CN112457595A - 一种聚丙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚丙烯组合物及其制备方法。所述聚丙烯组合物，按重量份计，包括以下组分：聚丙烯树脂70‑99.8份、增韧剂0‑30份和耐划伤剂2‑10份，所述耐划伤剂为石墨烯PP母粒。本发明通过在聚丙烯材料中添加石墨烯PP母粒，使得石墨烯均匀分散在聚丙烯树脂中，由于石墨烯为二维片层结构，层间易滑动，进而使得塑料表面摩擦系数低，在材料表面划伤时易滑动，对材料表面破坏程度降低，进而显著提高聚丙烯材料的耐划伤性能。本发明制备的聚丙烯组合物具有制备简单、耐划伤和低气味的特性，可用于制备汽车塑料内饰件。

Description

一种聚丙烯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种聚丙烯组合物及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)具有密度低、易加工、力学性能优异等优点，已广泛应用在汽车工业、家电及机械领域。在汽车工业上，聚丙烯主要应用在汽车内外饰件上，内饰件如仪表板、门板和立柱等；外饰件如保险杠、挡泥板、导流板等。对于内饰件，驾乘人员常常会摸到汽车的仪表盘、副仪表盘、内门板等内饰件。人们的手指甲可能会刮到内饰件留下痕迹，从而影响了零件的美观。因此需提高内饰件的耐划伤性能，使其不易被划伤。
为了提高聚丙烯材料的划伤性能，人们进行了很多研究。通过添加耐划伤剂，如酰胺和硅酮母粒等提高内饰材料的划伤性能。然而酰胺易析出发粘，且气味大；添加硅酮母粒会降低材料的冲击性能，并且会产生零件表面发花的不良外观。因此需要探究新的提高划伤性能的方法。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。CN201811293520.0在聚丙烯材料中添加纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、PP蜡和石墨烯，制得的聚丙烯材料具有良好的力学性能和表面耐划伤性，但该方法复杂，不利于工业化生产，且划伤性能主要是纳米二氧化硅起作用，石墨烯仅仅提高力学性能。因此，本领域尚需开发一种制备方法简单、耐划伤的聚丙烯材料，用于汽车塑料内饰件。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物具有良好的耐划伤性能，适合用于汽车塑料内饰件。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种聚丙烯组合物，按重量份计，包括以下组分：聚丙烯树脂70-99.8份、增韧剂0-30份和耐划伤剂2-10份，所述耐划伤剂为石墨烯PP母粒。
本发明通过在聚丙烯材料中添加石墨烯PP母粒，使得石墨烯均匀分散在聚丙烯树脂中，由于石墨烯为二维片层结构，层间易滑动，进而使得塑料表面摩擦系数低，在材料表面划伤时易滑动，对材料表面破坏程度降低，进而显著提高聚丙烯材料的耐划伤性能。当石墨烯PP母粒添加量较低时，聚丙烯材料表面摩擦系数较大，耐划伤性能较差；当石墨烯PP母粒添加量较高时，石墨烯易团聚，导致材料耐划伤性下降，且力学性能也明显降低。试验发现，当石墨烯PP母粒的添加量为3-7份时，制备得到的聚丙烯组合物具有良好的耐划伤性能和力学性能，且气味较低。
当石墨烯PP母粒中石墨烯含量较低时，石墨烯分散较差，导致耐划伤性能较差；当石墨烯PP母粒中石墨烯含量较高时，石墨烯易团聚，导致划伤性能较差。为进一步提升聚丙烯材料的耐划伤性能，所述石墨烯PP母粒中石墨烯的重量百分比为8-12％，优选为10％。
为进一步提高材料韧性，本发明还可以添加适量的增韧剂，增韧剂的加入导致材料的气味等级、拉伸强度均有所降低，耐划伤性能有所提高。
为进一步提升聚丙烯材料的耐划伤性能，所述耐划伤剂的重量份优选为3-8份，更优选为5份。
进一步地，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯树脂和共聚聚丙烯树脂中的至少一种。
进一步地，所述增韧剂为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物和苯乙烯类共聚物弹性体中的至少一种。
进一步地，所述聚丙烯组合物按重量份计，还包括以下组分：助剂0.2-2份。
进一步地，所述助剂为抗氧剂和光稳定剂中的至少一种。
进一步地，所述抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述受阻酚类抗氧剂包括抗氧剂1010、1076、3114中的至少一种，所述亚磷酸酯类抗氧剂包括抗氧剂168和PEP-36中的至少一种。
进一步地，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，所述受阻胺类光稳定剂包括UV-3808PP5、LA-402XP和LA-402AF中的至少一种。
本发明还提供了上述的聚丙烯组合物的制备方法，将聚丙烯树脂、增韧剂、石墨烯PP母粒及助剂混合均匀，再加入到双螺杆挤出机中，进行熔融挤出，得到所述聚丙烯组合物。
