一種耐應力發白改性聚丙烯材料及其製備方法

2023-06-11 10:08:26

專利名稱：一種耐應力發白改性聚丙烯材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種改性聚丙烯及其製備領域，特別涉及一種耐應力發白改性聚丙烯材料及其製備方法。
背景技術：
聚丙烯是五大通用塑料之一，其使用範圍廣闊，特別是近幾年被廣泛用於汽車領域。車用聚丙烯材料使用量雖逐年遞增，但對聚丙烯材料的性能要求也越來越嚴格，同時對聚丙烯材料的加工性能也有一定的要求，如汽車用聚丙烯材料需要在滿足車用內飾材料的性能的同時，兼考慮聚丙烯材料的應カ發白及尺寸穩定性要求。為了使得聚丙烯材料滿足使用要求，需要對聚丙烯材料進行改性，以提高材料的性能。將改性聚丙烯材料用於注塑產品時，注塑エ藝的頂出環節受到的外力比較集中作用於頂針位置，導致改性聚丙烯材料在此位置上容易出現銀紋，而銀紋區域的產生及擴散會·導致改性聚丙烯材料的應カ發白，影響改性聚丙烯材料的外觀。申請號為200610025811. 2的中國發明專利申請公開了一種耐應力發白及應カ開裂填充改性聚丙烯及製法和應用，以重量份計，該改性聚丙烯包括75 57份的聚丙烯樹脂、5 10份的增韌劑、15 25份的填充改性劑、5 8份的聚こ烯、0. 2 I. 0份的熱穩定劑、0. I 1.0份的光穩定劑以及0. I 1.0份的加工助劑，為了使改性聚丙烯耐應カ發白及應カ開裂，採用滑石粉和碳酸鈣混合共同作為填充改性劑，聚丙烯採用均聚PP(聚丙烯)和共聚PP(聚丙烯)的混合物，但是在保證耐應カ發白效果的同時，其力學性能不夠理想。申請號為201010550005. 3的中國發明專利申請公開了一種抗應力發白的填充改性聚丙烯及其製備方法，以重量份計，該改性聚丙烯包括50 80份的聚丙烯樹脂、5 20份的增韌劑、10 25份的礦物、I 5份的相容劑、0. I I份的分散劑、0. I I份的抗氧劑、0. I I. 0份的光穩定劑以及0. I I. 0份的加工助劑，通過添加ー種由丙烯與こ烯聚合而成的獨特的半結晶共聚物作為增韌劑，其中，該增韌劑中こ烯含量為5% 30%。在該技術方案中，採用上述由丙烯與こ烯聚合而成的獨特的半結晶共聚物作為增韌劑，成本較高,導致材料的生產成本過高。申請號為200910191935. I的中國發明專利申請公開了一種耐摺疊抗應力發白聚丙烯材料及其製備方法，以重量份計，該聚丙烯材料包括55 75份的共聚聚丙烯、5 20份的P0E、10 30份的抗應カ發白母粒、0. 05 0. 15份的白礦油、0. I 0. 3份的受阻酚類抗氧劑1010、0. I 0. 3份的亞磷酸酯抗氧劑168以及硬脂酸鈣，該抗應カ發白母粒包括40 65份的POE或EPDM或EPR、30 50份的納米活性輕質CaCO3以及0. 5 2份的低分子量的聚こ烯鈉。該技術方案中，採用POE或EPDM或EPR和共聚聚丙烯共混來改善應カ折白，同樣存在增加材料成本的問題。

發明內容
本發明提供了一種耐應力發白改性聚丙烯材料，通過增加鈦白粉以及與其他組分組合，不但能夠減少聚丙烯的應カ發白現象，降低生產成本，而且還能夠保持材料較好的力學性能。一種耐應力發白改性聚丙烯材料，包括以下重量份的組分聚丙烯樹脂60 83份；填充劑10 25份；
