CN106164139B - 基于具有受控流动性的聚丙烯的合成物的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种合成物制造方法，该方法在于将主要包含具有小于10g/10min的受控流动性的聚丙烯的物料与流动性非常大的聚丙烯和马来酸酐接枝聚合物放在一起。

Description

基于具有受控流动性的聚丙烯的合成物的制造方法
技术领域
本发明涉及包括塑料、尤其是热塑性塑料的合成物(composition)的领域。本发明尤其适用于用于制造机动车部件的合成物。
背景技术
为了减少车辆的CO2排放，尝试减小车辆的重量。所用的措施中包括考虑减小某些部件、尤其是车身部件的厚度。
为了获得长度和宽度大但厚度小的部件，最好控制合成物的流动性。在该情况下出现了对流动性越来越大(大于12g/10min，ISO 1133标准[230℃,2.16kg])的聚丙烯的需求。目前，为了提高包含聚丙烯的合成物的流动性，在挤出进程开始时添加氧化剂以化学降解聚丙烯，由此减小其分子质量。
然而，当合成物包含一般与增容剂有关的多种聚烯烃时，氧化剂的添加使得根据聚烯烃的性质不同发生性质不同的反应。特别地，产自氧化剂热分解的基主要导致聚乙烯链的分支、甚至结网。该聚乙烯链的结构性改变导致合成物的机械特征和通过注射该合成物而获得的塑料部件的表面特性受损。特别地，表面特性的受损阻止漆附着在部件上，突出了被上漆部件的外观缺陷。
为了解决该问题，在法国专利申请FR2984894中提出了一种方法，该方法在于在挤出机中使主要包含聚丙烯的第一物料与氧化剂相互作用，并在混合氧化剂与第一物料之后添加抗氧化剂，该抗氧化剂是在包含聚乙烯的第二物料之前或与之同时地被加入的。该方法因此要求该包含聚乙烯的第二物料不是从挤出一开始起就添加的，这在该包含聚乙烯的第二物料的用量相对于最终合成物而言少量的情况下是可行的。然而，该方法不允许制造在质量上包含大于25％的包含聚乙烯的第二物料的这样的合成物，这是因为如果该物料以这样的比例存在，其就必须从挤出一开始起就被加入。
发明内容
本发明旨在提出一种在包含聚乙烯的第二物料占大多数时也可以使用的替代解决方案。
本发明的另一目的在于提出一种在包含聚乙烯的第二物料在质量上的比例大于25％时也可使用的替代解决方案。
为了提高包含聚丙烯的物料的流动性，本发明在于给该物料添加流动性更高的包含聚丙烯的第二物料。这样的混合物在具有相近流动性的聚丙烯之间是可能的。例如，可以基于流动性为8g/10min的第一物料和流动性为12g/10min的第二物料获得均匀的混合物。等量的这两种物料的混合得到流动性为10g/10min的混合物。相反地，流动性非常不同的物料的接触不允许得到均匀的混合物。实际上，第一物料由相对于第二物料的非常短的链而言的聚丙烯长链构成。这两个链群在彼此之上滑动，从而不能够形成均匀的混合物。
本发明的目的在于基于两种包含聚丙烯的物料来制造具有良好的机械特性和表面特性的厚度小的部件，在这两种物料中，一种具有中等流动性，另一种具有高流动性。
本发明的主题在于一种合成物制造方法，其特征在于将以下三种组分放在一起：
-主要包含具有根据ISO1133标准(230℃,2.16kg)小于10g/10min的受控流动性的聚丙烯的物料，该物料占合成物总质量的比例为82％至88％(含两端)，
-具有根据ISO1133标准(230℃,2.16kg)大于400g/10min的受控流动性的聚丙烯，该聚丙烯占合成物总质量的比例为7％至13％(含两端)，以及
-马来酸酐接枝聚合物，其占合成物总质量的比例为2％至8％(含两端)。
在下文中，用表达方式“流动性非常大的聚丙烯”来表示具有根据ISO 1133标准(230℃,2.16kg)大于400g/10min的受控流动性的聚丙烯。
在本方法中，接枝聚合物允许促进两个聚丙烯的长链群和短链群相容。由此基于两种流动性非常不同的包含聚丙烯的物料获得了流动性为中间值的物料，该中间值与制造厚度小并且具有所要求的抗断裂延伸机械特性和抗冲击机械特性以及表面特性的部件相容。
本方法也可在该主要包含聚丙烯的物料包含聚乙烯时使用。
可选地，本方法包括按以下顺序执行的两个步骤：
-将主要包含聚丙烯的物料和具有根据ISO 1133标准(230℃,2.16kg)大于400g/10min的受控流动性的聚丙烯放在一起；以及
-添加马来酸酐接枝聚合物。
优选地，将主要包含聚丙烯的物料和具有根据ISO 1133标准(230℃,2.16kg)大于400g/10min的受控流动性的聚丙烯放在一起以获得第一混合物，在第二时间将马来酸酐接枝聚合物添加到该第一混合物中。
