CN111777819A - 一种光泽度好耐老化的聚丙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光泽度好耐老化的聚丙烯组合物及其制备方法，所述聚丙烯组合物由以下物质组成：聚丙烯、增韧剂、表面改性玻璃纤维、碳酸钙、改性碳酸钙和加工助剂制得。本发明制备的聚丙烯组合物，用聚丙烯、增韧剂、表面改性玻璃纤维、碳酸钙、改性碳酸钙、加工助剂通过双螺杆挤出机挤出得到，玻璃纤维经过表面改性，部分碳酸钙经过与配位化合物的改性，使得聚丙烯组合物的光泽度和抗老化性能得到显著提升，可以广泛用于汽车内饰中。

Description

一种光泽度好耐老化的聚丙烯组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子聚合物领域，特别涉及一种光泽度好耐老化的聚丙烯组合物及其制备方法。
背景技术
聚丙烯是丙烯加聚反应而成的聚合物。聚丙烯是一种无色、无臭、无毒、半透明固体物质。由于其优良的热塑性，且具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，使得聚丙烯自问世以来，便迅速在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用。
随着国民经济的迅速发展，汽车行业的发展非常迅猛，聚丙烯因其良好的加工性能可塑性，聚丙烯材料正逐步替代木制产品，高强度韧性和高耐磨性能已逐步取代金属的机械功能，聚丙烯广泛应用于汽车制备领域中。
在聚丙烯在汽车内饰中的广泛应用，也暴露出了新的问题，在曝晒高温高湿的环境中，聚丙烯零件的表面产生析出物，同时出现发粘现象，零件表面的光泽也随之发生了变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，其光泽度高，抗老化性能好，机械性能好。
进一步地，有必要提供上述聚丙烯组合物的制备方法。
一种光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，包含以下成份：
聚丙烯；
增韧剂；
表面改性玻璃纤维；
碳酸钙；
改性碳酸钙；
加工助剂。
优选地，所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，包含以下重量份的成份：
Figure BDA0002613387910000021
更优选地，优选地，所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，包含以下重量份的成份：
Figure BDA0002613387910000022
优选地，所述聚丙烯为共聚聚丙烯，熔融指数≥15g/10min，其中熔融指数的测试方法为GB/T 3682-2000，测试条件为230℃、2.16Kgf。
其中，所述改性碳酸钙的制备方法如下：
将10重量份的碳酸钙、12.3-15重量份的2,3-吡啶二酸和18-23重量份水，混合均匀，加入6-8重量份甲醇，在150℃下反应2-3小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
其中，所述碳酸钙的颗粒目数在400目以上。
优选地，所述改性碳酸钙的制备方法如下：
将10重量份400目规格的碳酸钙、12.3-15重量份的2,3-吡啶二酸和20重量份水，混合均匀，加入7重量份甲醇，在150℃下反应2小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
其中，所述表面改性玻璃纤维由以下方法制得：
将18-22.5重量份玻璃纤维、2-3重量份碳酸钙、8.9-11.5重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30-35重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30-45min，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维。
优选地，所述表面改性玻璃纤维由以下方法制得：
将20重量份玻璃纤维、2.5重量份碳酸钙、10重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30min，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维。
优选地，所述玻璃纤维的直径为5-10um，长度为0.5-3mm。
其中，所述增韧剂选自乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙丙三元橡胶(EPDM)。
其中，所述加工助剂包括抗氧剂，可以选自抗氧剂1010等常用抗氧剂。
如上所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)改性碳酸钙的制备：将10重量份的碳酸钙、12.3-15重量份的2,3-吡啶二酸和18-23重量份水，混合均匀，加入6-8重量份甲醇，在150℃下反应2-3小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
2)表面改性玻璃纤维的制备：将18-22.5重量份玻璃纤维、2-3重量份碳酸钙、8.9-11.5重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30-35重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30-45min，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维。
3)按重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤2)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
相对现有技术，本发明制备的聚丙烯组合物，用聚丙烯、增韧剂、表面改性玻璃纤维、碳酸钙、改性碳酸钙、加工助剂通过双螺杆挤出机挤出得到，玻璃纤维经过表面改性，部分碳酸钙经过与配位化合物的改性，使得聚丙烯组合物的光泽度和抗老化性能得到显著提升，可以广泛用于汽车内饰中。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
原来说明：
聚丙烯：台塑宁波，共聚聚丙烯，货号PP-5090T-1，在GB/T 3682-2000，230℃、2.16Kgf的测试条件下，熔融指数为15g/10min；
碳酸钙：石家庄鑫升矿产品有限公司，200目、400目；
增韧剂：乙烯-辛烯共聚物(POE)，美国陶氏，ENGAGE 8452；
玻璃纤维：盐城市恒诚玻纤有限公司，规格分别为直径为5-10um，长度为0.5-3mm和直径为12-15um，长度为0.5-3mm。
加工助剂：抗氧剂1010，郑州佳捷化工产品有限公司。
其余物质来源于市售。
实施例1
1)、改性碳酸钙的制备：
将10重量份400目规格的碳酸钙、13重量份的2,3-吡啶二酸和20重量份水，混合均匀，加入7重量份甲醇，在150℃下反应2小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
2)、表面改性玻璃纤维的制备：