聚こ烯5 15份；抗氧劑0.2 1.0份；潤滑劑0.2 1.0份；鈦白粉0.3 2份；顏料0.01 0.3 份；所述的鈦白粉的粒徑為0. I 0. 5 ii m。作為優選，所述的耐應カ發白改性聚丙烯材料，包括以下重量份的組分聚丙烯樹脂 72. 2份；填充劑17份；聚こ烯10份；抗氧劑0.4份；潤滑劑0. 4份；鈦白粉0.6 I. 4份；顏料0. 02 0. 09 份；所述的鈦白粉的粒徑為0. I 0. 5 ii m。聚合物材料在應力作用下產生大量銀紋，銀紋區內折光指數降低而呈現一片銀白色，這種現象叫應カ發白。本發明發現特定粒徑的鈦白粉能夠使銀紋區內聚合物的折光指數變化不大從而減少應力發白現象的產生。基本粒徑在0. 8 ii m左右的欽白粉廣品，對可見光的散射和反射效應已微乎其微。對於粒徑在0. Iym以下的鈦白粉產品，不再具有普通鈦白顏料的著色和遮蓋性能，這類鈦白粉對可見光基本不起反射或散射作用，可見光線在其粒子表面只產生繞射現象，因而無遮蓋性能，在其應用體系中呈現的是透明狀態。因此，鈦白粉的粒徑為0. I 0.5i!m，散射和反射效應較為明顯。從原理上看，當顏料的基本粒徑相當於可見光波長的1/2左右(即150nm 350nm)時，散射能力達到最大值。一方面可以通過控制顏料粒徑在150nm 350nm,提高顔料的散射能力；另一方面可以通過控制鈦白粉的顆粒直徑，儘可能減少或消除對顏料性能有損害作用的過粗和過細粒子的存在。作為優選，所述的顏料的粒徑為0. 15pm
0.35 iim，所述的鈦白粉的粒徑為0. 15iim 0. 35 u m0進ー步優選，所述的顏料的粒徑為
0.2 ii m 0. 3 ii m，所述的鈦白粉的粒徑為0. 2 y m 0. 31 y m，能夠更好顯現本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料的顏色以及具有更好的耐應カ發白性能。更進ー步優選，所述的鈦白粉的粒徑為0. 21 ii m 0. 25 ii m。所述的顏料為各種顔色的色粉或色母，可採用市售產品，具體的顔色可根據需要進行選擇。作為優選，所述的鈦白粉為金紅石型鈦白粉，能夠提高本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料的耐應カ發白能力。聚丙烯樹脂可選用市售的通用牌號的共聚聚丙烯混合產品，作為優選，所述的聚丙烯樹脂選用熔融指數為50 120g/10min(高熔融指數)的共聚聚丙烯和衝擊強度為45 80KJ/m2 (高衝擊強度)的共聚聚丙烯的混合物。熔融指數通過GB/T3682-2000或ASTMD1238測得，衝擊強度通過GB/T1043. 1-2008測得，在此條件下復配的聚丙烯樹脂能夠在保證本發明耐應カ發白的同時，使得聚丙烯材料具有較好的流動性和衝擊性。進ー步優選，所述的聚丙烯樹脂選用熔融指數為55 75g/10min的共聚聚丙烯和衝擊強度為50 70KJ/m2的共聚聚丙烯的混合物，前後兩者重量比為I : 0.5 2，使得本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料具有優異的力學性能。作為優選，所述的填充劑為滑石粉、矽灰石中的ー種。通過填充滑石粉或者矽灰石來平衡本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料的各項力學性能指標，使本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料具有優良的力學性能。滑石粉可選用1250目。
