CN107337841B - 具有优异的触感和尺寸稳定性的聚丙烯的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有优异的触感和尺寸稳定性的聚丙烯的组合物。本文中提供了高刚性聚丙烯复合树脂的组合物。这种组合物具有优异的触感和尺寸稳定性,并且更具体地,聚丙烯复合树脂的组合物具有优异的触感如热塑性橡胶、优异的冲击强度和刚度以及低收缩各向异性。因此,它们表现出优异的可塑性并且可以将组合物模制成车辆组件。此外,聚丙烯复合树脂的组合物具有优异的触感并且可以用作不需要单独着色且保持作为车辆组件的优异的物理特性和尺寸稳定性的高质量材料。

Description

具有优异的触感和尺寸稳定性的聚丙烯的组合物
技术领域
本公开涉及具有优异的触感(质感,触觉,tactile sensation)和尺寸稳定性的高刚性聚丙烯复合树脂的组合物。更具体地,其涉及具有优异的触感如热塑性橡胶、优异的冲击强度和刚度以及低收缩各向异性(shrinkage anisotropy)的聚丙烯复合树脂的组合物。
背景技术
由于环境友好的车辆在工业上变为重要的问题,对于使用高官能的塑料对车辆组件的研究的需要已经增加。通常,根据车辆型号改变车辆中的外部组件的表面处理方法。在低价格的车辆型号的情形下,不着色(不涂漆,unpainting)或着色是常见的,但是在昂贵的车辆型号的情形下,使用模内压纹法(in-mold grain method)和热塑性橡胶二次成型(overmolding)。在最佳规格车辆的情形下,频繁地使用高品质的材料,如皮革覆盖或聚氨酯喷射。
然而,在表面处理方法的情形下,添加单独的过程并且增加原材料的成本以及引起多种环境问题。因此,存在违反车辆工业中的全世界的环境友好趋势的表面处理方法的方面。
为了克服此,提出了聚丙烯复合树脂的组合物,特别是具有优异的可塑性、触感和抗刮性(scratch resistance),以及当与长纤维和热塑性弹性体混合时的增强的刚性和冲击强度的聚丙烯复合树脂。然而,在生产实际产品的方法的冷却步骤中,收缩各向异性较大。因此,组合物可能消极地影响产品的功能,并且与用于相关领域的其他复合树脂组合物相比时,该组合物的刚性可能不充足。
因此,需要研究适合用于车辆的外部组件材料,特别是实际的功能组件的聚丙烯复合树脂的组合物。
在该背景部分中公开的以上信息仅仅用于增强对本发明的背景的理解,因此其可以包括不形成本国中的本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明已经致力于解决与现有技术相关的上述问题。
本发明已经致力于提供能够提供具有优异的触感、刚性、冲击强度和尺寸稳定性的高质量模制品的聚丙烯复合树脂的组合物。
在一个方面,本发明提供具有优异的触感和尺寸稳定性的高刚性聚丙烯复合树脂的组合物,该组合物包含:聚丙烯树脂组合物A,其包含(a-1)约23至约60wt%的选自由均聚丙烯和具有约5至约30wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物所组成的组中的一种或多种聚丙烯树脂,(a-2)约1至约7wt%的向其中引入约5至约10wt%的极性基团的改性聚丙烯,和(a-3)约38至约70wt%的长纤维增强材料;以及聚丙烯树脂组合物B,其包含(b-1)约16至约30wt%的具有约5至约30wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物,(b-2)约30至约50wt%的其晶体区域(结晶区域,crystal area)的尺寸被调节至约10至约50nm的热塑性橡胶,(b-3)约17至约28wt%的丙烯-乙烯无规聚丙烯(propylene-ethylene random polypropylene)和(b-4)约6至约15wt%的无机填料。
在一个优选的实施方式中,聚丙烯树脂组合物A与聚丙烯树脂组合物B的重量比可以是约1:3.5至约1:1。
在另一个优选的实施方式中,在改性聚丙烯(a-2)中,可以将选自由不饱和羧酸、不饱和羧酸的衍生物和有机硅烷化合物所组成的组的一种或多种极性基团引入至聚丙烯共聚物。
