WO2018161855A1 - 一种低表面温度的聚丙烯组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene

Definitions

  • the invention relates to the technical field of plastic modification, in particular to a polypropylene composition with low surface temperature and a preparation method and application thereof.
  • Polypropylene is highly competitive in the automotive industry, but because of its low modulus and heat resistance and poor impact strength, it cannot be directly used as an automobile accessory. All the cars used are modified polypropylene products.
  • the heat resistance can be increased from 80 ° C to 145 ° C to 150 ° C, and can withstand high temperatures of 750 ⁇ 1000h without aging, no cracking.
  • the accessories made of modified polypropylene will even be Burning the human skin, you can only turn on the air conditioner and wait for the temperature to lower the temperature inside the car. This will not only cause harm to the human body, but also waste fuel on the car.
  • infrared light also known as infrared light.
  • Infrared rays are radiation that has a strong heat effect. Infrared has a wide wavelength range, and infrared rays of different wavelength ranges are divided into near-infrared, mid-infrared, and far-infrared regions. The near-infrared rays in the energy of the sun's rays hitting the ground account for about 30%, which is much higher than the ratio of the mid-infrared rays to the far-infrared rays.
  • the modified polypropylene will be greatly slowed down.
  • the rate at which the temperature rises by exposure to near infrared rays gives a polypropylene composition having a low surface temperature.
  • Another object of the present invention is to provide a process for the preparation of the above polypropylene composition.
  • a low surface temperature polypropylene composition comprising, by weight, the following components:
  • the low surface temperature polypropylene composition comprises from 1000 ppm to 4000 ppm of a pigment selected from the group consisting of rutile pigments, spinel pigments or hematite pigments, based on the total weight of the low surface temperature polypropylene composition. One or several mixtures.
  • the low surface temperature polypropylene composition comprises one of 2000 ppm to 3000 ppm rutile pigment, spinel pigment or hematite pigment based on the total weight of the low surface temperature polypropylene composition. Several mixtures.
  • the rutile pigment has a weight fraction of from 76 to 100 parts by weight based on 100 parts by total of one or more of the rutile type pigment, the spinel type pigment or the hematite type pigment.
  • the rutile pigment is selected from one or a mixture of rutile type titanium dioxide, rutile type titanium chrome brown or rutile type titanium manganese brown, and the spinel type pigment is selected from the group consisting of spinel type iron chrome brown and spinel.
  • the hematite type pigment is one or two selected from the group consisting of hematite type copper chromium black or hematite type iron chromium brown black. a mixture.
  • the polypropylene resin is selected from one or a mixture of a copolymerized polypropylene resin or a homopolypropylene resin, and the melt flow rate of the polypropylene resin is 20% at 230 ° C under a load of 2.16 kg according to ASTM D1238. 60g/10min.
  • a low surface temperature polypropylene composition further comprising from 5 to 20 parts of filler selected from one or a mixture of talc, calcium carbonate, wollastonite, whiskers or glass fibers.
  • the elastomer is an ⁇ -olefin copolymer
  • the ⁇ -olefin copolymer is one or more selected from the group consisting of an ethylene-propylene copolymer, an ethylene-butene copolymer, an ethylene-hexene copolymer, or an ethylene-octene copolymer. a mixture.
  • a low surface temperature polypropylene composition further comprising 0.2 to 2 parts of an auxiliary agent selected from one or a mixture of an antioxidant, a light stabilizer or a lubricant, the antioxidant
  • an auxiliary agent selected from one or a mixture of an antioxidant, a light stabilizer or a lubricant, the antioxidant
  • one or a mixture of two or more of 1010, 1076, 3114, 168 may be selected;
  • the light stabilizer is a hindered amine light stabilizer, Specifically, one or a mixture of two or more of UV-3808PP5, LA-402XP or LA-402AF may be selected;
  • the lubricant is selected from the group consisting of silicones, esters, amides, polyethylenes, stearic acids, and fatty acids. One or several mixtures.