本方法由此可以分为两个不同的步骤来进行，可以迟些决定是否添加马来酸酐接枝聚合物，以在部件需要具有经改善的抗断裂延伸机械特性和抗冲击机械特性时用于制造这样的部件。
可选地，马来酸酐接枝聚合物是苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)。
根据第一实施例，将这些组分放在一起是在挤出机(extrudeuse)中进行的。
根据第二实施例，将这些组分放在一起是在挤压螺杆(vis de presse)中进行的。
由于能够同时添加合成物中的所有组分，本方法使得能够在部件制造的该阶段实现该混合。
有利地，该主要包含聚丙烯的物料包含占所述物料的总质量的5％至10％之间(含两端)的聚乙烯。
相对于在法国专利申请FR2984894中所述的方法，本方法的优点在于更简单，并允许在同一部件中回收更多量的材料。实际上，可以与其它组分同时地添加包含聚乙烯的聚丙烯。
可选地，该主要包含聚丙烯的物料至少部分地来自于回收。
该物料例如来自于机动车破碎残余物(RBA)或电气和电子设备的废物(DEEE)。根据本发明的方法因此允许再利用这些废物，以及获得成本低的部件。
本发明的主题还在于一种合成物，其特征在于，该合成物至少包含聚丙烯、聚乙烯和马来酸，并在于该合成物具有根据ISO 1133标准(230℃,2.16kg)大于或等于30g/10min的受控流动性。
在增容反应结束时，留在介质中的马来酸酐残余物由于水合作用而转化成马来酸，这就是为什么产自本方法的合成物包含马来酸。
该合成物——尽管流动性大但仍具有良好的抗断裂拉伸机械特征和抗冲击机械特性——可被用于制造长度和宽度大但厚度小的部件。
优选地，该合成物包含占合成物总质量的至少0.2％的马来酸酐接枝聚合物。
优选地，合成物的聚乙烯和至少一部分聚丙烯来自于回收。
本发明的主题还在于由上述合成物制造的机动车部件。
可选地，该部件构成机动车用车身部件的至少一部分。
该部件尤其可以是保险杠蒙皮、门窗件(例如侧门或尾门)面板或挡泥板。
附图说明
通过阅读作为示例提供且绝无任何限制性的附图将更好地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明的一个实施例的设备的示意图。
图2是根据本发明的另一实施例的设备的示意图。
图3是根据本发明的一个实施例的部件制造方法的流程图。
图4是根据本发明的另一实施例的部件制造方法的流程图。
图5是通过实施图示方法而制造的根据本发明的一个部件的立体图。
具体实施方式
现在参照图1。在图1中示出了根据本发明的一个实施例的挤出设备，该设备用总标记10来指代。
设备10构成挤出机，并包括构成套筒14的定子12和构成蜗杆系统(单螺杆或双螺杆)18的转子16。螺杆18可在套筒14中转动。套筒14和螺杆18限定环形空间19，待挤出的合成物在该环形空间中向前移动。
设备10包括适于放入组合物(composés)的位于上游的入口20，所述组合物在本例子中是主要包含受控流动性为9g/10min的聚丙烯26、流动性非常大的聚丙烯28和马来酸酐接枝SEBS 29的物料。设备10包括允许将这些组合物放入入口20的料斗22。设备10还包括配备有挤出头24的出口31。
在图2中示出了根据本发明的另一实施例的挤压螺杆设备，该设备用总标记31来指代。
设备31构成注射式挤压螺杆，并包括被套筒33围绕的螺杆32。螺杆32可在套筒33中转动。套筒和螺杆限定环形空间34，待注射的合成物在该环形空间中向前移动。
设备31包括适于放入组合物的上游入口35，所述组合物在本例子中是主要包含受控流动性为9g/10min的的聚丙烯36、流动性非常大的聚丙烯37和马来酸酐接枝SEBS 38的物料。设备31包括允许将这些组合物放入入口35的料斗39。设备31还包括出口40。
在图3和图4中，用相同的附图标记指代相同的步骤。
现在将参照图3来描述在图5中示出的部件的制造方法的一个实施例，图3示意性地示出了该方法的主要步骤。
在步骤100时，将主要包含聚丙烯的物料放入挤出机中。在该步骤时还放入流动性非常大的聚丙烯和马来酸酐接枝聚合物。
该主要包含聚丙烯的物料具有根据ISO 1133标准(230℃,2.16kg)小于10g/10min的受控流动性，并且按占合成物总质量的82％至88％(含两端)的比例来添加。作为变型，该物料包含占该物料总质量的5％和10％之间(含两端)的聚乙烯。可选地，该物料的至少一部分来自于回收。
该流动性非常大的聚丙烯具有根据ISO 1133标准(230℃,2.16kg)大于400g/10min的受控流动性，并且按占合成物总质量的7％至13％(含两端)的比例来添加。