在仍另一个优选的实施方式中,长纤维增强材料(a-3)可以是选自由玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、玄武岩纤维、天然纤维和金属纤维所组成的组中的一种或多种。
在还另一个优选的实施方式中,长纤维增强材料(a-3)可以具有约4至约21mm的长度,例如,约4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或约21mm。
在还又另一个优选的实施方式中,无机填料可以具有10微米或更小的数均粒径,并且是选自由以下所组成的组中的一种或多种:滑石、碳酸钙、硫酸钡、玻璃泡(glassbubble)和玻璃珠。
在另一方面,本发明提供了由聚丙烯复合树脂的组合物制造的模制品。
根据本发明的聚丙烯复合树脂的组合物具有优异的冲击强度和刚性以及优异的触感如热塑性橡胶和低收缩各向异性。因此,组合物可以保持优异的可塑性,并且可以被模制成组件。此外,聚丙烯复合树脂的组合物具有优异的触感以在没有单独的着色过程的情况下表达高质量材料,并且保持作为车辆组件的优异特性和尺寸稳定性。
可以将根据本发明的聚丙烯复合树脂的组合物用于代替由热塑性弹性体二次成型或内部着色所制成的车辆组件。可以使用简单过程生产聚丙烯复合树脂的组合物,可以降低成本且是环境友好的。
下文讨论了本发明的其他方面和优选的实施方式。
应当理解,本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车辆,如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客机动车,包括各种船只和船舶的水运工具;飞行器等,并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如,源自除石油以外的来源的燃料)。如本文所提及的,混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆,例如汽油动力和电动车辆。
以下讨论了本发明的以上及其他性质。
具体实施方式
在下文中将详细地参考本发明的各种实施方式,其实施例在以下描述。虽然将结合示例性实施方式描述本发明,但是应当理解,本描述并不旨在将本发明限于那些示例性实施方式。相反,本发明旨在不仅涵盖示例性实施方式,而且涵盖可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替代、修改、等效物和其他实施方式。进一步地,在以下描述中,可以省略对已知相关技术的详细解释以避免不必要地模糊本发明的主题。
本发明提供了具有优异的触感和尺寸稳定性的高刚性聚丙烯复合树脂的组合物。该组合物可以包含:聚丙烯树脂组合物A,其包含(a-1)约23至约60wt%的聚丙烯树脂,其中该聚丙烯树脂是选自由均聚丙烯和具有约5至约30wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物所组成的组中的一种或多种,(a-2)约1至约7wt%的向其中引入约5至约10wt%的极性基团的改性聚丙烯,和(a-3)约38至约70wt%的长纤维增强材料;以及聚丙烯树脂组合物B,其包含(b-1)约16至约30wt%的具有约5至约30wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物,(b-2)约30至约50wt%的具有调节至约10至约50nm的晶体区域尺寸(crystal area size)的热塑性橡胶,(b-3)约17至约28wt%的丙烯-乙烯无规聚丙烯和(b-4)约6至约15wt%的无机填料。
在下文中,将更详细地描述根据本发明的示例性实施方式的具有优异的触感和尺寸稳定性的高刚性聚丙烯复合树脂的组合物。
根据本发明的一个方面的聚丙烯复合树脂的组合物包含:聚丙烯树脂组合物A,其包含:(a-1)约23至约60wt%的聚丙烯树脂,其中该聚丙烯树脂是选自由均聚丙烯和具有约5至约30wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物所组成的组中的一种或多种,(a-2)约1至约7wt%的向其中引入约5至约10wt%的极性基团的改性聚丙烯,和(a-3)约38至约70wt%的长纤维增强材料;以及聚丙烯树脂组合物B,其包含:(b-1)约16至约30wt%的具有约5至约30wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物,(b-2)约30至约50wt%的具有调节至约10至约50nm的晶体区域尺寸的热塑性橡胶,(b-3)约17至约28wt%的丙烯-乙烯无规聚丙烯和(b-4)约6至约15wt%的无机填料。
