CN1068021C - 一种用滑石粉填充的聚丙烯组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种滑石粉填充的改性聚丙烯组合物。以共聚聚丙烯为基体树脂，改变高韧性、高流动性两种不同共聚聚丙烯的相对含量，在有乙丙橡胶存在的情况下，加入30-35%(重量百分数)滑石粉组分，可获得一种高填充兼有高韧性、高刚度、高耐热性的填充改性聚丙烯系列组合物。可作为汽车仪表板材料和其它化工材料。
Description
本发明涉及一种改性聚丙烯组合物，特别涉及到用滑石粉改性聚丙烯组合物的领域。
八十年代中期聚丙烯增韧和合金化技术由实验室的研究走向了产业化。无机填充物加入到聚丙烯树脂中，可以提高复合物的刚度、耐热性、降低收缩率和制品的尺寸稳定性并可显著地降低成本，作为汽车仪表板、车灯箱、汽缸隔热罩、散热器面罩、家用电器外壳及塑料家具等材料已经获得了广泛的应用，目前全世界机械、汽车行业的应用已经超过百万吨，并有不断增涨的趋势。
无机填充物的加入会导致聚丙烯组合物断裂伸长率和冲击韧性的明显下降，为了达到既增强又增韧的目的，近年来研究的热点集中在聚合物/相容剂/无机填料及聚合物/弹性体/无机填料多相体系的相界面研究方面。其实质在于人们已经充分地认识到多相体系相界面的重要作用。如果在填料的表面能够包覆上一层与基体树脂具有良好相容性的相容剂，或填料颗粒被弹性体包覆，在填料和基体之间能形成具有一定厚度的柔性界面相，这样在材料受到破坏时它即能引发银纹，终止裂纹的扩展，又能在一定程度上引发基体的剪切屈服，达到了增强和增韧的双重目的。一九九零年日本高分子杂志报导了日本在这一研究领域基础研究的进展，采用超细CaCO3，以共聚聚丙烯作基体树脂，并对CaCO3进行特殊活化处理使填料同基体产生良好的界面粘合。填充量为40-70％(重量百分数)时，悬臂梁缺口冲击强度值可达220-320J/M。本发明采用两种不同性能的共聚聚丙烯为基础树脂，在有4-10％乙丙橡胶存在的情况下，填充经过简单活化处理的滑石粉得到一组改性聚丙烯系列组合物，这种经过共混造粒而形成的填充聚丙烯复合材料合金克服了一般填充物熔融流动性能差，冲击韧性明显下降的缺点，实现了高填充兼有高刚度、高韧性、高热变形温度的新型聚丙烯复合材料。
本发明的改性聚丙烯组合物包括如下组分和含量：
| 组合物组份 | 重量百分数(％) |
| 共聚聚丙烯混合物增韧剂经偶联剂处理的滑石粉抗氧剂紫外吸收剂助剂 | 60-654-1028-350.30-0.400.20-0.300.1-0.20 |
所述的共聚聚丙烯混合物为高韧性共聚聚丙烯，熔融指数(MI)=0.2-2.0g/10min,Izod(缺口)冲击强度为360-500J/M和高流动性共聚聚丙烯，熔融指数(MI)=19-30g/10min,Izod(缺口)冲击强度为40-70J/M的混合物，其中高韧性共聚聚丙烯与高流动性共聚聚丙烯按重量比为0.85-1.17。
所述的增韧剂为二元乙丙橡胶(EPR)或三元乙丙橡胶(EPDM)，EPR中乙烯含量为20-70％，门尼粘度值(ML1+4,125℃)为19-60，EPDM中不饱和双烯为己二烯、二聚环戊二烯或乙叉降冰片烯、其含量为2-8％，乙烯含量为25-70％，门尼粘度值(ML1+4.125℃)为19-70。4-10％乙丙橡胶的加入，有助于在填料表面形成一弹性界面层，又由于它同乙烯和丙烯均有结构相容性，从而改善了无机填料同基体树脂间的界面粘合状态，有效地提高了填充聚丙烯的冲击韧性。
所述的助剂为硬脂酸钙。
所述的滑石粉粒径为800-1300目，最好为1250目。在高速混合机中，用偶联剂对滑石粉进行活化处理，所用偶联剂为硅系偶联剂、钛系偶联剂或脂肪族金属盐/酰胺化合物，用量为滑石粉的1-3％，可以直接加入也可用重量百分浓度为20-50％的偶联剂/丙酮溶液，在高速混合机内处理10-20分钟。
本发明的滑石粉高填充改性聚丙烯组合物的熔融流动速率MI为1.5-5.5g/10min且具有高韧性、高刚度、高热变形温度，可在汽车仪表板、家电外壳等产品上获得应用，低MI值系列组合物特别适用于热塑性板材和管材的应用。
实施例1-5：
以共聚聚丙烯为基础料，EPDM为增韧剂加入30-35％(重量百分数)滑石粉，其共混物组份，含量及性能列于表1，将上述组份置于高速混合机中混合1-2分钟，然后将物料置于双螺杆挤出机的料斗中，螺杆入口及出口温度均为190℃，中间温度为210℃，螺杆转速为200-260rpm，物料经水冷、切粒、干燥后注塑成标准样条，供性能检测，结果列于表2中。
实施例6、
以共聚聚丙烯为基础料，EPR为增韧剂，滑石粉含量为35％，加工工艺同实施例1-5，其组份，含量及性能分别列于表1、表2中。
表1 滑石粉填充改性聚丙烯组合物组份及含量
表2 滑石粉填充改性聚丙烯组合物理化性能
Claims (8)
1、一种聚丙烯组合物包括共聚聚丙烯、增韧剂、无机填料及加工助剂，其特征在于所述的聚丙烯组合物包括下述组分和含量(重量百分数)
共聚聚丙烯混合物 60-65
增韧剂 4-10
经偶联剂处理滑石粉 28-35
抗氧剂 0.30-0.40
紫外吸收剂 0.20-0.30
助剂 0.1-0.20
所述的共聚聚丙烯组合物为熔融指数[MI]=0.2-2.0g/10min的高韧性共聚聚丙烯和熔融指数[MI]=19-30g/10min的高流动性共聚聚丙烯的混合物，
所述的聚丙烯组合物的熔融指数[MI]为1.5-5.5g/10min。
2、根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的高韧性共聚聚丙烯与高流动性共聚聚丙烯的重量比为0.85-1.17。
3、根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的增韧剂为二元乙丙橡胶或三元乙丙橡胶。
4、根据权利要求3所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的二元乙丙橡胶(EPR)中乙烯含量为20-70％，门尼粘度值(ML1+4，125℃)为19-60。
5、根据权利要求3所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的三元乙丙橡胶(EPDM)中不饱和双烯为己二烯、二聚环戊二烯或乙叉降冰片烯，其含量为2-8％，乙烯含量为25-70％，门尼粘度值(ML1+4,125℃)为19-70。
6、根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的滑石粉的粒径尺寸为800-1300目。
7、根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的偶联剂处理滑石粉是在高速混合机中进行，处理时间为10-20分钟，偶联剂可以直接使用，也可以配成重量百分浓度为20-50％的偶联剂/丙酮溶液使用。
8、根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的偶联剂为硅系偶联剂、钛系偶联剂或脂肪族金属盐/酰胺化合物，偶联剂用量为滑石粉重量的1-3％。
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