将20重量份玻璃纤维、2.5重量份碳酸钙、10重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30min，超声频率为20kHz，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维，其中玻璃纤维的直径为5-10um，长度为0.5-3mm；
3)、按表1所示的重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤2)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
实施例2
1)、改性碳酸钙的制备：
将10重量份400目规格的碳酸钙、12.3重量份的2,3-吡啶二酸和23重量份水，混合均匀，加入8重量份甲醇，在150℃下反应2.5小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
2)、表面改性玻璃纤维的制备：
将18重量份玻璃纤维、3重量份碳酸钙、8.9重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和35重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30min，超声频率为20kHz，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维，其中玻璃纤维的直径为5-10um，长度为0.5-3mm；
3)、按表1所示的重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤2)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
实施例3
1)、改性碳酸钙的制备：
将10重量份400目规格的碳酸钙、15重量份的2,3-吡啶二酸和18重量份水，混合均匀，加入6重量份甲醇，在150℃下反应3小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
2)、表面改性玻璃纤维的制备：
将22.5重量份玻璃纤维、2重量份碳酸钙、11.5重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和35重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质45min，超声频率为20kHz，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维，其中玻璃纤维的直径为5-10um，长度为0.5-3mm；
3)、按表1所示的重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤2)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
对比例1
1)、改性碳酸钙的制备：
将10重量份400目规格的碳酸钙、13重量份的2,3-吡啶二酸和20重量份水，混合均匀，加入7重量份甲醇，在150℃下反应2小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
2)、表面改性玻璃纤维的制备：
将20重量份玻璃纤维、2.5重量份碳酸钙、10重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30min，超声频率为20kHz，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维，其中玻璃纤维的直径为5-10um，长度为0.5-3mm；
3)、按表1所示的重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤2)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
对比例2
1)、改性碳酸钙的制备：
将10重量份400目规格的碳酸钙、13重量份的2,3-吡啶二酸和20重量份水，混合均匀，加入7重量份甲醇，在150℃下反应2小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
2)、表面改性玻璃纤维的制备：
将20重量份玻璃纤维、2.5重量份碳酸钙、10重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30min，超声频率为20kHz，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维，其中玻璃纤维的直径为5-10um，长度为0.5-3mm；
3)、按表1所示的重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤2)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
对比例3
1)、表面改性玻璃纤维的制备：
将20重量份玻璃纤维、2.5重量份碳酸钙、10重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30min，超声频率为20kHz，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维，其中玻璃纤维的直径为5-10um，长度为0.5-3mm；
2)、按表1所示的重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤1)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
对比例4
1)、改性碳酸钙的制备：
将10重量份400目规格的碳酸钙、13重量份的γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，经过球磨机研磨混合均匀，得到改性碳酸钙。
2)、表面改性玻璃纤维的制备：
将20重量份玻璃纤维、2.5重量份碳酸钙、10重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30min，超声频率为20kHz，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维，其中玻璃纤维的直径为5-10um，长度为0.5-3mm；
3)、按表1所示的重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤2)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
对比例5
1)、改性碳酸钙的制备：
将10重量份400目规格的碳酸钙、13重量份的2,3-吡啶二酸和20重量份水，混合均匀，加入7重量份甲醇，在150℃下反应2小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
2)、表面改性玻璃纤维的制备：
将20重量份玻璃纤维、10重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30min，超声频率为20kHz，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维，其中玻璃纤维的直径为5-10um，长度为0.5-3mm；
