CN108026341A

CN108026341A - 高抗冲聚丙烯基掺混物

Info

Publication number: CN108026341A
Application number: CN201680053228.4A
Authority: CN
Inventors: 塔布提帕翁·敦龙波夫; 苏卡冲玛库勒·塔纳蓬; 蓬塔玛拆·诺普帕万
Original assignee: SCG Chemicals PCL
Current assignee: SCG Chemicals PCL
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2018-05-11
Also published as: EP3144347A1; WO2017046013A1

Abstract

本发明涉及一种基于聚丙烯的掺混物，其包含60‑95重量份的至少一种聚丙烯、5‑30重量份的至少一种聚苯乙烯、5‑20重量份的至少一种苯乙烯嵌段共聚物、和0.0005‑7重量份的至少一种添加剂；以及涉及一种包含该掺混物的制品。

Description

高抗冲聚丙烯基掺混物

技术领域

本发明涉及高抗冲聚丙烯(PP)基掺混物(复合物，compound)的配制。

背景技术

现今，已进行过许多以塑料材料替代金属的尝试。与金属和金属合金相比，塑料材料的优点是成本低、重量轻、生产率高，并且由于其易加工性而具有更好的适用性。已知工程塑料是比最广泛使用的日用品塑料(例如，聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等)具有更好的机械性能和热性能的聚合物。目前，工程塑料主要用于各种应用中的金属替代，例如汽车部件、航空内饰、油气管道和电器。尽管工程塑料在许多应用中已被广泛使用，但比日用品塑料更昂贵使其倾向于被更特定地使用。因此，对于配制日用品塑料基掺混物以增强成为用于金属替代的那些选择之一的性能存在机会。

由聚丙烯/聚苯乙烯(PP/PS)组成的聚合物共混物是现有技术熟知的。

US5969027公开了用于替代常规丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的PP基掺混物(复合物，compound)，其包含55-90wt％的聚丙烯、0.5-9wt％的选择性氢化的嵌段共聚物、2-12wt％的部分氢化的嵌段共聚物、2-8wt％的玻璃纤维、20-40wt％的碳酸钙和0.5-10wt％的云母。

US6541568公开了一种高耐刮擦、刚性和抗冲PP基掺混物，其包含40-80wt％的聚丙烯、2-18wt％的聚乙烯、5-30wt％的增韧剂、3-40wt％的苯乙烯嵌段共聚物、0-30wt％的无机填料和0-30wt％的聚合物填料。

CN103265753A公开了一种用于诸如电器和汽车应用中的激光可标记掺混物，其包含20-85wt％的聚丙烯、5-30wt％的聚苯乙烯、10wt％的相容剂和8-40wt％的无机填料、0.5-2wt％的光敏剂等。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种基于聚丙烯的掺混物，优选为高抗冲聚丙烯基掺混物，其可以在各种应用中用作工程塑料，优选作为高抗冲聚合物掺混物。尤其，应提供具有高使用温度、良好成品外观和均衡机械性能以及优异高抗冲击性的掺混物。

该目的通过以下基于聚丙烯的掺混物来实现，该掺混物包含：60-95重量份的至少一种聚丙烯、5-30重量份的至少一种聚苯乙烯、5-20重量份的至少一种苯乙烯嵌段共聚物和0.0005-7重量份的至少一种添加剂。

在本发明的掺混物中，重量份是优选的重量百分比，条件是各个成分加起来为100重量百分比，即，在这种情况下，聚丙烯的量的上限为84.9995。

在一个实施方案中，至少一种添加剂可包含0.0005-1重量份的空间位阻酚类抗氧化剂、或非酚类抗氧化剂、羟胺或其混合物，0.0005-1重量份的具有分子量低于10,000g/mol的磷基抗氧化剂的加工助剂，该磷基抗氧化剂选自亚磷酸酯(phosphite esters)、亚磷酸烷基酯、亚磷酸芳基酯、受阻亚磷酸芳基酯或其混合物，0.002-2重量份的选自分子量为约800至15,000g/mol的受阻胺光稳定剂(HALS)的UV稳定剂，0.002-2重量份的热塑性聚酯弹性体，和可选的0.0005-0.5重量份的成核剂。

