CN111187481A - 聚丙烯树脂组合物、其制备方法以及由其模制的成型品 - Google Patents

聚丙烯树脂组合物、其制备方法以及由其模制的成型品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚丙烯树脂组合物、其制造方法以及由其模制的成型品。根据本发明的实施例的聚丙烯树脂组合物不仅因其具有高流动性而具有优异的成型性,而且由其制备的成型品在刚性和耐冲击性之间完美平衡,外观缺陷如流痕被抑制,且具有优异的延伸率和光泽度。

Description

聚丙烯树脂组合物、其制备方法以及由其模制的成型品
技术领域
本发明涉及聚丙烯树脂组合物、其制造方法以及由其模制的成型品。尤其,本发明涉及一种由于流动性高而具有优异的成型性的聚丙烯树脂组合物、制备该聚丙烯树脂组合物的方法、以及由该聚丙烯树脂组合物模制的成型品,所述成型品在刚性和耐冲击性之间完美平衡、外观缺陷如流痕被抑制、且延伸率和光泽度优异。
背景技术
目前,已尝试用将聚丙烯树脂注塑成型而制备的成型品来作为汽车部件或电子产品部件。在这种情况下,汽车的燃油经济性由于部件的轻质化而可以提高。此外,聚丙烯树脂的优点在于:聚丙烯树脂不仅因其比其他树脂便宜而可以降低成型品的制造成本,且易于回收利用。
然而,当使用将聚丙烯树脂注塑成型而制备的成型品来作为汽车部件或电子产品部件时,可能会出现外观缺陷,如流痕。此外,如果成型品的物理性质(如,延伸率)较低时,则使用该成型品作为汽车部件受到限制。同时,优选光泽度优异的成型品,以用作电子产品的材料。
一方面,可以使用成型品的涂覆方法来解决在聚丙烯树脂的成型品中可能出现的外观缺陷如流痕或凝胶(gel)。此外,可以使用增加聚丙烯树脂中的乙烯-丙烯橡胶共聚物的含量或添加乙烯类橡胶的方法来提高成型品的延伸率。然而,在该种情况下,生产率降低或添加橡胶共聚物的成本增加了总生产成本,这并不可取。
因此,需要开发一种聚丙烯树脂组合物,该组合物抑制外观缺陷,且能够制备出延伸率和光泽度优异的成型品。
发明的内容
技术问题
由此,本发明的目的在于提供一种聚丙烯树脂组合物,其因流动性高而具有优异的成型性,能够提供由该聚丙烯树脂组合物模制的成型品,该成型品在刚性和耐冲击性之间完美平衡、外观缺陷如流痕被抑制、且延伸率和光泽度优异。
本发明的另一个目的在于提供一种上述聚丙烯树脂组合物的制备方法。
本发明的又另一个目的在于提供一种由上述聚丙烯树脂组合物模制的成型品,具体地,提供一种用于汽车部件、或家用电器和电子产品部件的聚丙烯树脂组合物成型品。
技术方案
根据用于实现上述目的的本发明的一个具体实施例,提供一种聚丙烯树脂组合物,其特征在于,该聚丙烯树脂组合物为包含乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的聚丙烯树脂组合物,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂包含70~95重量%的均聚聚丙烯组分,和5~30重量%的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯含量为3~15重量%,乙烯-丙烯橡胶共聚物组分中的乙烯含量为20~50摩尔%,在230℃下,以2.16kg负荷进行测量时,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的熔融指数为30~120g/10分钟,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分与均聚聚丙烯组分的特性粘度之比为3~8。
通过动态机械分析仪测得的上述乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的橡胶相的玻璃化转变温度在-55至-30℃的温度范围内可具有两个峰互相重叠的形态。
此外,上述乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂可以由均聚聚丙烯组分和乙烯-丙烯橡胶共聚物组分进行分段聚合而成。
当利用螺旋流动模具(Spiral Flow Mould)注塑根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂组合物时,浑浊部分与光泽部分的对比度可以为0.5或以下。
根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂组合物还可以包含选自热稳定剂、中和剂、补强材料、填料、耐候稳定剂,抗静电剂、润滑剂、增滑剂、成核剂、阻燃剂、颜料和染料中的一种或多种添加剂。
具体地,基于100重量份的根据本发明的实施例的聚丙烯树脂组合物,该组合物可进一步包含0.1至0.5重量份的热稳定剂。
