CN110922679A - 一种耐划伤耐光老化的聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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陈晓敏
王海华
沈岳新
杨仓先
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Abstract

本发明的一种耐划伤耐光老化的聚丙烯材料，由以下质量分数的原料制备而成：聚丙烯：60%～70%，滑石粉：15%～25%，增韧剂：3%～10%，耐刮伤剂：2%～5%，金属钝化剂：0～0.5%，成核剂：0.1%～0.5%，炭黑：0.3%～2%，光稳定剂：0.1%～0.5%，抗氧剂：0.1%～1%。本发明制得的聚丙烯材料，在保证具有良好耐划伤性能的前提下，具有在长期光照的条件下不出现发白、变色、发黏、开裂的性能，同时兼顾了耐划伤性能和耐光老化性能。

Description

一种耐划伤耐光老化的聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚丙烯复合材料领域，具体涉及一种耐划伤耐光老化的聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯具有密度低、易加工、力学性能好、性价比高等众多优点，被广泛的应用于汽车、家电等领域。但是聚丙烯材料表面硬度低，耐划伤性能差，在生产、运输及使用的过程中，不可避免受到硬物的触碰，从而出现划痕，影响其美观，从而限制其在汽车内外饰中的应用。但对于长时间暴露在阳光下易划伤的制件，不仅仅要满足耐划伤的性能，还要同时满足耐光老化的性能。但改善耐划伤性能的同时，往往会出现在长期光照的情况下出现发白，发黏，变色甚至开裂的现象。因此对于对长时间暴露于光照下易划伤的制件来说，耐划伤性能和耐光老化性能同时提高就显得十分重要了。
专利文献CN106700254A公开了一种采用聚乙烯蜡和小分子抗静电剂来降低材料表面摩伤系数来提高耐划伤性能。专利文献 CN201610318438公开了一种采用离子型共聚物如乙烯-甲基丙烯酸钠盐添加到PP材料中，离子型共聚物在材料成型过程中迁移到表面，提高表面硬度来提高耐划伤性能。专利文献CN201610009345公开了一种采用二甲基硅氧烷为耐划伤剂来提高PP材料的耐划伤性能。
然而对于长时间暴露于阳光下的汽车零部件聚丙烯材料不仅要求具有良好的耐划伤的性能，还要具有优异的耐光老化的性能。而目前常用的改善聚丙烯耐划伤性能的同时，会导致材料的耐光老化性能降低，出现发白、变色甚至开裂的现象。因此开发一款既有优异的耐划伤性能又具有良好的耐光老化性能的聚丙烯材料就显得非常必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐划伤耐光老化的聚丙烯材料及其制备方法，以克服现有技术存在的聚丙烯材料在具有良好的耐划伤性能的条件下长期光照易出现发白的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种耐划伤耐光老化的聚丙烯材料，其特征在于，由以下质量分数的原料制备而成：
聚丙烯：60％～70％，
滑石粉：15％～25％，
增韧剂：3％～10％，
耐刮伤剂：2％～5％，
金属钝化剂：0～0.5％，
成核剂：0.1％～0.5％，
炭黑：0.3％～2％，
光稳定剂：0.1％～0.5％，
抗氧剂：0.1％～1％；
所述聚丙烯为共聚聚丙烯，熔指230℃，2.16kg条件下的熔指为20～ 50g/10min；
所述滑石粉为3000～5000目；
所述增韧剂为乙烯辛烯共聚物或乙烯丁烯共聚物中的一种或者两种；
所述耐刮伤剂为硅酮类刮伤剂或酰胺类刮伤剂中的一种；
所述金属钝化剂为肼类化合物的衍生物类金属钝化剂，例如NN-二取代肼类化合物；
所述成核剂为有机金属盐类的α成核剂，所述成核剂的作用是细化晶粒，提高材料的结晶度，能够阻隔氧气等小分子的进入，延缓聚丙烯分子氧化降解的速度；
所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；
所述抗氧剂为抗氧剂1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂168(亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯)、抗氧剂3114 (1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸)、抗氧剂DLTP(硫代二丙酸双月桂酯)中的一种或者几种混合物。
本发明所述的一种耐划伤耐光老化聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述原料混合均匀，在送入双螺杆挤出机的料筒中，经熔融、共混、挤出、冷却、造粒制得改性后的聚丙烯材料；其中所使用的挤出机为螺杆直径35mm，长径比为40，从加料口到机头处的温度依次为120℃、180℃、 210℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃、200℃，主机转速为400转/min。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
本发明制得的聚丙烯材料，在保证具有良好耐划伤性能的前提下，具有在长期光照的条件下不出现发白、变色、发黏、开裂的性能，同时兼顾了耐划伤性能和耐光老化性能。
具体实施方式
本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实施范围内对实施例进行变换、变型都可在本发明权利要求的范围内。
本发明实施例以及对比例所用原料：
PP K8025：共聚聚丙烯，中国台湾化纤，熔融指数为28g/10min(230℃， 2.16kg)；
POE DF610:聚烯烃增韧剂，三井化学，密度为0.86g/cm3；
耐刮擦剂：道康宁，MB50-001；
滑石粉：3000目，金田JM-209；
光稳定剂：XT855，德国巴斯夫；
金属钝化剂：Irgamet TTZ，德国巴斯夫；
成核剂：NA11，日本艾迪科。
实施例1～5和对比例1～2
实施例1～5和对比例1～2的原料组成列于表1。
将聚丙烯、滑石粉、增韧剂、耐刮伤剂、光稳定剂、抗氧剂等组成成分在高速搅拌锅中混合均匀，然后将混合均匀的材料加入双螺杆挤出机的料筒中；设定温度、螺杆转速、喂料速度等参数，经熔融、共混、挤出、冷却、造粒制得改性后的聚丙烯材料；其中所使用的挤出机为螺杆直径 35mm，长径比为40，从加料口到机头处的温度依次为120℃、180℃、210℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃、200℃，主机转速为400 转/min。
表1实施例1～5和对比例1～2的原料及质量分数
Figure BDA0002273863020000041
Figure BDA0002273863020000051
对实施例1～5和对比例1～2制得的聚丙烯材料注塑样板进行耐划伤性能测试和氙灯老化性能进行测试：耐划伤性能：按照标准ISO19252测试；氙灯老化性能：按照标准ISO4892-2：2006进行测试。
由实施例1～5和对比例1～2制备的聚丙烯材料测试结果如表2：
表2实施例1～4和对比例1～2的测试结果
Figure BDA0002273863020000052
从表中数据可以看出添加金属钝化剂的实施例2～4不仅具有良好的耐划伤性能，而且耐光老化的性能也表现更加的优异。
从实施例1～4和对比例1～2中可以看出，金属钝化剂的加入使聚丙烯材料的氙灯老化的性能明显提高；由实施例1与对比例1可以看出，耐划伤剂的加入会恶化聚丙烯材料的光老化性能；由实施例1～2与对比例2 可知，单独添加金属钝化剂并不能起到提高聚丙烯材料光稳定的效果，需要光稳定剂和金属钝化剂一起使用才能起到比较好的协同效果；但是从实施例2～4来看，在金属钝化剂与光稳定剂协同的过程中可以看出，并不是金属钝化剂的添加量越多光老化性能越好，而是呈现先降低由增加的趋势，因此添加0.1％的金属钝化剂就能满足和光稳定剂起到协同作用，就能起到提高光老化性能的作用。