  • a method for preparing a low surface temperature polypropylene composition comprising the steps of: uniformly mixing a polypropylene resin, a pigment and an elastomer into a twin-screw extruder, and if necessary, a filler, an auxiliary agent and the above polypropylene
  • the resin, the pigment and the elastomer are mixed and then melt-kneaded, and the melt-kneading temperature is 170 to 220 ° C, the screw rotation speed is 350 to 500 rpm, and extrusion granulation is carried out to obtain a polypropylene composition.
  • the present invention has the following beneficial effects:
  • Antioxidant 1010, 168, BASF Corporation;
  • Titanium Dioxide TLA-100, Panzhihua Tianlun Chemical Co., Ltd.;
  • Hematite copper chrome black SPP-3025.
  • the polypropylene resin, filler, pigment, elastomer and auxiliary agent are uniformly mixed and then added to the twin-screw extruder for melt-kneading.
  • the melt-kneading temperature is 170-220 ° C, and the screw rotation speed is obtained.
  • the pellet was extruded at 350 to 500 rpm to obtain a polypropylene composition.
  • the prepared polypropylene composition is made into a color plate, and L, a, b, and ⁇ E are measured by a color difference meter of Color-Eye 7000a, and the Lab color model is composed of illuminance L and related colors a, b
  • L represents illuminance, corresponding to brightness
  • a represents the range from magenta to green
  • b represents the range from yellow to blue
  • the color of the polypropylene composition swatch in the examples in Table 2 below uses L 1 , a 1 and b 1 indicate that the color of the swatch of the polypropylene composition in the comparative example is represented by L 2 , a 2 , and b 2 , and the types of pigments used in Examples 1-5 and 1-5 are different, that is, the colors are different, and the colors are different.
  • the method for measuring the surface temperature of the polypropylene composition was as follows: a 250 W infrared lamp was used, and the temperature of the surface of the color plate was measured by irradiating for 15 minutes at a distance of 42 ° C from the color plate of the polypropylene composition at room temperature of 23 ° C.