优选地,热稳定剂为选自四(亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基)氢甲硅烷基酯)(Tetrakis(methylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy)hydrosilylnate/hydrosilylate)、1,3,5-三甲基-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)(1,3,5-trimethyl-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzene)、以及三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite)中的一种或多种物质。
根据本发明的另一个具体实施例,提供一种聚丙烯树脂组合物的制备方法,该方法包括在两个或两个以上连续反应器中使均聚聚丙烯聚合的第一步聚合步骤、以及在聚合的均聚聚丙烯的存在下,通过供入乙烯和丙烯使乙烯-丙烯橡胶共聚物组分共聚,从而获得乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的第二聚合步骤。
在上述制备方法中,各聚合步骤可在齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂的存在下进行。在此,可以通过将选自TiCl3和TiCl4中的一种或多种氯化钛负载在氯化镁(MgCl2)载体上来合成齐格勒-纳塔催化剂。
此外,可使用选自三乙基铝、二乙基氯化铝、三丁基铝、三异丁基铝和三辛基铝中的一种或多种烷基铝化合物作为齐格勒-纳塔催化剂的助催化剂;可使用选自二苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基乙基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、甲氧基三甲基硅烷,异丁基三甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二叔丁基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷和二环己基二甲氧基硅烷中的一种或多种有机硅烷化合物作为外源电子供体。
在上述制备方法中,第一聚合步骤和第二聚合步骤可以在同一聚合反应器,或不同的聚合反应器中进行。
优选地,第一聚合步骤是在两个或两个以上的本体聚合反应器中,在齐格勒-纳塔催化剂的存在下,使均聚聚丙烯聚合的步骤,第二聚合步骤是在气相聚合反应器中,在第一聚合步骤中聚合的均聚聚丙烯和齐格勒-纳塔催化剂的存在下,通过供入乙烯和丙烯使乙烯-丙烯共聚物橡胶组分共聚,从而获得乙烯-丙烯嵌段共聚物的步骤。
在230℃下,以2.16kg负荷测量时,在第一聚合步骤的最终聚合反应器中所获得的均聚聚丙烯的熔融指数可为100~250g/10min。
此外,存在于进行第二聚合步骤的气相反应器中的乙烯含量与烯烃总量的摩尔比可为0.30至0.90。
根据本发明的另一个具体实施例,提供一种由上述聚丙烯树脂组合物模制的聚丙烯树脂成型品。
优选地,根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂成型品具有20%或以上的延伸率和80%或以上的光泽度。
根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂成型品可选自汽车内外部件、以及家用电器和电子产品的高光泽度外部部件。
发明的有益效果
根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂组合物因其具有高流动性而在成型性上是优异的。由该聚丙烯树脂组合物模制的成型品的刚性和耐冲击性之间完美平衡,外观缺陷如流痕被抑制,并延伸率和光泽度优异。因此,根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂成型品可以有益地用作汽车的内外部件、以及家用电器和电子产品的高光泽度外部部件等。
附图说明
图1示出了实施例1的乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的动态机械分析图。
图2示出了比较例1的乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的动态机械分析图。
具体实施方式
以下,将详述本发明。
根据本发明的一个具体实施例的聚丙烯树脂组合物包含乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂包含70~95重量%的均聚聚丙烯组分、和5~30重量%的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯含量为3~15重量%,乙烯-丙烯橡胶共聚物组分中的乙烯含量为20~50摩尔%,在230℃下,以2.16kg负荷进行测量时,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的熔融指数为30~120g/10分钟,并且,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分与均聚聚丙烯组分的特性粘度之比为3~8。