本文中所描述的聚丙烯复合树脂的组合物具有优异的触感如热塑性橡胶、优异的冲击强度和刚性以及低收缩各向异性,且因此具有优异的尺寸稳定性,尽管其被模制为车辆组件。可以通过将长纤维引入至聚丙烯树脂且以预定比率将其与混合有热塑性橡胶和无机填料的聚丙烯树脂结合来生产该组合物。
本发明涉及包含各种类型的添加剂的聚丙烯复合树脂的组合物。可以通过以挤压成型浸渍过程将包含聚丙烯树脂和长纤维的颗粒A与包含聚丙烯树脂、热塑性橡胶和无机填料的颗粒B物理混合来引入添加剂。
可以由聚丙烯树脂组合物A来制备颗粒A,该聚丙烯树脂组合物A包含(a-1)约23至60wt%的聚丙烯树脂,该聚丙烯树脂包含均聚丙烯和具有约5至约30wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物的混合物,(a-2)约1至7wt%的具有约5至10wt%的极性基团的改性聚丙烯,和(a-3)约38至70wt%的长纤维增强材料。
详细地,将聚丙烯树脂(a-1)用作颗粒A的浸渍树脂。聚丙烯树脂(a-1)是由仅仅具有丙烯作为单体的均聚丙烯和具有丙烯和乙烯作为单体的丙烯-乙烯共聚物组成的高结晶聚合物(high-crystalline polymer)。可以单独地或者以聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物的组合使用该两种聚合物。
均聚丙烯具有约40g/min至约1,300g/min(例如,约40、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200或约1300g/min)且具体地约45g/min至约1,100g/min(例如,约45、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000或约1100g/min)的熔融指数。
当熔融指数小于约40g/min(@230℃,2.16kg)时,流动性、可塑性和长纤维的浸渍劣化且可能降低刚性。当熔融指数大于1,300g/min(@230℃,2.16kg)时,表面冲击强度劣化且收缩率增加。
均聚丙烯可以具有约2至4(例如,约2、3或约4)的多分散指数(PDI)。当PDI小于约2时,可加工性劣化并且当PDI等于或大于4时,刚性劣化且尺寸稳定性劣化,对应于收缩各向异性增加。
丙烯-乙烯共聚物优选地具有约5至约30wt%(例如,约5wt%、10wt%、约15wt%、20wt%、约25wt%或约30wt%),且优选地约5至约20wt%(例如,约5wt%、10wt%、约15wt%或约20wt%)的乙烯含量。当乙烯含量小于约5wt%时,为基本特性的耐冲击性劣化,且当乙烯含量大于约30wt%时,最终产品的刚性和尺寸稳定性劣化。在示例性的实施方式中,共聚物的比重为约0.89至约0.91g/cm3,且熔融指数为约25g/min至约105g/min,且优选地约30g/min至约100g/min(例如,约30、40、50、60、70、80、90或约100g/min)。当熔融指数小于约25g/min(@230℃,2.16kg)时,可塑性劣化,且当熔融指数大于约105g/min(@230℃,2.16kg)时,悬臂梁和表面冲击特性劣化。
均聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物的混合物的混合比优选地为约95至75wt%的丙烯-乙烯共聚物与约5至25wt%的均聚丙烯,且在一些情况下,约95至80wt%(例如,约95、94、93、92、91、90、89、88、87、86、85、84、83、82、81或约80wt%)的丙烯-乙烯共聚物与约5至20wt%(例如,约5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或约20wt%)的均聚丙烯。