  • the polypropylene composition of the present invention is a rutile pigment, a spinel pigment or a hematite pigment, and the measured near-infrared reflectance is 30.2-53.7%, and the room temperature is 23 ° C.
  • the surface temperature after irradiation with a 250W infrared lamp at a distance of 42 cm from the polypropylene composition swatch for 15 min was 28.6-39.7 ° C, and the addition of the pigment to the polypropylene composition in Comparative Examples 1-5 was a common common pigment on the market.
  • the near-infrared reflectance of the polypropylene composition tested in Comparative Example 1-5 was significantly lower than that of the example, and the surface temperature was significantly higher after irradiation with a 250 W infrared lamp at a temperature of 23 ° C for a period of 15 minutes from the polypropylene composition swatch for 15 minutes. In the examples.

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Abstract

本发明公开了一种低表面温度的聚丙烯组合物及其制备方法和应用，包括组分：聚丙烯树脂47～85份、弹性体5～20份，所述低表面温度的聚丙烯组合物包括1000ppm-4000ppm颜料，所述颜料选自金红石型颜料、尖晶石型颜料或赤铁矿型颜料中的一种或几种混合物，其制备方法为将聚丙烯树脂、颜料和弹性体混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到本发明所述低表面温度的聚丙烯组合物。本发明所述一种低表面温度的聚丙烯组合物具有较高的近红外反射率，将其和市面上其他聚丙烯组合物在相同频率的近红外线照射一定时间后发现，本发明中的聚丙烯组合物的表面温度明显更低。本发明所述的聚丙烯组合物可广泛应用于仪表板、副仪表板、门板、座椅或保险杠。

Description

一种低表面温度的聚丙烯组合物及其制备方法和应用 技术领域
本发明涉及塑料改性技术领域，特别涉及到一种低表面温度的聚丙烯组合物及其制备方法和应用。
背景技术
聚丙烯用于汽车工业具有较强的竞争力，但因其模量和耐热性较低，冲击强度较差，因此不能直接用作汽车配件，轿车中使用的均为改性聚丙烯产品，其耐热性可由80℃提高到145℃～150℃，并能承受高温750～1000h后不老化，不龟裂。但是在炎热的夏天，汽车在暴露在阳光照射后，汽车中的各种配件的温度急剧升高，驾驶员和乘客在进入车内将会十分难受，由改性聚丙烯制成的配件甚至会烫伤人体皮肤，只能打开空调等待温度将车内温度降低，这样不仅会对人体造成伤害，又浪费了汽车燃油。
在光谱中波长自0.76至1000微米的一段被称为红外光，又称红外线。红外线是一种具有强热作用的放射线。红外线的波长范围很宽，人们将不同波长范围的红外线分为近红外、中红外和远红外区域。太阳光线照射到地面的能源中近红外线约占30％，远高于中红外线和远红外线的比例，因此如果能够提高改性聚丙烯的近红外线反射率，将极大的减慢改性聚丙烯受到近红外线的照射而温度上升的速率，得到一种低表面温度的聚丙烯组合物。关于如何得到提高改性聚丙烯的近红外线反射率从而得到一种低表面温度的聚丙烯组合物在市面上还鲜有报道。
发明内容
本发明的目的在于提供近红外反射率高的一种低表面温度的聚丙烯组合物。
本发明的另一目的在于提供上述聚丙烯组合物的制备方法。
一种低表面温度的聚丙烯组合物，按重量份计，包括以下组分：
聚丙烯树脂       47～85份；
弹性体           5～20份；
基于低表面温度的聚丙烯组合物的总重，所述低表面温度的聚丙烯组合物包括1000ppm-4000ppm颜料，所述颜料选自金红石型颜料、尖晶石型颜料或赤铁矿型颜料中的一种或几种混合物。
优选地，基于低表面温度的聚丙烯组合物的总重，所述低表面温度的聚丙烯组合物包括2000ppm-3000ppm金红石型颜料、尖晶石型颜料或赤铁矿型颜料中的一种或几种混合 物。
优选地，以金红石型颜料、尖晶石型颜料或赤铁矿型颜料中的一种或几种混合物的总重量为100份计，所述金红石型颜料的重量份数为76-100份。