根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂组合物包括乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂。在这种情况下,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂包括均聚聚丙烯组分和乙烯-丙烯橡胶共聚物组分。
优选地,经过动态机械分析仪(dynamic mechanical analyzer;DMA)测量,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的橡胶相的玻璃化转变温度在-55至-30℃的温度范围内,可具有两个峰互相重叠的形态。
动态机械分析能够通过相对于在-100至150℃的温度范围内的温度测量的tanδ(即,损耗模量(loss modulus)与储能模量(storage modulus)之比)来测量高分子材料的玻璃化转变温度(glass transition temperature,Tg)。如图1所示,本发明的乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂显示橡胶相的玻璃化转变温度较宽,其中在-55至-30℃的温度范围内有两个峰互相重叠。在该种情况下,可以使均聚聚丙烯和乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的橡胶相之间的界面稳定,从而具有作为本发明的目的的较高的延伸率。如果,当玻璃化转变现象如图2所示,在-50℃附近呈单峰的形态,则可能无法使均聚聚丙烯和乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的橡胶相之间的界面足够稳定,这可能降低树脂组合物的延伸率。
此外,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂可以由均聚聚丙烯组分和乙烯-丙烯橡胶共聚物组分按顺序聚合而成。
在这种情况下,基于乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的总重量,均聚聚丙烯组分的含量为70~95重量%,乙烯-丙烯橡胶共聚物组分的含量为5~30重量%。优选地,基于乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的总重量,均聚聚丙烯组分的含量为80~90重量%,乙烯-丙烯橡胶共聚物组分的含量为10~20重量%。
如果乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分的含量小于5重量%,则成型品的冲击强度可能因橡胶组分的含量较低而降低,而如果该含量超过30重量%,则成型品的弯曲强度和拉伸强度可能会相对降低,这并非是优选的。在这种情况下,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯-丙烯橡胶共聚物的含量可以以溶剂提取物的量来测量,其中,优选二甲苯作为溶剂。
乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯含量为3至15重量%,优选为4至12重量%,更优选为4至8重量%。如果乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯含量小于3重量%,则成型品的耐冲击性可能会降低。另一方面,如果所述乙烯含量超过15重量%时,则成型品的弯曲强度和光泽度可能会降低,这并非是优选的。
另一方面,作为乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的成分,乙烯-丙烯橡胶共聚物组分中的乙烯含量为
Figure BDA0002270250520000031
摩尔%,优选为
Figure BDA0002270250520000032
摩尔%。如果所述乙烯含量小于20mol%,则成型品的耐冲击性可能会降低。另一方面,如果所述乙烯含量超过50摩尔%,则成型品的硬度、耐热性、以及光泽度等可能会降低,这并非是优选的。
当根据ASTM D1238,在230℃下、以2.16kg负荷测量时,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的熔融指数(melt index;MI)为30~120g/10分钟,优选为30~100g/10分钟,更优选为30~60g/10分钟。虽然所述熔融指数越高,则组合物的流动性越高,但是,如果所述熔融指数超过上述范围的上限,则成型品的延伸率可能会降低,这并非是优选的。
乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分(即,二甲苯提取物;XS)和均聚聚丙烯组分(homoPP)之间的特性粘度之比(ηXS/ηhomoPP)为3~8。优选地,乙烯-丙烯橡胶共聚物组分和均聚聚丙烯组分之间的特性粘度之比为4~6。如果特性粘度之比(ηXS/ηHomoPP)小于3,则在注塑聚丙烯树脂组合物时,在成型品的外观上可能产生严重的流痕。另一方面,如果该特性粘度之比超过8,则聚丙烯树脂组合物的流动性会降低,从而无法在成型性上获得提高。