均聚丙烯对于增加刚性和确保优异的可塑性和尺寸稳定性是重要的,并且丙烯-乙烯共聚物增加悬臂梁和表面冲击特性,因此将该两种组分混合以在期望的范围内互补。
在本发明的示例性实施方式中,组合物包含约23至60wt%(例如,约23、25、30、33、35、37、40、43、45、47、50、53、55、57或约60wt%)的包含均聚丙烯和具有约5至30wt%(例如,约5、10、15、20、25或约30wt%)的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物的混合物的聚丙烯树脂。
当聚丙烯树脂小于约23wt%时,不能以挤压成型浸渍过程将长纤维有效地浸渍,且当聚丙烯树脂大于约60wt%时,收缩各向异性增加,模制品的变形严重,且如刚性和冲击强度的特性劣化。因此,聚丙烯树脂是在约23至60wt%(例如,约23、25、30、35、40、45、50、55或约60wt%)的公开范围内。
在改性聚丙烯树脂(a-2)中,可以引入约5至10wt%(例如,约5、6、7、8、9或约10wt%)且优选地约5至8.5wt%(例如,约5、5.5、6、6.5、7、7.5、8或约8.5wt%)的极性基团。当极性基团小于约5wt%时,无机填料、长纤维增强材料和聚丙烯树脂的相容性劣化,且当极性基团大于约10wt%时,出现脆性问题且水含量增加。此外,在改性聚丙烯中,可以将选自由不饱和羧酸及其衍生物以及有机硅烷化合物所组成的组中的一种或多种引入至聚丙烯聚合物中。
可以以约1至7wt%(例如,约1、2、3、4、5、6或约7wt%)且优选地约1至6.5wt%(例如,约1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6或约6.5wt%)包含改性聚丙烯树脂。当改性聚丙烯树脂的含量小于约1wt%时,无机填料和长纤维增强材料的分散性劣化,因此模制品的特性不均匀,局部产生聚集,在模制品的表面上看到改性聚丙烯树脂,并且产生模制品中的缺陷。当改性聚丙烯树脂的含量大于约7wt%时,出现脆性问题且水含量增加。
长纤维增强材料(a-3)优选地具有约4至21mm(例如,约4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或约21mm)的长度。当长纤维增强材料的长度小于约4mm时,在模制之后在产物中剩余的剩余纤维的长度减小,从而长纤维不再用作增强材料。因此,刚性和冲击强度劣化且收缩率增加。当它们的长度大于约21mm时,在加工期间不将原材料平稳地注入,因此生产力降低。
在长纤维增强材料中的主要材料的含量是约1至3wt%(例如,约1、2或约3wt%)且优选地约1至2.8wt%(例如,约1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7或约2.8wt%)。当主要材料(聚焦材料,focusing material)的含量大于约3wt%时,模制品的特性劣化且脆性增加。
长纤维增强材料可以使用选自由以下所组成的组中的一种或多种:玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、玄武岩纤维、天然纤维、金属纤维及它们的混合物。在一些实施方式中,玻璃纤维可以优选地具有约10至30μm(例如,约10、15、20、25或约30μm)的直径。当玻璃纤维的直径小于约10μm时,存在当通过挤出生产产品时产生单纱(single yarn)的问题,且当它们的直径大于约30μm时,存在可加工性和浸渍性劣化的问题。因此,优选具有约10至约30μm的直径的玻璃纤维。
可以由聚丙烯树脂组合物B来制备颗粒B,该聚丙烯树脂组合物B包含:(b-1)约16至约30wt%的具有约5至约30wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物,(b-2)约30至约50wt%的具有调节至约10至约50nm的晶体区域尺寸的热塑性橡胶,(b-3)约17至约28wt%的丙烯-乙烯无规聚丙烯和(b-4)约6至约15wt%的无机填料。