本发明制备工艺简单易控，生产成本低，适合工业化规模生产。
本发明还提供了上述的聚丙烯组合物在汽车塑料内饰件中的应用。本发明制备的聚丙烯材料具有耐划伤、低气味的特性，适合用于制备汽车塑料内饰件。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明通过在聚丙烯材料中添加石墨烯PP母粒，使得石墨烯均匀分散在聚丙烯树脂中，由于石墨烯为二维片层结构，层间易滑动，进而使得塑料表面摩擦系数低，在材料表面划伤时易滑动，对材料表面破坏程度降低，进而显著提高聚丙烯材料的耐划伤性能。
2)本发明制备的聚丙烯组合物具有制备简单、耐划伤和低气味的特性，可用于制备汽车塑料内饰件。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
以下实施例和对比例所用原料说明如下：
聚丙烯树脂：共聚聚丙烯树脂，购自埃克森美孚；
石墨烯：购自南京先丰纳米；
石墨烯PP母粒：购自南京先丰纳米；
滑石粉：购自辽宁添源；
增韧剂：乙烯-辛烯共聚物，购自陶氏化学；
常用耐划伤剂芥酸酰胺、抗氧剂1010、抗氧剂168和光稳定剂UV-3808PP5：均购自山东三丰。
实施例1-11和对比例1-5的聚丙烯组合物的组分如表1所示，所述聚丙烯组合物的制备方法为：将各组分原料混合均匀，再加入到双螺杆挤出机中，进行熔融挤出，得到所述聚丙烯组合物，其中，所述熔融混炼的温度为170～220℃，螺杆的转速为400～550转/分。
将上述实施例和对比例制备得到的组合物注塑样板，用于性能测试，具体测试方法如下：
(1)划伤性能：按PV3952-2002标准测试材料划伤性能，载荷10N；
(2)气味等级测试：按PV3900-2000标准测试材料气味等级；
(3)力学性能测试：按ISO 527-1993标准测试材料拉伸强度。
实施例1-11和对比例1-5的聚丙烯组合物测试得到的性能参数如表1所示。
表1
Figure BDA0002822816500000041
Figure BDA0002822816500000051
由实施例3和对比例4结果，相较于芥酸酰胺，本发明采用石墨烯PP母粒作为耐划伤剂，能够更显著提高聚丙烯材料的耐划伤性能。
由实施例3和对比例5结果可知，相较于直接添加石墨烯，本发明选用石墨烯PP母粒，使得石墨烯均匀分散在聚丙烯树脂中，更有利于提高聚丙烯材料的耐划伤性能和力学性能，降低气味等级。
由实施例1-5以及对比例1-3的结果可知，当石墨烯PP母粒的重量份优选为4-6份，尤其是5份时，所得聚丙烯组合物的耐划伤性能最优，且气味最低，力学性能较好。
由实施例3和实施例6-9结果可知，在石墨烯PP母粒添加量相同的情况下，石墨烯PP母粒中石墨烯的重量百分比为8-12％，尤其是10％时，材料的耐划伤性能较好。
由实施例3和实施例10结果可知，增韧剂的加入导致材料的气味等级、拉伸强度均有所降低，耐划伤性能有所提高。
由实施例10-11结果可知，抗氧剂的加入对于材料的气味、力学性能和耐划伤性能影响不大。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种聚丙烯组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：聚丙烯树脂70-99.8份、增韧剂0-30份和耐划伤剂2-10份，所述耐划伤剂为石墨烯PP母粒。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述石墨烯PP母粒中石墨烯的重量百分比为8-12％，优选为10％。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述耐划伤剂的重量份为3-8份，优选为5份。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯树脂和共聚聚丙烯树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物和苯乙烯类共聚物弹性体中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，按重量份计，还包括以下组分：助剂0.2-2份。
7.根据权利要求6所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述助剂为抗氧剂和光稳定剂中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
9.权利要求1-8任一项所述的聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，将聚丙烯树脂、增韧剂、石墨烯PP母粒及助剂混合均匀，再加入到双螺杆挤出机中，进行熔融挤出，得到所述聚丙烯组合物。
10.权利要求1-8任一项所述的聚丙烯组合物在制备汽车塑料内饰件中的应用。
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