此外,当使用螺旋流动模具注塑根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂组合物时,浑浊部分与光泽部分的对比度可为0.5或以下。当该对比度为0.5或以下时,在由该聚丙烯树脂组合物制备的成型品上几乎观察不到外观缺陷如流痕。
在不脱离本发明范围的范围内,根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂组合物可进一步包含常规添加剂。例如,聚丙烯树脂组合物可包含热稳定剂、中和剂、补强材料、填料、耐候稳定剂、抗静电剂、润滑剂、增滑剂、成核剂、阻燃剂、颜料、染料等,但不限于此。
优选地,根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂组合物可以进一步包括热稳定剂以增加其热稳定性。在这种情况下,每100重量份的聚丙烯树脂组合物,可以添加0.1~0.5重量份,优选0.2~0.3重量份的热稳定剂。如果热稳定剂的含量小于0.1重量份,则难以确保长期的热稳定性。另一方面,如果热稳定剂的含量超过0.5重量份,则热稳定剂可能会溶出、或产品的经济效率可能会降低,这并非是优选的。
上述热稳定剂可以是酚类抗氧化剂、亚磷酸盐类抗氧化剂等,具体地,该热稳定剂可为选自四(亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基)氢甲硅烷基酯)(Tetrakis(methylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy)hydrosilylnate)、1,3,5-三甲基-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)(1,3,5-trimethyl-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzene)、以及三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite)中的一种或多种抗氧化剂,但不限于此。
根据本发明的另一具体实施例的聚丙烯树脂组合物的制备方法,其包括在两个或两个以上连续反应器中使均聚聚丙烯聚合的第一步聚合步骤、以及在均聚聚丙烯的存在下,通过供入乙烯和丙烯来使乙烯-丙烯橡胶共聚物组分共聚,从而获得乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的第二聚合步骤。
在这种情况下,各聚合可利用如淤浆法、本体法、气相法等在本发明技术领域中已知的常规方法和反应条件。
另一方面,上述制备方法中的各聚合步骤可以在齐格勒-纳塔催化剂的存在下进行。虽然,可以不受限制地使用本领域已知的齐格勒-纳塔催化剂,但具体地,可以通过将如氯化钛(TiCl3或TiCl4)的钛化合物负载在氯化镁(MgCl2)载体中来合成齐格勒-纳塔催化剂。在此,优选助催化剂以及外源电子供体与催化剂同时使用。
烷基铝化合物可用作助催化剂。烷基铝化合物包括三乙基铝、二乙基氯化铝、三丁基铝、三异丁基铝和三辛基铝等,但不限于此。
此外,优选有机硅烷化合物作为外源电子供体。有机硅烷化合物的例子包括,二苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基乙基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、甲氧基三甲基硅烷,异丁基三甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二叔丁基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、二环己基二甲氧基硅烷等,但不限于此。
在根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂组合物的制备方法中,上述第一聚合步骤和第二聚合步骤可以在同一聚合反应器,或不同聚合反应器中进行。
优选地,第一聚合步骤是在两个或两个以上的本体聚合反应器中,在齐格勒-纳塔催化剂的存在下,使均聚聚丙烯聚合的步骤,第二聚合步骤是在气相聚合反应器中,在第一聚合步骤中聚合的均聚聚丙烯和齐格勒-纳塔催化剂的存在下,通过供入乙烯和丙烯以使乙烯-丙烯橡胶共聚物共聚,从而获得乙烯-丙烯嵌段共聚物的步骤。
在此,在230℃下,以2.16kg负荷测量时,在第一聚合步骤的最终聚合反应器中所获得的均聚聚丙烯的熔融指数可为100~250g/10min。在这种情况下,可以操作各反应器,以使在两个或两个以上的本体聚合反应器的各反应器中聚合的均聚聚丙烯的熔融指数逐渐降低,可替代地,可以操作各反应器,使各反应器中聚合的均聚聚丙烯的熔融指数相同。可以通过进给于各聚合反应器中的氢的量来调节各聚合反应器中产生的聚合物的熔融指数。