Claims (8)

1.一种耐划伤耐光老化的聚丙烯材料，其特征在于，由以下质量分数的原料制备而成：
聚丙烯：60%～70%，
滑石粉：15%～25%，
增韧剂：3%～10%，
耐刮伤剂：2%～5%，
金属钝化剂：0～0.5%，
成核剂：0.1%～0.5%，
炭黑：0.3%～2%，
光稳定剂：0.1%～0.5%，
抗氧剂：0.1%～1%。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯为共聚聚丙烯，熔指230℃，2.16kg条件下的熔指为20～50g/10min。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述滑石粉为3000～5000目；所述增韧剂为乙烯辛烯共聚物或乙烯丁烯共聚物中的一种或者两种。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述耐刮伤剂为硅酮类刮伤剂或酰胺类刮伤剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述金属钝化剂为肼类化合物的衍生物类金属钝化剂。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述成核剂为有机金属盐类的α成核剂。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂3114、抗氧剂DLTP中的一种或者几种混合物。
8.一种如权利要求1～7任意一项所述的耐划伤耐光老化聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述原料混合均匀，在送入双螺杆挤出机的料筒中，经熔融、共混、挤出、冷却、造粒制得改性后的聚丙烯材料；其中所使用的挤出机为螺杆直径35mm，长径比为40，从加料口到机头处的温度依次为120℃、180℃、210℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃、200℃，主机转速为400转/min。
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