所述金红石型颜料选自金红石型钛白粉、金红石型钛铬棕或金红石型钛锰棕中的一种或几种混合物，尖晶石型颜料选自尖晶石型铁铬棕、尖晶石型氧化铁铬或尖晶石型钴铬蓝中的一种或几种混合物，赤铁矿型颜料选自赤铁矿型铜铬黑或赤铁矿型铁铬棕黑中的一种或两种混合物。
所述聚丙烯树脂选自共聚聚丙烯树脂或均聚聚丙烯树脂中的一种或两种混合物，在230℃，2.16kg负荷下，按照ASTMD1238测试，聚丙烯树脂的熔体流动速率为20～60g/10min。
一种低表面温度的聚丙烯组合物，还包括5～20份填料，所述填料选自滑石粉、碳酸钙、硅灰石、晶须或玻璃纤维中的一种或几种混合物。
所述弹性体为α-烯烃共聚物、α-烯烃共聚物选自乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物中的一种或几种混合物。
一种低表面温度的聚丙烯组合物，还包括0.2～2份助剂，所述助剂选自抗氧剂、光稳定剂或润滑剂中的一种或几种混合物，所述抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物，具体可选用1010、1076、3114、168中的一种或者两种及以上的混合物；所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，具体可选用UV-3808PP5、LA-402XP或LA-402AF中一种或者两种以上的混合物；润滑剂选自硅酮类、酯类、酰胺类、聚乙烯类、硬脂酸类、脂肪酸中的一种或几种混合物。
一种低表面温度的聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯树脂、颜料和弹性体混合均匀后加入双螺杆挤出机中，如有需要将填料、助剂和上述聚丙烯树脂、颜料和弹性体混合后加入，进行熔融混炼，熔融混炼温度为170～220℃，螺杆转速在350～500转/分，挤出造粒，得到聚丙烯组合物。
一种低表面温度的聚丙烯组合物在仪表板、副仪表板、门板、座椅或保险杠中的应用。
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
通过大量实验发现，在聚丙烯组合物中添加金红石型颜料、尖晶石型颜料或赤铁矿型颜料中的一种或几种混合物，并对其重量含量进行试验筛选，最终得到当上述三种颜料的添加重量含量为1000ppm-4000ppm时，可显著提高聚丙烯组合物的近红外反射率，获得一种性能优 良的低表面温度的聚丙烯组合物，将本发明所述聚丙烯组合物和市面上其他类型的聚丙烯组合物在相同频率下的近红外线照射一段时间后发现，本发明中的聚丙烯组合物的表面温度明显低于市面上的聚丙烯组合物的表面温度。本发明所述的聚丙烯组合物应用于汽车内部后，能够有效降低车内温度，进而降低空调的使用频率，有利于节能减排。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
原材料
现对实施例及对比例所用的原材料做如下说明，但不限于这些材料：
聚丙烯，PP BX3800，韩国SK公司，按照ASTMD1238测试，熔体流动速率为28.4g/10min；弹性体，DF610，三井化学公司；
填料，滑石粉TYT-777A，北海集团；
抗氧剂，1010，168，BASF公司；
光稳定剂，3808PP5，氰特化工有限公司；
润滑剂，TR451，美国Struktol公司；
钛白粉，TLA-100，攀枝花天伦化工有限公司；
炭黑，M717，CABOT公司；
钛铬棕，R206，湘潭炬荣科技有限公司；
红色色粉，Y318A，东莞荣晟原料有限公司；
群青蓝，E-19，纽碧莱公司；
氧化铁黄，FZ1000，美国海名斯特殊化学品公司；
三种特定晶型的颜料：
金红石型颜料：
金红石型钛铬棕，10P270、SPP-1037；
金红石型钛白粉，R103
金红石型钛锰棕，10550
尖晶石型颜料：
尖晶石型氧化铁铬，10G996
尖晶石型铁铬棕，10P857；
尖晶石型钴铬蓝，187B
赤铁矿型颜料：
赤铁矿型铁铬棕黑，V-785
赤铁矿型铜铬黑，SPP-3025。
实施例1-21和对比例1-7中低表面温度的聚丙烯组合物的制备：
按表1、表2配方，将聚丙烯树脂、填料、颜料、弹性体和助剂混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，熔融混炼温度为170～220℃，螺杆转速为350～500转/分，挤出造粒，得到聚丙烯组合物。
性能测试
(1)将制备的聚丙烯组合物制成色板，通过型号为Color-Eye 7000a的色差仪测定其L、a、b及ΔE，Lab色彩模型是由照度L和有关色彩的a,b三个要素组成，L表示照度，相当于亮度，a表示从洋红色至绿色的范围，b表示从黄色至蓝色的范围，下方表2中实施例中聚丙烯组合物色板的颜色使用L 1、a 1、b 1表示，对比例中聚丙烯组合物色板颜色使用L 2、a 2、b 2表示，实施例1-5和对比例1-5使用的颜料种类不同即色彩不同，而色彩不同会影响聚丙烯组合物的近红外反射率，影响实施例1-5和对比例1-5的对比，应保持实施例1-5和对比例1-5之间色差ΔE小于0.5，即为聚丙烯组合物的色彩极为接近时，方能排除色彩对最终测得近红外反射率的影响，进而得到本发明中添加特定重量含量的金红石型颜料、尖晶石型颜料或赤铁矿型颜料是否能够显著提供聚丙烯组合物的近红外反射率，计算实施例和对比例色差ΔE＝((L 2-L 1) 2+(a 2-a 1) 2+(b 2-b 1) 2) 1/2，得到实施例1和对比例1之间的色差ΔE小于0.5，同理，计算实施例2和对比例2、实施例3和对比例3、实施例4和对比例4、实施例5和对比例5之间色彩ΔE均小于0.5；
