CN111534008A - 一种抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物及其制备方法，由10‑20%第一聚丙烯、20‑64%第二聚丙烯、3‑10%第一增韧剂、5‑15%第二增韧剂、10‑30%硅灰石、0‑20%滑石粉、0.5‑1%成核剂和0.5‑1%润滑剂按照重量百分比制备而成，在230℃、2.16kg所述第一聚丙烯的熔体流动速率为0.5‑3g/10min，所述第二聚丙烯的熔体流动速率为30‑100g/10min；在190℃、2.16kg所述第一增韧剂的熔体流动速率为0.5‑1g/10min，所述第二增韧剂的熔体流动速率为10‑30g/10min。本发明中的聚丙烯树脂组合物可以在薄壁化情况下避免虎皮纹和流痕的出现。

Description

一种抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料改性领域，具体涉及一种抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物及其制备方法。
背景技术
聚丙烯是一种综合性能优良的通用塑料，具有价格低廉、质量轻、耐溶剂、易回收等特点，广泛用于汽车、家电等大型零部件，但近年来随着薄壁化兴起，制件表面越来越容易出现虎皮纹、流痕等缺陷，困扰大型零部件的薄壁化进程。
虎皮纹是一种注塑件表面的流痕现象，主要是聚丙烯熔体通过胶口在模腔中呈现喷泉式流动，熔体在模腔流动过程中，橡胶粒子拉伸，随后弹性回缩，回缩时间的快慢在制件表面形成明暗相间的条纹，即虎皮纹。因此，常用的解决方案往往是通过降低橡胶含量，提高材料的流动性来实现，牺牲材料冲击强度，无法满足制件的韧性要求。
发明内容
有鉴于此，本发明有必要提供一种抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物及其制备方法，该抗虎皮纹聚丙烯树脂克服了传统的提高熔融指数、牺牲材料韧性来解决虎皮纹缺陷的方法，从而解决了薄壁材料出现的虎皮纹、流痕等缺陷。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物，其由10-20％第一聚丙烯、20-64％第二聚丙烯、3-10％第一增韧剂、5-15％第二增韧剂、10-30％硅灰石、0-20％滑石粉、0.5-1％成核剂和0.5-1％润滑剂按照重量百分比制备而成，其中，在230℃、2.16kg条件下，所述第一聚丙烯的熔体流动速率为0.5-3g/10min，所述第二聚丙烯的熔体流动速率为30-100g/10min；在190℃、2.16kg条件下，所述第一增韧剂的熔体流动速率为0.5-1g/10min，所述第二增韧剂的熔体流动速率为10-30g/10min。
进一步的，所述第一聚丙烯、所述第二聚丙烯分别独立的选自共聚聚丙烯。
进一步的，所述第一增韧剂、所述第二增韧剂分别独立的选自乙烯-丙烯共聚物、乙烯-已烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。
进一步的，所述硅灰石的平均粒径为200～3000目，长径比(8-15):1。
进一步的，所述滑石粉的平均粒径为5000-10000目。
进一步的，所述成核剂为β类成核剂。
进一步的，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
本发明还提供了一种上述抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
按照配比将第一聚丙烯、第二聚丙烯、第一增韧剂、第二增韧剂、滑石粉、成核剂和润滑剂充分混合，得到均匀的混合物料；
将所述混合物料通过主喂料仓加入双螺杆挤出机中，按照配比将硅灰石通过侧喂料口加入双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、冷却、造粒、烘干，制得抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物。
进一步的，所述双螺杆挤出机的各区工作温度为210-230℃，主机转速为500-800rpm。
与现有技术相比，本发明使用的低熔融指数聚丙烯、硅灰石和β类成核剂组合，在注塑过程中，低熔融指数聚丙烯在硅灰石协助下，急速膨胀贴合模具型腔，避免熔体的流动不平衡性，实现较低熔融指数下，制件表面无虎皮纹缺陷；
本发明使用的β类成核剂提高材料结晶温度，实现熔体在高温下结晶，避免熔体弹性恢复，避免熔体的流动不平衡性；
本发明使用的高熔融指数聚丙烯，满足零部件薄壁化的要求；
此外，本发明使用的硅灰石和β类成核剂可以诱导聚丙烯β晶体形成，实现材料韧性提升；
本发明中还将高低熔融指数增韧剂复合，成型时高熔融指数增韧剂能满足零部件薄壁化的要求，低熔融指数增韧剂满足材料的韧性要求，二者复配和基料相容性好，增韧效果更优，且低熔融指数增韧剂在注塑充填过程中，提高熔体强度，避免流动的不平衡性，能更进一步避免出现虎皮纹缺陷。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
以下实施例和对比例中各组分的物料来源和具体物理性质如表1中所示的。
表1实施例和对比例中各组分的物料明细
Figure BDA0002336493550000021
Figure BDA0002336493550000031
实施例和对比例中的聚丙烯树脂组合物的制备方法如下：
按照表2中的配比将第一聚丙烯、第二聚丙烯、第一增韧剂、第二增韧剂、滑石粉、成核剂、润滑剂置于高速混合锅中混合5分钟，混合机的转速为800rpm/min，将混合后物料由喂料器送入螺杆直径65mm双螺杆挤出机中，并将硅灰石由侧喂器送入双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机由进料段到机头的温度依次为:210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、230℃、230℃、230℃、220℃、210℃、210℃，模头温度220℃，经过700r/min双螺杆剪切，混炼塑化后，由机头挤出、拉条、水冷、切粒、干燥和包装，制得抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物成品。