继而,通过将第一聚合步骤中获得的均聚聚丙烯转移到进行乙烯-丙烯共聚的气相反应器中,并同时加入乙烯和丙烯,以使固态的均聚聚丙烯以及新添加的作为乙烯-丙烯橡胶共聚物组分的乙烯和丙烯继续共聚,从而制备乙烯-丙烯嵌段共聚物。
在这种情况下,存在于进行第二聚合步骤的气相聚合反应器中的乙烯含量与烯烃总量的摩尔比(molar ratio)可为0.30至0.90,优选为0.30~0.80,更优选为0.30~0.70。
如此获得的乙烯-丙烯嵌段共聚物可与常规添加剂混合而不脱离本发明的范围。添加剂的具体类型和含量与上述聚丙烯树脂组合物的相关内容基本相同。
此时,混合乙烯-丙烯嵌段共聚物和添加剂的方法没有特别限制,可以使用本发明所属领域中公知的聚丙烯树脂组合物的制备方法,或适当修改后使用。
具体地,例如,乙烯-丙烯嵌段共聚物和添加剂以预定量供入到混合器如捏炼机(kneader)、辊(roll)、班伯里密炼机(Banbury mixer),或单螺杆/双螺杆挤压机中后,并用这些机器来混合,从而制备本发明的聚丙烯树脂组合物。
根据本发明的又另一个具体实施例,提供一种由聚丙烯树脂组合物模制的聚丙烯树脂成型品。
由根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂组合物制备成型品的方法没有特别限制,可以使用本发明技术领域中公知的任何方法。例如,可以通过注塑成型、或挤压成型等常规方法来使根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂组合物成型,从而制备聚丙烯树脂的成型品。
优选地,根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂成型品具有20%或以上的延伸率和80%或以上的光泽度。如果延伸率小于20%,则成型品易碎,如果光泽度小于80%,则作为要求高光泽度的电子产品和家用电器的部件的用途受到限制。
根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂成型品可以应用于要求外观特性和耐冲击性优异的塑料产品。例如,该成型品可用作具有高光泽度的汽车内外饰塑料部件以及例如电子产品,家电产品和建筑材料等的高光泽外饰部件。优选地,上述成型品可选自汽车内·外饰塑料部件、以及家电·电子产品的高光泽外饰部件。
实施例
以下,将通过实施例和比较例对本发明进行更详细的描述。但,以下实施例仅用于说明本发明,本发明的范围并非仅限于此。
实施例1~3和比较例1~5
乙烯-丙烯嵌段共聚物的聚合
将氯化钛(TiCl4)负载在氯化镁(MgCl2)载体上之后,添加作为外源电子供体的二环戊基二甲氧基硅烷、和作为用于活化催化剂的助催化剂的三乙基铝,以获得齐格勒-纳塔催化剂。通过在上述齐格勒-纳塔催化剂的存在下,在串联排布的四个聚合反应器中的第一至第三个本体聚合反应器中供入丙烯来制备均聚聚丙烯。将由此生成的均聚聚丙烯转移到第四气相聚合反应器中,并在上述齐格勒-纳塔催化剂的存在下,通过供入乙烯和丙烯来进行气相聚合,从而制备乙烯-丙烯嵌段共聚物。在这种情况下,通过进给于各聚合反应器中的氢的量来调节在各聚合反应器中生成的聚合物的熔融指数。
通过以下方法测量获得的乙烯-丙烯嵌段共聚物的组成和物理性质,结果示于下表1中。
(1)熔融指数(melt index;g/10分钟)
根据ASTM D1238,在230℃下、以2.16kg的负荷测量乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的熔融指数。
(2)乙烯-丙烯嵌段共聚物中的乙烯含量(B-C2;重量%)
通过红外吸收光谱(FT-IR)分析乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂,并使用720cm-1和740cm-1的特征峰测量乙烯的含量。
(3)乙烯-丙烯橡胶共聚物组分(二甲苯提取物)的含量(XS;重量%)
在140℃下,使乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂以1重量%的浓度在二甲苯中溶解1小时,然后将其在室温下静置2小时。此后,从其中除去溶剂,并测量二甲苯提取物(二甲苯可溶物,xylene soluble)的重量。用占乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的总重量的重量百分比表示所获得的二甲苯提取物的重量。
(4)乙烯-丙烯橡胶共聚物组分中的乙烯含量(XS-C2;摩尔%)
通过红外吸收光谱分析上述(3)中获得的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分(即,二甲苯提取物)来测量乙烯含量,并将其单位换算为摩尔%。
(5)特性粘度之比
使用特性粘度计分别测量通过用二甲苯提取出的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分以及均聚聚丙烯组分的特性粘度,并计算其比率。
(6)橡胶相的玻璃化转变温度
利用注塑样品,通过用TA Instruments的动态机械分析仪来测量样品中橡胶相的玻璃化转变温度。在
Figure BDA0002270250520000051