丙烯-乙烯共聚物可以具有约5至30wt%(例如,约5、10、15、20、25或约30wt%)且优选地约15至30wt%(例如,约15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或约30wt%)的乙烯含量。当乙烯含量小于约5wt%时,为基本特性的耐冲击性劣化,且当乙烯含量大于约30wt%时,最终产品的刚性和尺寸稳定性劣化。具有约5至30wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物是合适的。在一些实施方式中,共聚物的比重为约0.89至约0.91g/cm3,熔融指数为约25g/min至约105g/min,且优选地约30g/min至100g/min。当熔融指数小于约25g/min(@230℃,2.16kg)时,可塑性劣化,且当熔融指数大于约105g/min(@230℃,2.16kg)时,悬臂梁和表面冲击特性劣化。
可以以约16至30wt%(例如,约16、20、25或约30wt%)且优选地约16至24wt%(例如,约16、17、18、19、20、21、22、23或约24wt%)包含丙烯-乙烯共聚物。当丙烯-乙烯共聚物的含量小于约16wt%时,悬臂梁和表面冲击特性不充足,且当它们的含量大于约30wt%时,可塑性和尺寸稳定性劣化,且因此可能不能进行组件的功能。
在热塑性橡胶(b-2)中,可以优选地将晶体的尺寸调节至约10至50nm(例如,约10、15、20、25、30、35、40、45或约50nm)。热塑性橡胶在本发明中在提供优异的触感上起重要作用,并且通过提供优异的尺寸稳定性用以最小化收缩各向异性。晶体尺寸受限于约10至50nm的范围,且因此它的熔点Tm为约130℃至170℃(例如,约130、140、150、160或约170℃)且比重为0.86至0.87g/cm3。当晶体尺寸小于约10nm时,结晶性过度地降低,因此刚性和尺寸稳定性劣化,且当晶体尺寸大于约50nm时,可塑性是不良的且尺寸稳定性劣化。在一些情形下,当晶体尺寸是在优选的范围内时,最有效地增加非晶体区域中的弹性,且冲击性能是优异的。此外,熔点的范围低于常规的模制条件,且因此流动性相对较高且可以优化可塑性。热塑性橡胶可以是具有4个或更多个碳原子(α)且具有约0.1g/10min至约15g/10min(@230℃,2.16kg)且优选地约0.1g/10min至13g/10min(@230℃,2.16kg)的熔融指数的乙烯-α-烯烃共聚物。当熔点小于约0.1g/10min时,出现流动性和分散性的劣化,且当熔点大于约15g/10min时,表面冲击强度劣化。
在本发明的示例性实施方式中,可以以约30至50wt%(例如,约30、35、40、45或约50wt%)且优选地约37至48wt%(例如,约37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47或约48wt%)包含热塑性橡胶。当它们的含量小于约30wt%时,触感变硬且冲击特性可能劣化,且当它们的含量大于约50wt%时,刚性极大地劣化且不能合适地进行模制期间的冷却,因此可塑性可能劣化。
超高流动性的丙烯-乙烯无规聚丙烯(b-3)可以具有约70g/10min至100g/10min(例如,约70、80、90或约100g/10min)(@230℃,2.16kg)且优选地约75g/10min至95g/10min(@230℃,2.16kg)(例如,约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94或约95g/10min)的熔融指数。当熔融指数小于约70g/10min时,可塑性和分散性劣化,且当熔融指数大于约100g/10min时,模制品的刚性劣化。
在本发明中可以以约17至28wt%(例如,约17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27或约28wt%)包含无规聚丙烯。当它们的含量小于约17wt%时,由于流动性的劣化,模制品的刚性劣化且可塑性较差,且当它们的含量大于约28wt%时,产物的悬臂梁和表面冲击特性可能劣化。