可以单独地或以任何组合形式使用上面公开的添加剂。

在一个实施方案中，热塑性聚酯弹性体可以是聚醚-酯共聚物，例如

在另外的实施方案中，聚丙烯可以选自均聚物、抗冲共聚物、无规共聚物，或其混合物。

PP通常分为3种类型，均聚物、无规共聚物和嵌段共聚物。无规共聚物PP是与乙烯共聚单体无规共聚的PP。

就本发明而言的抗冲共聚物是含有乙烯-丙烯橡胶(ERP)作为抗冲改性剂的PP。

在另一实施方案中，聚苯乙烯可选自通用聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯。

通用PS(GPPS)是指聚苯乙烯均聚物，而高抗冲聚苯乙烯(HIPS)是指与丁二烯共聚单体无规共聚的聚苯乙烯。

而且，在另外的实施方案中，苯乙烯嵌段共聚物可以选自苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，或其混合物。

在一个实施方案中，加工助剂可以选自亚磷酸二酯(phosphonites)。

在另外的实施方案中，聚丙烯的量可以是60-85重量份。

在一个实施方案中，聚丙烯可以具有5-30g/10min范围内的熔体指数。

在另外的实施方案中，聚苯乙烯可以具有5-30g/10min范围内的熔体指数。

在一个实施方案中，苯乙烯嵌段共聚物可以具有5-30g/10min范围内的熔体指数。

而且，根据本发明的是包含本发明掺混物的一种制品，其优选通过注射成型、压塑成型、热成型或搪塑(凝塑成型，slush molding)制备。

本发明提供了一种高抗冲聚丙烯基掺混物聚合物，其包含聚丙烯、聚苯乙烯和苯乙烯嵌段共聚物作为增容剂。

具体实施方式

令人惊奇地发现，根据本发明的掺混物提供一种具有高使用温度、良好成品外观和均衡机械性能以及优异高抗冲击性的高抗冲聚合物掺混物。据信这些性能是通过合适的掺混(混合，compounding)工艺获得的，其产生纳米尺寸畴(纳米畴，nano‐sized domain)在聚丙烯基质中的高分布，从而提供优异的冲击性能，同时实现高熔体强度，因而在许多制造工艺如注射成型、热成型、滚塑和搪塑(凝塑成型)中的宽加工范围。

附图说明

图1是SEM图像，其示出根据下面讨论的实施例2最终分布在PP基质中的PS和苯乙烯嵌段共聚物的畴尺寸(domain size)。

图2示出相同实施例的畴尺寸分布。从图1和图2明显看出，如上概述的本发明的目的实际上是通过根据权利要求书的本发明的掺混物来实现的。

这些材料通过具有高度混合配置的双螺杆挤出机进行掺混，以提供用于各组分的良好分布混合的高剪切。为了提高掺和效率，可以使用PS和苯乙烯嵌段共聚物母料掺混物在单一工艺或两步掺混中将所有组合物直接掺混。

实施例

比较实施例1–PP/PE掺混物

将包含以下的聚丙烯掺混物(聚丙烯复合物)在双螺杆挤出机中一起充分掺混：25重量份的熔体指数(MI)为7g/10min的线性低密度聚乙烯、75重量份的MI为12g/10min的无规共聚物聚丙烯(乙烯共聚单体)、0.05重量份的非酚类抗氧化剂、0.1重量份的磷基稳定剂、0.4重量份的HALS、和0.2重量份的热塑性聚酯弹性体(聚醚-酯共聚物)。

实施例2–PP掺混物

将包含以下的聚丙烯掺混物在双螺杆挤出机中一起充分掺混：10重量份的MI为8g/10min的通用聚苯乙烯、10重量份的MI为9g/10min的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、90重量份的MI为10g/10min的抗冲共聚物聚丙烯、0.05重量份的非酚类抗氧化剂、0.1重量份的磷基稳定剂、0.3重量份的HALS、和0.2重量份的聚酯弹性体。

实施例3–PP掺混物

将包含以下的聚丙烯掺混物在双螺杆挤出机中一起充分掺混：10重量份的MI为8g/10min的通用聚苯乙烯、7.5重量份的MI为9g/10min的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物和2.5重量份的MI为14g/10min的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、和90重量份的MI为10g/10min的抗冲共聚物聚丙烯。添加剂与实施例2中的相同。

实施例4–PP掺混物

将包含以下的聚丙烯掺混物在双螺杆挤出机中一起充分掺混：20重量份的MI为8g/10min的通用聚苯乙烯、20重量份的MI为9g/10min的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、和80重量份的MI为12g/10min的均聚物聚丙烯。添加剂与实施例2中的相同。

表1

在表1中，HDT是针对热变形温度(ASTM D 648)