该马来酸酐接枝聚合物按占合成物总质量的2％至8％(含两端)的比例来添加。该聚合物例如是SEBS。
在步骤200时，取回所制造的合成物。然后，在步骤202中，例如通过注射将合成物放入模具，并模制部件30。最后，在步骤204中，冷却模具并取出部件30。之后可对部件30进行表面处理。尤其是可以给部件30上漆。
参照图4示出了在图5中示出的部件制造方法的另一实施例，图4示意性地示出了该方法的主要步骤。
在步骤101时，将主要包含聚丙烯的物料放入挤压螺杆。在该步骤时还放入流动性非常大的聚丙烯和马来酸酐接枝聚合物。
该主要包含聚丙烯的物料具有根据ISO 1133标准(230℃,2.16kg)小于10g/10min的受控流动性，并且按占合成物总质量的82％至88％(含两端)的比例来添加。作为变型，该物料包含占该物料总质量的5％和10％之间(含两端)的聚乙烯。可选地，该物料的至少一部分来自于回收。
该流动性非常大的聚丙烯具有根据ISO 1133标准(230℃,2.16kg)大于400g/10min的受控流动性，并且按占合成物总质量的7％至13％(含两端)的比例来添加。
该马来酸酐接枝聚合物按占合成物总质量的2％至8％(含两端)的比例来添加。该聚合物例如是SEBS。
在步骤202中，例如通过注射将合成物放入模具，并模制部件30。最后，在步骤204中，冷却模具并取出部件30。之后可对部件30进行表面处理。尤其是可以给部件30上漆。
根据本发明的合成物的样品的例子A：
通过在挤出机中放入85％的流动性为9g/10min的均聚聚丙烯、10％的流动性非常大的均聚聚丙烯和5％的马来酸酐接枝SEBS获得了一种合成物。然后对所挤出的材料进行造粒。
以传统的方式借助于傅里叶变换红外光谱仪(即IRTF光谱仪)来分析由此获得的材料的样品。简而言之，使待分析材料的2g粒料在200℃下受压，以获得厚度大约为150μm的膜。然后通过IRTF光谱仪来分析该膜。马来酸的存在与介于1700cm-1和1800cm-1之间的高强度峰值相关联，这对应于检测到存在于样品中的马来酸的C＝O官能团。
对比合成物的样品的例子B：
通过在挤出机中放入87.5％的流动性为9g/10min的均聚聚丙烯和12.5％的流动性非常大的均聚聚丙烯获得了一种对比合成物。然后对所挤出的材料进行造粒。按照与前述相同的规程分析了材料样品。IRTF光谱分析的结果没有显示出表征马来酸的C＝O键的介于1700cm-1和1800cm-1之间的强峰值。
根据本发明的合成物的样品的例子C：
通过在注射式压机的输入料斗中放入85％的流动性为9g/10min的均聚聚丙烯、10％的流动性非常大的均聚聚丙烯和5％的马来酸酐接枝SEBS获得了一种合成物。在将该混合物注入模具之后，所成型的材料的样品随后被按照与前述相同的规程加以分析。IRTF光谱分析的结果显示出介于1700cm-1和1800cm-1之间的强峰值。
对比合成物的样品的例子D：
通过在注射式压机的输入料斗中放入87.5％的流动性为9g/10min的均聚聚丙烯和12.5％的流动性非常大的均聚聚丙烯获得了一种合成物。在将该混合物注入模具之后，所成型的材料的样品被按照与前述相同的规程加以分析。IRTF光谱分析的结果没有显示出表征马来酸的C＝O键的介于1700cm-1和1800cm-1之间的强峰值。
根据本发明的合成物的样品的例子E：
通过在挤出机中放入85％的主要包含均聚聚丙烯和8％的聚乙烯的物料获得了一种合成物，该物料的流动性为9g/10min。添加了10％的流动性非常大的均聚聚丙烯以及5％的马来酸酐接枝SEBS。然后对所挤出的材料进行造粒。所获得的材料的样品被按照与前述例子相同的规程加以分析。IRTF光谱分析的结果显示出介于1700cm-1和1800cm-1之间的强峰值。
对比合成物的样品的例子F：
通过在挤出机中放入87.5％的主要包含均聚聚丙烯和8％的聚乙烯的物料获得了一种合成物，该物料流动性为9g/10min。添加了12.5％的流动性非常大的均聚聚丙烯。然后对所挤出的材料进行造粒。所获得的材料的样品被按照与前述相同的规程加以分析。IRTF光谱分析的结果没有显示出表征马来酸的C＝O键的介于1700cm-1和1800cm-1之间的强峰值。
根据本发明的合成物的样品的例子G：
通过在注射式压机的输入料斗中放入85％的主要包含均聚聚丙烯和8％的聚乙烯的物料获得了一种合成物，该物料流动性为9g/10min。添加了10％的流动性非常大的均聚聚丙烯和5％的马来酸酐接枝SEBS。在将该混合物注入模具之后，所成型的材料的样品被以按照与前述相同的规程加以分析。IRTF光谱分析的结果显示出介于1700cm-1和1800cm-1之间的强峰值。