无机填料(b-4)使用选自由以下所组成的组中的一种或多种:滑石、碳酸钙、硫酸钡、玻璃泡、玻璃珠及它们的混合物。无机填料的平均粒径为约10微米或更小(例如,约10、9、8、7、6、5、4、3、2、约1微米或更小)。当平均粒径大于约10微米时,分散性劣化,因此可能发生模制品的一部分中的性能差异。另外,无机填料可以暴露于表面上,从而可能产生表面缺陷。
在本发明中可以以约6至15wt%(例如,约6、7、8、9、10、11、12、13、14或约15wt%)的范围包含通过降低收缩各向异性而为产品提供优异的尺寸稳定性和高刚性功能的无机填料。当它们的含量小于约6wt%时,收缩各向异性增加,且因此尺寸稳定性劣化,以及刚性劣化,且当它们的含量大于约15wt%时,无机填料的分散性劣化且生产力降低,因此工业效率降低。
根据本发明,可以将颗粒A和颗粒B物理地混合且使用。颗粒A与颗粒B优选的重量比是约1:3.5至约1:1。当颗粒A与颗粒B的重量比小于约1:3.5时,热塑性橡胶的比率相对过高且可能不能合适地进行冷却过程。同样,生产力下降,刚性劣化且各种添加剂不是分散的。当颗粒A与颗粒B的重量比大于约1:1时,长纤维增强材料的比率过高且在模制期间流动性不充足,以及长纤维增强材料暴露于表面上,导致表面缺陷。
除了主要组分外,本发明的树脂组合物可以添加一种或多种添加剂,包括但不限于,抗氧化剂、中和剂、抗静电剂、UV稳定剂、滑爽剂等,以便改善模制品的性能和加工特性。可以在合适的范围内调节和使用添加剂以保持表面质量、脆性和基本物理特性。
当根据以上描述的方法制备时,聚丙烯复合树脂的组合物具有包括优异的触感和尺寸稳定性的高刚性特性以及合适地用作可以被制备的车辆材料的特性。聚丙烯复合树脂的组合物具有优异的触感,因此是工业上有用的,并且不需要另外的过程,如在表面上的着色过程、模内压纹过程、热塑性橡胶二次成型和皮革覆盖或聚氨酯喷射。组合物具有为工业上的高生产力和效率所必需的优异尺寸稳定性。
在下文中,将详细地描述本发明的示例性实施方式。然而,基于以下实施例将更详细地描述本发明,并且本发明不受限于以下实施例。
实施例
以下实施例举例说明了本发明且不旨在对其进行限制。
实施例1
在将9wt%的其中调节PDI至2的均聚丙烯、28wt%的具有18wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物、3wt%的引入有5wt%的马来酸酯的改性聚丙烯、60wt%的长玻璃纤维和1份每百份树脂(PHR)的添加剂(抗氧化剂和稳定剂)物理地混合之后,由双轴挤出机通过将组合物A加工成颗粒形式来制备颗粒A。在将24wt%的具有18wt%乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物、43wt%的其晶体尺寸被调节至10至50nm的热塑性橡胶(其为具有4个碳原子(α)的乙烯-α-烯烃共聚物)、24wt%的超高流动性丙烯-乙烯无规聚丙烯、9wt%的滑石和1份每百份树脂(PHR)的添加剂(抗氧化剂和稳定剂)物理地混合之后,由双轴挤出机通过将组合物B加工成颗粒形式来制备颗粒B。以3:7的重量比将颗粒A和颗粒B物理地混合且随后在220±30℃的注射条件下注入以制备用于评价热/机械特性的试样。
实施例2
通过制备具有与实施例1中使用的组合物相同的聚丙烯复合树脂的组合物的颗粒A和颗粒B,以4:6的重量比将颗粒A和颗粒B物理地混合,且随后在220±30℃的注射条件下注入以制备用于评价热/机械特性的试样。
比较例1
通过制备具有与实施例1中使用的组合物相同的聚丙烯复合树脂的组合物的颗粒A和颗粒B,以1:9的重量比将颗粒A和颗粒B物理地混合,且随后在220±30℃的注射条件下注入以制备用于评价热/机械特性的试样。
比较例2
通过制备具有与实施例1中使用的组合物相同的聚丙烯复合树脂的组合物的颗粒A和颗粒B,以6:4的重量比将颗粒A和颗粒B物理地混合,且随后在220±30℃的注射条件下注入以制备用于评价热/机械特性的试样。
比较例3至7
比较例3至7使用用于实施例1的相同的颗粒A,以及使用具有用于实施例1的颗粒B的相同组分的组合物且根据以下表1的组合物比物理地混合以由双轴挤出机制备颗粒B。此后,以3:7的重量比将颗粒A和颗粒B物理地混合,且随后在220±30℃的注射条件下注入以制备用于评价热/机械特性的试样。
[表1]
测试实施例
试样特性的测量