表1中示出实施例1-4的机械性能和热性能。比较实施例1是根据现有技术的用于滚塑(rotomolding)的PP掺混物。它还可以在没有低温系统的情况下被研磨，并且提供出色的滚塑表面质量。然而，由于其低抗冲击性，它的应用受到限制。实施例2在环境温度和高温下具有高的尺寸稳定性，分别如弯曲模量和HDT所示。实施例2和3具有相对高的抗冲击性，而实施例4具有稍高的拉伸强度，如表1所示。

实施例5–PP掺混物

将包含以下的聚丙烯掺混物在双螺杆挤出机中一起充分掺混：8.1重量份的MI为8g/10min的通用聚苯乙烯、8.1重量份的MI为9g/10min的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、81.8重量份的MI为10g/10min的抗冲共聚物聚丙烯、0.05重量份的非酚类抗氧化剂、0.1重量份的磷基稳定剂、0.3重量份的HALS和0.2重量份的聚酯弹性体。

实施例6–PP掺混物

包含以下的聚丙烯掺混物：8.1重量份的MI为8g/10min的通用聚苯乙烯、8.1重量份的MI为9g/10min的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、81.8重量份的MI为10g/10min的抗冲共聚物聚丙烯。未添加添加剂。

实施例7–PP掺混物

将包含以下的聚丙烯掺混物在双螺杆挤出机中一起充分掺混：8.1重量份的MI为8g/10min的通用聚苯乙烯、8.1重量份的MI为9g/10min的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、和81.8重量份的MI为12g/10min的均聚物聚丙烯。添加剂与实施例4中的相同。

实施例8–PP掺混物

将包含以下的聚丙烯掺混物在双螺杆挤出机中一起充分掺混：8.1重量份的MI为8g/10min的通用聚苯乙烯、8.1重量份的MI为9g/10min的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、和81.8重量份的MI为12g/10min的均聚物聚丙烯。未添加添加剂。

表2

性能

单位

方法

实施例5

实施例6

实施例7

实施例8

HDT

℃

ASTM D648

93.8

90.6

106.3

101.1

弯曲模量

MPa

ASTM D790

1040

996

1325

1296

表2中示出实施例5-8的热性能(HDT)和弯曲模量。

为了比较没有添加剂的实施例5至实施例6和没有添加剂的实施例7至实施例8，实施例5和实施例7的热性能和弯曲模量性能显示比没有添加剂的实施例6和实施例8有更大的改进。因此，添加剂的类型和一定量的添加剂会影响热性能和弯曲模量性能。

根据ASTM D 1238(230℃和2.16kg重量)测量上述所有成分的熔体指数(MI)。

在前面的描述中、在权利要求书和附图中公开的特征可以单独地或以任何组合的方式作为以不同形式实现本发明的材料。

Claims

1.基于聚丙烯的掺混物，包含：

a.60-95重量份的至少一种聚丙烯，

b.5-30重量份的至少一种聚苯乙烯，

c.5-20重量份的至少一种苯乙烯嵌段共聚物，和

d.0.0005-7重量份的至少一种添加剂。

2.根据权利要求1所述的掺混物，其中所述至少一种添加剂包含：

i.0.0005-1重量份的位阻酚类抗氧化剂、非酚类抗氧化剂、羟胺，或其混合物，

ii.0.0005-1重量份的具有分子量低于10,000g/mol的磷基抗氧化剂的加工助剂，所述磷基抗氧化剂选自亚磷酸酯、亚磷酸烷基酯、亚磷酸芳基酯、受阻亚磷酸芳基酯，或其混合物，

iii.0.002-2重量份的选自分子量为约800至15,000g/mol的受阻胺光稳定剂(HALS)的UV稳定剂，

iv.0.002-2重量份的热塑性聚酯弹性体，

v.可选的0.0005-0.5重量份的成核剂。

3.根据权利要求1或2所述的掺混物，其中聚丙烯选自均聚物、抗冲共聚物、无规共聚物，或其混合物。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的掺混物，其中聚苯乙烯选自通用聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的掺混物，其中苯乙烯嵌段共聚物选自苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，或其混合物。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的掺混物，其中所述加工助剂选自亚膦酸二酯。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的掺混物，其中所述聚丙烯的量为60-85重量份。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的掺混物，其中所述聚丙烯具有5-30g/10min范围内的熔体指数。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的掺混物，其中所述聚苯乙烯具有5-30g/10min范围内的熔体指数。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的掺混物，其中所述苯乙烯嵌段共聚物具有5-30g/10min范围内的熔体指数。

11.一种制品，包含权利要求1-10中任一项所述的掺混物，所述制品优选通过注射成型、压塑成型、热成型或搪塑制备。