聚こ烯能夠提高材料的抗衝擊韌性，另外考慮到聚丙烯(PP)分子鏈較少支化，而添加不同支化程度的聚こ烯，可提高材料的回弾性，減弱頂白。所述的聚こ烯可選用市售的通用牌號的產品，作為優選，所述的聚こ烯為低密度高壓聚こ烯(LLDPE)、線性低密度聚こ烯(HDPE)、高密度聚こ烯(LDPE)中的ー種或兩種。上述的聚こ烯能夠大大提高本發明耐應力發白改性聚丙烯材料的抗衝擊韌性及回弾性。作為優選，所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168中的ー種或兩種，可以提高本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料的抗氧化性。作為優選，所述的潤滑劑為硬脂酸鹽、矽酮粉、芥酸醯胺中的ー種或兩種，有利於本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料的加工，並且一定程度上提高本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料的力學性能。本發明還提供了一種耐應力發白改性聚丙烯材料的製備方法，其製備簡單，易於加工，易於實施。—種耐應力發白改性聚丙烯材料的製備方法，包括以下步驟先將聚丙烯樹脂、填充劑、聚こ烯、抗氧劑、潤滑劑、鈦白粉和顔料混合均勻，得到混合物，再將混合物加入到雙螺杆擠出機中熔融混煉、擠出造粒，得到耐應カ發白改性聚丙烯材料。作為優選，所述的雙螺杆擠出機中熔融混煉的溫度為180°C 230°C，從而有利於加工材料的熔融混煉，使得製備的顆粒狀耐應カ發白改性聚丙烯材料具有較好的性能。與現有技術相比，本發明具有如下優點本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料，通過增加鈦白粉以及與其他組分組合，特定粒徑的鈦白粉能夠使銀紋區內聚合物的折光指數變化不大從而減少應力發白現象的產生，解決了聚丙烯的應カ發白問題。同時，本發明主要原料聚丙烯樹脂和填充劑，以及少量添加的其他組分，相對於現有的耐應カ發白改性聚丙烯材料來說，成本相對較低，可以在材料生產成本較低的前提下，減少應力發白現象的產生，並且，通過各組分以及含量的限定，使得本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料具有良好的力學性能。本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料的製備方法，易於實施，可藉助於現有成熟技術雙螺杆擠出機進行エ業化生產，製備簡單，由於各組分和含量的限定，使各組分易於加工製備本發明耐應カ發白改性聚丙烯材料，易於エ業化大規模生產，具有良好的經濟效益和廣闊的應用前景。
具體實施例方式實施例I 4按表I所列的組分和含量稱取原料，先將聚丙烯樹脂、填充劑(滑石粉)、聚乙烯、抗氧劑(抗氧劑1010和抗氧劑168)、潤滑劑(硬脂酸鈣和滑石粉)、鈦白粉和顔料在預混機(轉速為800 1200轉/min，由低速到高速緩慢提高)混合30分鐘，混合均勻，得到混合物，再將混合物加入到雙螺杆擠出機中熔融混煉、擠出造粒，雙螺杆擠出機中熔融混煉的溫度為180°C 230°C (即混合物依次經過雙螺杆擠出機中溫度為180°C，190°C，200°C，210°C，210°C，210°C，220°C，220°C，220°C，模頭225°C的熔融混煉區)，得到耐應カ發白改性聚丙烯材料。
將實施例I 4製備的耐應カ發白改性聚丙烯材料在注塑機中注塑成標準樣條，按測試標準PV3905來測試耐應カ發白的效果，其結果如表2所示。將實施例I 4製備的耐應カ發白改性聚丙烯材料在注塑機中注塑成標準樣條，按測試標準檢測其力學性能，其結果如表3所示。表I
名稱牌號實施例實施例實施例實施例
I (重量份)2(重量份)3(重量份)4(重量份)聚丙烯中國石化，牌號為K7760,熔72.272.272.272.2
樹脂融指數為60g/10min;燕山石化，牌號為K8303,衝擊強度55 KJ/m2-,兩者均為共聚聚丙烯，前後兩者重量比為1:1聚乙烯齊魯石化HDPE，牌號為DG 10101010
DB2480
滑石粉 1250目17171717