通过测量10个试样,在以下表2和3中列出的结果表示除了上限和下限外的平均值,并且因此的测试方法如下。
熔融指数的测量:根据ASTM D1238方法在230℃、2.16kg的负荷下测量熔融指数。
拉伸强度和伸长率的测量:根据ASTM D638方法测量且以50mm/min的负荷施加速度测量拉伸强度。基于断裂点(fracture point)测量伸长率。
挠曲模量和挠曲强度的测量:根据ASTM D790方法测量且以10mm/min的负荷施加速度测量挠曲模量和挠曲强度。
悬臂梁冲击强度的测量:根据ASTM D256方法,在室温(23)和-30℃下由缺口试样测量悬臂梁冲击强度。
肖氏硬度的测量:根据基于ASTM D2240的D标尺(D-Scale)测量肖氏硬度。
热变形温度的测量:根据ASTM D648方法在1.82MPa的负荷下测量热变形温度。
由测量模制收缩率的收缩各向异性的测量:根据ASTM D955方法通过用具有128×128×3.2mm尺寸的试样将机器方向(MD)和横向(TD)分开来测量收缩各向异性。为了计算相应于结果值的MD方向和TD方向上的收缩各向异性,通过(具有128尺寸的TD模制收缩率/TD模制收缩率×100)计算收缩各向异性。
[表2]
如在表2中列出的,可以看出的是,根据本发明的实施例1和2的树脂组合物保持14至17%的收缩各向异性以具有高刚性,同时具有模制品的尺寸稳定性。这些树脂组合物也具有优异的悬臂梁冲击强度和外观。此外,肖氏硬度是43至49,因此可以将该印花(压纹,embossing)应用于各种纹理并且触感可以较软。
同时,仅仅在实施例1和2的颗粒之间的混合比的范围内,树脂组合物可以具有优异的刚性、冲击强度、触感、外观和收缩各向异性的平衡,并且在颗粒组合物中,仅仅在根据本发明的范围内可以实现该性质。
在比较例1和2中,颗粒之间的混合比偏离本发明的范围,可以看出,在比较例1中刚性不充足,而在比较例2中肖氏硬度较高却没有实现优异的触感,因此仅仅在本发明的范围内确保了高刚性和优异的触感。
在比较例3和4中,在颗粒B的组合物中的热塑性橡胶的含量偏离本发明的范围。在比较例3中,肖氏硬度是54从而没有实现优异的触感,而在比较例4中,在模制品的外观上气体污点(gas stain)和流污点(flow stain)严重,该外观不能是正常制品的外观。
在比较例5、6和7中,颗粒B的组合物的滑石的含量偏离本发明的范围。证实了在比较例5中,收缩各向异性是40%且因此模制品的尺寸稳定性劣化。在比较例6中,肖氏硬度是56且因此没有实现优异的触感。在比较例7中,收缩各向异性是43%且因此模制品的尺寸稳定性如同比较例5一样不充足,并且没有示出为本发明的一种重要性质的尺寸稳定性。
如在表2中列出的,与偏离本发明的范围的比较例1至7比较,可以看出,通过合适地使用它们的相应组分,根据本发明的实施例1和2的聚丙烯复合树脂的组合物可以具有优异的刚度、冲击强度、触感、外观和收缩各向异性。
本发明可以直接地代替将热塑性弹性体二次成型或着色应用至其中且确保工业中的生产力和质量的组件成为现实的替代物,因此本发明可以广泛地应用于除了车辆内部材料之外如车辆的防撞垫(crash pad)、门饰板(door trim)、柱饰板(pillar trim)和遮阳板(sun visor)的其他塑料组件或材料。
已经参照本发明的优选实施方式详细地描述了本发明。然而,应当理解,在不违背本发明的原则和精神的情况下,由本领域的那些技术人员可以对这些实施方式进行改变。因此,在所附权利要求和它们的等效物中限定其范围。

Claims (15)

1.一种具有触感和尺寸稳定性的刚性聚丙烯复合树脂的组合物,所述组合物包含:
聚丙烯树脂组合物A,所述聚丙烯树脂组合物A包含
(a-1)23wt%至60wt%的聚丙烯树脂,其中所述聚丙烯树脂是选自由均聚丙烯和具有5wt%至30wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物所组成的组中的一种或多种,
(a-2)1wt%至7wt%的向其中引入5wt%至10wt%的极性基团的改性聚丙烯,以及
(a-3)38wt%至70wt%的长纤维增强材料;以及
聚丙烯树脂组合物B,所述聚丙烯树脂组合物B包含