(2)利用JG/T 235-2014分别检测实施例和对比例中制得的聚丙烯组合物的近红外反射率；
(3)测量所述聚丙烯组合物表面温度的方法为：采用250W的红外灯，室温23℃条件下在距离聚丙烯组合物色板42cm处进行照射15min，测量色板表面的温度。
表1实施例1-21及对比例1-7的颜料配比(重量份)
Figure PCTCN2018077872-appb-000001
续表1
Figure PCTCN2018077872-appb-000002
表2实施例1-21及对比例1-7的低表面温度的聚丙烯组合物各组分配比(重量份)及各性能测试结果
Figure PCTCN2018077872-appb-000003
续表2
Figure PCTCN2018077872-appb-000004
由表2结果可见：本发明中聚丙烯组合物加入颜料为金红石型颜料、尖晶石型颜料或赤铁矿型颜料，测得的近红外反射率为30.2-53.7％，室温23℃条件下经250W的红外灯距离聚丙烯组合物色板42cm处进行照射15min后的表面温度为28.6-39.7℃，而对比例1-5中聚丙烯组合物加入颜料为市面上较为常见的几种普通颜料，测试得到的聚丙烯组合物对比例1-5的近红外反射率明显低于实施例，室温23℃条件下经250W的红外灯距离聚丙烯组合物色板42cm处进行照射15min后的表面温度明显高于实施例。

Claims (10)

  1. 一种低表面温度的聚丙烯组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
    聚丙烯树脂    47～85份；
    弹性体        5～20份；
    基于低表面温度的聚丙烯组合物的总重，所述低表面温度的聚丙烯组合物包括1000ppm-4000ppm颜料，所述颜料选自金红石型颜料、尖晶石型颜料或赤铁矿型颜料中的一种或几种混合物。
  2. 根据权利要求1所述的一种低表面温度的聚丙烯组合物，其特征在于，基于低表面温度的聚丙烯组合物的总重，所述低表面温度的聚丙烯组合物包括2000ppm-3000ppm金红石型颜料、尖晶石型颜料或赤铁矿型颜料中的一种或几种混合物。
  3. 根据权利要求1或2所述的一种低表面温度的聚丙烯组合物，其特征在于，以金红石型颜料、尖晶石型颜料或赤铁矿型颜料中的一种或几种混合物的总重量为100份计，所述金红石型颜料的重量份数为76-100份。
  4. 根据权利要求1所述的一种低表面温度的聚丙烯组合物，其特征在于，所述金红石型颜料选自金红石型钛白粉、金红石型钛铬棕或金红石型钛锰棕中的一种或几种混合物，尖晶石型颜料选自尖晶石型铁铬棕、尖晶石型氧化铁铬或尖晶石型钴铬蓝中的一种或几种混合物，赤铁矿型颜料选自赤铁矿型铜铬黑或赤铁矿型铁铬棕黑中的一种或两种混合物。
  5. 根据权利要求1所述的一种低表面温度的聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯树脂选自共聚聚丙烯树脂或均聚聚丙烯树脂中的一种或两种混合物，在230℃，2.16kg负荷下，按照ASTMD1238测试，聚丙烯树脂的熔体流动速率为20～60g/10min。
  6. 根据权利要求1所述的一种低表面温度的聚丙烯组合物，其特征在于，还包括5～20份填料，填料选自滑石粉、碳酸钙、硅灰石、晶须或玻璃纤维中的一种或几种混合物。
  7. 根据权利要求1所述的一种低表面温度的聚丙烯组合物，其特征在于，所述弹性体选自α-烯烃共聚物、α-烯烃共聚物选自乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物中的一种或几种混合物。
  8. 根据权利要求1所述的一种低表面温度的聚丙烯组合物，其特征在于，还包括0.2～2份助剂，所述助剂选自抗氧剂、光稳定剂或润滑剂中的一种或几种混合物，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物，光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，润滑剂选自硅酮类、酯类、酰胺类、聚乙烯类、硬脂酸类、脂肪酸中的一种或几种混合物。
  9. 权利要求1～8任一项所述的一种低表面温度的聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚丙烯树脂、颜料和弹性体混合均匀后加入双螺杆挤出机中，如有需要将 填料、助剂和上述聚丙烯树脂、颜料和弹性体混合后加入，进行熔融混炼，熔融混炼温度为170～220℃，螺杆转速在350～500转/分，挤出造粒，得到聚丙烯组合物。
  10. 权利要求1～8任一项所述的一种低表面温度的聚丙烯组合物在仪表板、副仪表板、门板、座椅或保险杠中的应用。
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