表2实施例和对比例中组分重量百分数
Figure BDA0002336493550000032
将实施例1-6和对比例1-4中制得的聚丙烯树脂组合物分别进行相关性能的测试，其中，密度按照ISO 1183-1标准测试；拉伸性能按照ISO 527-2标准测试，其中拉伸速度为50mm/min；弯曲性能按照ISO 178标准测试，其中速度为2mm/min；悬臂梁缺口冲击按照ISO180标准测试；熔融指数按照ISO 1133-1/2标准230℃、2.16kg条件下测试；收缩率按照ISO294标准测试；虎皮纹外观缺陷按照Orinko内部方法评价(按照流长0.5m计算，离胶口距离越近出现虎皮纹缺陷的，等级越高)，具体虎皮纹等级如表3所示。相关测试结果具体参见表4。
表3虎皮纹缺陷等级
等级 外观描述
1 0.5m之内肉眼完全看不到虎皮纹
2 0.4m之内肉眼完全看不到虎皮纹，0.4m之外肉眼明显可见虎皮纹
3 0.3m之内肉眼完全看不到虎皮纹，0.3m之外肉眼明显可见虎皮纹
4 0.2m之内肉眼完全看不到虎皮纹，0.2m之外肉眼明显可见虎皮纹
5 0.1m之内肉眼完全看不到虎皮纹，0.1m之外肉眼明显可见虎皮纹
6 出胶口肉眼明显可见虎皮纹
表4实施例和对比例中的聚丙烯树脂组合物性能测试结果
Figure BDA0002336493550000041
根据表4中的测试结果可以看出，与实施例相比，对比例1未添加硅灰石，产品熔融指数与实施例3相当，但制件表面虎皮纹极其严重，且冲击变低。同时，与实施例3相比，对比例2虽然添加了硅灰石，但未添加低熔融指数PP，产品熔融指数远远高于实施例3，然而产品的虎皮纹要严重的多。与实施例3相比，对比例3虽然添加了硅灰石和低熔融指数PP，产品熔融指数与实施例3相当，未添加成核剂，产品仍有虎皮纹出现，且冲击变低。与实施例3相比，对比例4增大硅灰石的长径比，产品熔融指数与实施例3基本相当，但产品虎皮纹明显，且冲击急剧降低。因此，通过添加长径比大的硅灰石、低熔融指数PP、低熔融指数增韧剂、β类成核剂可以制备出一种抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物。
实施例7
将第一共聚聚丙烯(230℃、2.16kg熔体流动速率：0.5g/10min)、第二共聚聚丙烯(230℃、2.16kg熔体流动速率：30g/10min)、乙烯-丙烯共聚物(190℃、2.16kg熔体流动速率：0.5g/10min)、乙烯-丁烯共聚物(190℃、2.16kg熔体流动速率：10g/10min)、粒径为5000目的滑石粉、长径比为10：1的硅灰石、β类成核剂、乙撑双硬脂酰胺按照实施例1中的配比置于高速混合锅中混合5分钟，其余制备步骤均与实施例1相同，制得抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物成品。
实施例8
按照重量百分数将10％第一共聚聚丙烯(230℃、2.16kg熔体流动速率：3g/10min)、64％第二共聚聚丙烯(230℃、2.16kg熔体流动速率：60g/10min)、5％乙烯-丙烯共聚物(190℃、2.16kg熔体流动速率：1g/10min)、5％乙烯-丁烯共聚物(190℃、2.16kg熔体流动速率：30g/10min)、5％粒径为7000目的滑石粉、10％长径比为10：1的硅灰石、0.5％β类成核剂、0.5％乙撑双硬脂酰胺按照与实施例1相同的制备方法，制得抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物成品。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物，其特征在于，其由10-20%第一聚丙烯、20-64%第二聚丙烯、3-10%第一增韧剂、5-15%第二增韧剂、10-30%硅灰石、0-20%滑石粉、0.5-1%成核剂和0.5-1%润滑剂按照重量百分比制备而成，其中，在230℃、2.16kg条件下，所述第一聚丙烯的熔体流动速率为0.5-3g/10min，所述第二聚丙烯的熔体流动速率为30-100g/10min；在190℃、2.16kg条件下，所述第一增韧剂的熔体流动速率为0.5-1g/10min，所述第二增韧剂的熔体流动速率为10-30g/10min。
2.如权利要求1所述的抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述第一聚丙烯、所述第二聚丙烯分别独立的选自共聚聚丙烯。
3.如权利要求1所述的抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述第一增韧剂、所述第二增韧剂分别独立的选自乙烯-丙烯共聚物、乙烯-已烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。
4.如权利要求1所述的抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述硅灰石的平均粒径为200～3000目，长径比(8-15):1。
5.如权利要求1所述的抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述滑石粉的平均粒径为5000-10000目。
6.如权利要求1所述的抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述成核剂为β类成核剂。
7.如权利要求1所述的抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照配比将第一聚丙烯、第二聚丙烯、第一增韧剂、第二增韧剂、滑石粉、成核剂和润滑剂充分混合，得到均匀的混合物料；
将所述混合物料通过主喂料仓加入双螺杆挤出机中，按照配比将硅灰石通过侧喂料口加入双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、冷却、造粒、烘干，制得抗虎皮纹聚丙烯树脂组合物。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的各区工作温度为210-230℃，主机转速为500-800rpm。
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