(b-1)16wt%至30wt%的具有5至30wt%的乙烯含量的丙烯-乙烯共聚物,
(b-2)30wt%至50wt%的具有10至50nm的晶体尺寸的热塑性橡胶,
(b-3)17wt%至28wt%的丙烯-乙烯无规聚丙烯,以及
(b-4)6wt%至15wt%的无机填料,
其中,所述聚丙烯树脂组合物A与所述聚丙烯树脂组合物B的重量比是1:3.5至1:1。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物,其中,所述均聚丙烯具有40g/10min至1,300g/10min的在230℃和2.16kg下的熔融指数以及2至4的多分散指数。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物,其中,(a-1)的所述丙烯-乙烯共聚物与(b-1)的所述丙烯-乙烯共聚物具有0.89至0.91g/cm3的比重以及25g/10min至130g/10min的在230℃和2.16kg下的熔融指数。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物,其中,(a-1)的所述丙烯-乙烯共聚物具有5wt%至20wt%的乙烯含量并且(b-1)的所述丙烯-乙烯共聚物具有15wt%至30wt%的乙烯含量。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物,其中,(a-2)的所述改性聚丙烯的一种或多种所述极性基团选自由不饱和羧酸、不饱和羧酸的衍生物以及有机硅烷化合物组成的组。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物,其中,所述改性聚丙烯中的所述极性基团是5wt%至8.5wt%并且所述改性聚丙烯是1wt%至6.5wt%。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物,其中,(a-3)的所述长纤维增强材料是选自由以下所组成的组中的一种或多种:玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、玄武岩纤维、天然纤维以及金属纤维。
8.根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物,其中,(a-3)的所述长纤维增强材料具有4至21mm的长度。
9.根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物,其中,(b-2)的所述热塑性橡胶是乙烯-α-烯烃共聚物,所述乙烯-α-烯烃共聚物具有4个或更多个碳原子、0.1g/10min至15g/10min的在230℃和2.16kg下的熔融指数、130℃至170℃的熔点以及0.86至0.87g/cm3的比重。
10.根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物,其中,(b-2)的所述热塑性橡胶是37wt%至48wt%。
11.根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物,其中,(b-3)的所述丙烯-乙烯无规聚丙烯具有70g/10min至100g/10min的在230℃和2.16kg下的熔融指数。
12.根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物,其中,所述无机填料具有10微米或更小的平均粒径,并且是选自由以下所组成的组中的一种或多种:滑石、碳酸钙、硫酸钡、玻璃泡以及玻璃珠。
13.一种由根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物制造的模制品。
14.根据权利要求13所述的模制品,其中,所述模制品是车辆内部材料或外部材料。
15.一种用于由根据权利要求1所述的聚丙烯复合树脂的组合物制造模制品的方法,包括:
混合和注射由权利要求1中的所述聚丙烯树脂组合物A制备的颗粒以及由权利要求1中的所述聚丙烯树脂组合物B制备的颗粒。
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