的温度范围内,以2℃/min的速度进行升温的同时,以振幅(amplitude)为15μm,频率(frequency)为1Hz进行测量。在此,通过测量的储能模量(storage modulus)和损耗模量(loss modulus)之比(tanδ)的变化来测量样品中橡胶相的玻璃化转变温度。
【表1】
Figure BDA0002270250520000061
B-熔融指数:乙烯-丙烯嵌段共聚物的熔融指数
B-C2:乙烯-丙烯嵌段共聚物中的乙烯含量
XS:乙烯-丙烯嵌段共聚物中的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分(二甲苯提取物)含量
XS-C2:乙烯-丙烯橡胶共聚物组分中的乙烯含量
特性粘度之比:乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分和均聚聚丙烯组分的特性粘度之比
样品的制备
使用150吨Woojin注塑机,在
Figure BDA0002270250520000062
下,用以上实施例和比较例中制备的乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂进行注塑,以获得ASTM-1标准样品和厚度为2mm的平板型样品。
实验实施例
通过以下方法测试由用各实施例和比较例中获得的乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂模制的样品。结果示于以下表2和表3中。
(1)外观缺陷,如流痕
通过厚度为1.5mm和宽度为3cm的螺旋流动模具注塑机进行各聚丙烯树脂组合物注塑,用数码相机拍摄注塑物后,利用图像分析程序(ImageJ)来确定混浊部分和光泽部分的对比度。浑浊部分和光泽部分之间的对比度越小,则与流痕相关的外观特性越优异。根据对比度,流痕程度如下:
0.5以下:几乎观察不到流痕。
0.5至1.0:观察到流痕。
1.0以上:清晰地观察到流痕。
(2)弯曲模量(flexural modulus;kgf/cm2)
根据ASTM D790方法进行测量弯曲模量。
(3)艾氏(IZOD)冲击强度(impact strength;kgf cm/cm)
根据ASTMD256方法,在室温(23℃)和低温(-20℃)下进行测量。
(4)抗拉强度(tensile strength;kgf/cm2)和延伸率(elongation;%)
根据ASTM D638方法进行测量。
(5)硬度(hardness)
根据ASTM D785方法进行测量。
(6)光泽度(%)
根据ASTM D523方法,在60°角处测量反射光的量。
【表2】
Figure BDA0002270250520000071
【表3】
Figure BDA0002270250520000072
从表1至表3可以看出,在乙烯-丙烯嵌段共聚物中的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分(二甲苯提取物)与均聚聚丙烯之间的特性粘度之比为3或以上并且乙烯-丙烯橡胶共聚物组分中的乙烯含量为20~50摩尔%的实施例1~3中,由聚丙烯树脂组合物制备的成型品的流痕显著减少,延伸率为20%或以上,光泽度为80%或以上。此外,如图1所示,通过DMA测量的树脂中橡胶相的玻璃化转变温度在-55至-30℃的温度范围内具有两个峰彼此重叠的形态。因此均聚聚丙烯基质与橡胶相之间的界面稳定,结果组合物的延伸率高。
另一方面,在上述特性粘度之比小于3,或者乙烯-丙烯橡胶共聚物组分中的乙烯含量超过50摩尔%的比较例1~5中,在由聚丙烯树脂组合物制备的成型品中观察到流痕,且光泽度和延伸率降低。此外,如图2所示,通过DMA测量的树脂中橡胶相的玻璃化转变温度在-50℃附近显示单峰,因此均聚聚丙烯基质和橡胶相之间的界面不稳定,结果组合物的延伸率较低
由此,根据属于本发明范围内的实施例的聚丙烯树脂组合物不仅由于流动性高而具有优异的成型性,而且,由该聚丙烯树脂组合物制备的成型品的刚性和耐冲击性之间还完美平衡,外观缺陷如流痕被抑制,且具有优异的延伸率和光泽度。因此,根据本发明的具体实施例的聚丙烯树脂成型品可以有效地用作汽车的内外部件、以及家用电器和电子产品的带高光泽度外部部件等。

Claims (18)

1.一种包含乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的聚丙烯树脂组合物,其中
乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂包含70~95重量%的均聚聚丙烯组分,和5~30重量%的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯含量为3~15重量%,乙烯-丙烯橡胶共聚物组分中的乙烯含量为20~50摩尔%,在230℃下,以2.16kg负荷进行测量时,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的熔融指数为30~120g/10分钟,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂中的乙烯-丙烯橡胶共聚物组分与均聚聚丙烯组分之间的特性粘度之比为3~8。
