烯复合物的过程中，加入相同量的硅酮划伤剂时，对比例1与实施例1中(对比例2与实施例2、对比例3与实施例3相同)所获得的聚丙烯复合物耐划伤性能有显著去别，实施例1的聚丙烯复合物耐划伤性能更佳。这说明采用本发明的配方和制备方法所获得聚丙烯复合物具有硅酮添加量低、耐划伤效果优异的优势，符合汽车工业的发展对内饰聚丙烯材料的要求。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于，包括以下组分及其重量百分数含量：
2.如权利要求1所述的一种耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于，所述聚丙烯选自熔体流动速率均为10-1000g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的一种耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于，所述滑石粉目数大于等于3000目。
4.如权利要求1所述的一种耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于，所述乙烯-辛烯共聚物的熔体流动速率为0.5-30g/10min。
5.如权利要求1所述的一种耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于，所述极性添加剂为乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、环氧树脂、聚醚胺、聚醚多元醇中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于，所述硅酮划伤剂中硅酮的分子量大于等于50万。
7.如权利要求1所述的一种耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于，所述热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃类热稳定剂中的至少一种。
8.如权利要求1所述的一种耐划伤聚丙烯复合物，其特征在于，所述加工助剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类加工助剂中的至少一种。
9.一种如权利要求1所述的耐划伤聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
步骤1：按照以下组分及其重量百分数含量准备原材料：聚丙烯38-85％、滑石粉10-30％、乙烯-辛烯共聚物5-20％、极性添加剂0-3％、硅酮划伤剂0-5％、热稳定剂0-2％、加工助剂0-2％；
步骤2：将聚丙烯2-10％、滑石粉10-30％、极性添加剂0-3％和加工助剂0-2％放置于密炼机中，在170℃的条件下密炼15min后，通过长径比20:1的单螺杆挤出机挤出造粒，得到滑石粉母粒；
步骤3：将聚丙烯36-75％、乙烯-辛烯共聚物5-20％、硅酮划伤剂0-5％、热稳定剂0-2％和步骤2中所得到的滑石粉母粒在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，并挤出造粒，挤出机各段温度设置在170-240℃，最终得到本发明的产品。
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