3)、按表1所示的重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤2)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
实施例4
1)、改性碳酸钙的制备：
将10重量份400目规格的碳酸钙、13重量份的2,3-吡啶二酸和20重量份水，混合均匀，加入7重量份甲醇，在150℃下反应2小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
2)、表面改性玻璃纤维的制备：
将20重量份玻璃纤维、2.5重量份碳酸钙、10重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30min，超声频率为20kHz，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维，其中玻璃纤维的直径为12-15um，长度为0.5-3mm；
3)、按表1所示的重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤2)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
实施例5
1)、改性碳酸钙的制备：
将10重量份200目规格的碳酸钙、13重量份的2,3-吡啶二酸和20重量份水，混合均匀，加入7重量份甲醇，在150℃下反应2小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
2)、表面改性玻璃纤维的制备：
将20重量份玻璃纤维、2.5重量份碳酸钙、10重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30min，超声频率为20kHz，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维，其中玻璃纤维的直径为5-10um，长度为0.5-3mm；
3)、按表1所示的重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤2)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
表1实施例配方表(单位为重量份)
Figure BDA0002613387910000081
将实施例1-3和对比例1-7制得的聚合物进行以下性能测试，并将测试结果列于表2中：
性能测试方法说明
拉伸强度按GB/T1040-2006标准进行检验，拉伸速度为5mm/s。
光泽度：光泽度测试用板采用料筒温度230℃、模具温度100℃进行注塑制备；按照GB8807-1988入射角60°进行测定，将光泽度列于表2中，然后将光泽度测试用板在盐雾老化(参照GB/T10125-2012中性盐雾试验NSS的条件)和紫外光老化(GB/T16422.3-2014方法C的条件)后，再按照GB8807-1988入射角60°进行测定，测得的光泽度列于表2中。
成型收缩率(％)：按照ISO294-4-2003进行测定。
表2聚丙烯组合物性能测试
Figure BDA0002613387910000082
Figure BDA0002613387910000091
通过实验发现，本发明制得的聚丙烯组合物力学性能、光泽度、成型收缩性都较好，特别是在经过老化测试后的光泽度依然保持良好，可以广泛用于汽车内饰中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，包含以下成份：
聚丙烯；
增韧剂；
表面改性玻璃纤维；
碳酸钙；
改性碳酸钙；
加工助剂。
2.如权利要求1所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，包含以下重量份的成份：
聚丙烯 81.7-83.7重量份；
增韧剂 2.5-3.7重量份；
表面改性玻璃纤维 4.5-5.8重量份；
碳酸钙 7-8.6重量份；
改性碳酸钙 0.8-1.3重量份；
加工助剂 0.2重量份。
3.如权利要求1所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，其特征在于：
所述聚丙烯为共聚聚丙烯，熔融指数≥15g/10min，其中熔融指数的测试方法为GB/T3682-2000，测试条件为230℃、2.16Kgf。
4.如权利要求1所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，其特征在于所述改性碳酸钙的制备方法如下：
将10重量份的碳酸钙、12.3-15重量份的2,3-吡啶二酸和18-23重量份水，混合均匀，加入6-8重量份甲醇，在150℃下反应2-3小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
5.如权利要求1-4任一项所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，其特征在于：
所述碳酸钙的颗粒目数在400目以上。
6.如权利要求1所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，其特征在于表面改性玻璃纤维由以下方法制得：
将18-22.5重量份玻璃纤维、2-3重量份碳酸钙、8.9-11.5重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30-35重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30-45min，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维。
7.如权利要求1所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，其特征在于：
所述玻璃纤维的直径为5-10um，长度为0.5-3mm。
8.如权利要求1所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，其特征在于：
所述增韧剂选自乙烯-辛烯共聚物、乙丙三元橡胶。
9.如权利要求1所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物，其特征在于：
所述加工助剂包括抗氧剂。
10.一种制备如权利要求1-9任一项所述的光泽度好耐老化的聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)改性碳酸钙的制备：将10重量份的碳酸钙、12.3-15重量份的2,3-吡啶二酸和18-23重量份水，混合均匀，加入6-8重量份甲醇，在150℃下反应2-3小时，冷却至室温，过滤干燥后得到改性碳酸钙。
2)表面改性玻璃纤维的制备：将18-22.5重量份玻璃纤维、2-3重量份碳酸钙、8.9-11.5重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和30-35重量份无水乙醇，搅拌均匀后，超声均质30-45min，干燥除去乙醇得到表面改性的玻璃纤维。
3)按重量比将聚丙烯、增韧剂、步骤2)制得的表面改性玻璃纤维、碳酸钙、步骤1)制得的改性碳酸钙、加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出，挤出温度180-200℃，挤出后制粒得到聚丙烯组合物。
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