2.根据权利要求1所述聚丙烯树脂组合物,其特征在于,
经过动态机械分析仪测量,乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的橡胶相的玻璃化转变温度在-55至-30℃的温度范围内具有两个峰互相重叠的形态。
3.根据权利要求1所述聚丙烯树脂组合物,其特征在于,
乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂由均聚聚丙烯组分和乙烯-丙烯橡胶共聚物组分进行分段聚合而成。
4.根据权利要求1所述聚丙烯树脂组合物,其特征在于,
在利用螺旋流动模具进行聚丙烯树脂组合物注塑时,浑浊部分与光泽部分的对比度为0.5或以下。
5.根据权利要求1所述聚丙烯树脂组合物,其特征在于,
进一步包含选自热稳定剂、中和剂、补强材料、填料、耐候稳定剂、抗静电剂、润滑剂、增滑剂、成核剂、阻燃剂、颜料和染料中的一种或多种添加剂。
6.根据权利要求5所述聚丙烯树脂组合物,其特征在于,
基于100重量份的组合物,进一步包含0.1至0.5重量份的热稳定剂。
7.根据权利要求6所述聚丙烯树脂组合物,其特征在于,
所述热稳定剂选自四(亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基)氢甲硅烷基酯)、1,3,5-三甲基-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯)、以及三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或多种。
8.一种权利要求1-6中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制备方法,其特征在于,所述方法包括在两个或两个以上连续反应器中使均聚聚丙烯聚合的第一步聚合步骤,以及在聚合的均聚聚丙烯的存在下,通过供入乙烯和丙烯来使乙烯-丙烯橡胶共聚物组分共聚,从而获得乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂的第二聚合步骤。
9.根据权利要求8所述的聚丙烯树脂组合物的制备方法,其特征在于,
各聚合步骤在齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂的存在下进行。
10.根据权利要求9所述的聚丙烯树脂组合物的制备方法,其特征在于,
齐格勒-纳塔催化剂通过将选自TiCl3和TiCl4中的一种或多种氯化钛负载在氯化镁(MgCl2)载体上来合成。
11.根据权利要求9所述的聚丙烯树脂组合物的制备方法,其特征在于,
使用选自三乙基铝、二乙基氯化铝、三丁基铝、三异丁基铝和三辛基铝中的一种或多种烷基铝化合物作为齐格勒-纳塔催化剂的助催化剂;使用选自二苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基乙基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、甲氧基三甲基硅烷,异丁基三甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二叔丁基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷和二环己基二甲氧基硅烷中的一种或多种有机硅烷化合物作为外源电子供体。
12.根据权利要求8所述的聚丙烯树脂组合物的制备方法,其特征在于,
所述第一聚合步骤和所述第二聚合步骤在同一聚合反应器,或不同的聚合反应器中进行。
13.根据权利要求12所述的聚丙烯树脂组合物的制备方法,其特征在于,
所述第一聚合步骤为在两个或两个以上的本体聚合反应器中,在齐格勒-纳塔催化剂的存在下,使均聚聚丙烯聚合的步骤,所述第二聚合步骤为在气相聚合反应器中,在第一聚合步骤中聚合的均聚聚丙烯和齐格勒-纳塔催化剂的存在下,通过供入乙烯和丙烯以使乙烯-丙烯橡胶共聚物组分共聚,从而获得乙烯-丙烯嵌段共聚物的步骤。
14.根据权利要求13所述的聚丙烯树脂组合物的制备方法,其特征在于,
在230℃下,以2.16kg负荷测量时,在所述第一聚合步骤的最终聚合反应器中所获得的均聚聚丙烯的熔融指数为100~250g/10min。
15.根据权利要求13所述的聚丙烯树脂组合物的制备方法,其特征在于,
存在于进行第二聚合步骤的气相反应器中的乙烯含量与烯烃总量的摩尔比为0.30~0.90。
16.一种由根据权利要求1-7中任一项所述的聚丙烯树脂组合物模制的聚丙烯树脂成型品。
17.根据权利要求16所述的聚丙烯树脂成型品,其特征在于,
所述聚丙烯树脂成型品具有20%或以上延伸率及80%或以上的光泽度。
18.根据权利要求16所述的聚丙烯树脂成型品,其特征在于,
所述聚丙烯树脂成型品选自汽车内外部件、以及家用电器和电子产品的高光泽度外部部件。
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