对比合成物的样品的例子H：
通过在注射式压机的输入料斗中放入87.5％的主要包含均聚聚丙烯和8％的聚乙烯的物料获得了一种合成物，该物料流动性为9g/10min。添加了12.5％的流动性非常大的均聚聚丙烯。在将该混合物注入模具之后，所成型的材料的样品被以传统的方式按照与前述相同的规程加以分析。IRTF光谱分析的结果没有显示出表征马来酸的C＝O键的介于1700cm-1和1800cm-1之间的强峰值。
在图5中示出了部件30。部件30构成用于机动车的车身部件(在这里为引擎盖)的外皮。部件30具有小于3mm的厚度。例子A和C的合成物允许制造这样的部件。对于合成物E和G也同样。由合成物E和G制造的部件符合对原生材料部件的技术要求。相反地，采用例子B、D、F和H的合成物不能制造出符合该技术要求的部件。
本发明不限于所介绍的实施例，其它实施例对于本领域的技术人员而言是显而易见的。
实际上，可以通过使用不同于挤出设备或挤压螺杆的其它设备或者以不同的组分添加顺序来制造该合成物。
当要分为两个不同的步骤来进行该方法时，这两个步骤可以在不同的混合设备中实现。
还可以制造不同于机动车用车身部件的其它部件，甚至是用于机动车领域以外的其它领域的部件。
该主要包含聚丙烯的物料可以包含聚乙烯以外的其它聚合物。
该马来酸酐接枝聚合物不限于SEBS，而是可以是例如聚丙烯的其它聚合物。

Claims (13)

1.一种合成物制造方法，其特征在于将以下三种组分放在一起：
-主要包含聚丙烯的物料，该聚丙烯是具有根据ISO 1133标准——即在230℃下针对2.16kg的加载物进行测量——小于10g/10min的受控流动性的聚丙烯，所述物料占所述合成物的总质量的比例为82％至88％且含两端；
-具有根据ISO 1133标准——即在230℃下针对2.16kg的加载物进行测量——大于400g/10min的受控流动性的聚丙烯，该聚丙烯占所述合成物的总质量的比例为7％至13％且含两端；以及
-马来酸酐接枝聚合物，所述马来酸酐接枝聚合物占所述合成物的总质量的比例为2％至8％且含两端。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法包括按以下顺序进行的两个步骤：
-将所述主要包含聚丙烯的物料和所述具有根据ISO 1133标准——即在230℃下针对2.16kg的加载物进行测量——大于400g/10min的受控流动性的聚丙烯放在一起；以及
-添加所述马来酸酐接枝聚合物。
3.如权利要求2所述的方法，其中将所述主要包含聚丙烯的物料和所述具有根据ISO1133标准——即在230℃下针对2.16kg的加载物进行测量——大于400g/10min的受控流动性的聚丙烯放在一起以获得第一混合物，在第二时间将所述马来酸酐接枝聚合物添加到所述第一混合物中。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述马来酸酐接枝聚合物是苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中将所述组分放在一起是在挤出机中进行的。
6.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中将所述组分放在一起是在挤压螺杆中进行的。
7.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述主要包含聚丙烯的物料包含聚乙烯，所述聚乙烯占所述物料的总质量的5％至10％之间且含两端。
8.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述主要包含聚丙烯的物料至少部分地来自于回收。
9.一种通过如上述权利要求中任一项所述的方法获得的合成物，其特征在于，所述合成物至少包含聚丙烯、聚乙烯和马来酸，并且所述合成物具有根据ISO 1133标准——即在230℃下针对2.16kg的加载物进行测量——大于或等于30g/10min的受控流动性。
10.如权利要求9所述的合成物，所述合成物包含占所述合成物的总质量的至少0.2％的马来酸酐接枝聚合物。
11.如权利要求9和10中任一项所述的合成物，其中所述合成物的聚乙烯和至少一部分聚丙烯来自于回收。
12.一种由如权利要求9至11中任一项所述的合成物制造的机动车部件。
13.如权利要求12所述的部件，所述部件构成机动车用车身部件的至少一部分。
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