抗氧劑金海雅寶，型號為AT-10 0.20.20.20.權利要求
1.一種耐應力發白改性聚丙烯材料，包括以下重量份的組分 聚丙烯樹脂60 83份； 填充劑10 25份； 聚こ烯5 15份； 抗氧劑0. 2 I. 0份； 潤滑劑0. 2 I. 0份； 鈦白粉0.3 2份； 顏料0. 01 0. 3份； 所述的鈦白粉的粒徑為0. I 0. 5 ii m。
2.根據權利要求I所述的耐應カ發白改性聚丙烯材料，其特徵在於，包括以下重量份的組分 聚丙烯樹脂72. 2份； 填充劑17份； 聚こ烯10份； 抗氧劑0. 4份； 潤滑劑0. 4份； 鈦白粉0.6 I. 4份； 顏料0. 02 0. 09份； 所述的鈦白粉的粒徑為0. I 0. 5 ii m。
3.根據權利要求I或2所述的耐應カ發白改性聚丙烯材料，其特徵在於，所述的顏料的粒徑為0. 15 ii m 0. 35 ii m，所述的鈦白粉的粒徑為0. 15 y m 0. 35 y m。
4.根據權利要求3所述的耐應カ發白改性聚丙烯材料，其特徵在於，所述的顏料的粒徑為0. 2 ii m 0. 3 ii m，所述的鈦白粉的粒徑為0. 2 y m 0. 31 y m。
5.根據權利要求I或2所述的耐應カ發白改性聚丙烯材料，其特徵在於，所述的鈦白粉為金紅石型鈦白粉。
6.根據權利要求I或2所述的耐應カ發白改性聚丙烯材料，其特徵在於，所述的聚丙烯樹脂為熔融指數50 120g/10min的共聚聚丙烯和衝擊強度45 80KJ/m2的共聚聚丙烯的混合物。
7.根據權利要求6所述的耐應カ發白改性聚丙烯材料，其特徵在於，所述的聚丙烯樹脂為熔融指數55 75g/10min的共聚聚丙烯和衝擊強度50 70KJ/m2的共聚聚丙烯的混合物，前後兩者重量比為I : 0.5 2。
8.根據權利要求I或2所述的耐應カ發白改性聚丙烯材料，其特徵在於，所述的填充劑為滑石粉、矽灰石中的ー種； 所述的聚こ烯為低密度高壓聚こ烯、線性低密度聚こ烯、高密度聚こ烯中的一種或兩種； 所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168中的ー種或兩種； 所述的潤滑劑為硬脂酸鹽、矽酮粉、芥酸醯胺中的ー種或兩種。
9.根據權利要求I 8任一項所述的耐應カ發白改性聚丙烯材料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟先將聚丙烯樹脂、填充劑、聚こ烯、抗氧劑、潤滑劑、鈦白粉和顔料混合均勻，得到混合物，再將混合物加入到雙螺杆擠出機中熔融混煉、擠出造粒，得到耐應カ發白改性聚丙烯材料。
10.根據權利要求9所述的耐應カ發白改性聚丙烯材料的製備方法，其特徵在於，所述的雙螺杆擠出機中熔融混煉的溫度為180°C 230°C。
全文摘要
本發明公開了一種耐應力發白改性聚丙烯材料，包括以下重量份的組分60～83份的聚丙烯樹脂、10～25份的填充劑、5～15份的聚乙烯、0.2～1.0份的抗氧劑、0.2～1.0份的潤滑劑、0.3～2份的鈦白粉和0.01～0.3份的顏料，鈦白粉的粒徑為0.1～0.5μm，通過增加鈦白粉以及與其他組分組合，不但能夠減少聚丙烯的應力發白現象，降低生產成本，而且還能夠保持材料較好的力學性能。本發明還公開了一種耐應力發白改性聚丙烯材料的製備方法，易於實施，可藉助於現有成熟技術雙螺杆擠出機進行工業化生產，製備簡單，易於工業化大規模生產，具有良好的經濟效益和廣闊的應用前景。
文檔編號B29C47/92GK102863697SQ20121040104
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者彭楠, 黃志傑, 羅長令, 沈嶽新, 左紹文 申請人:上海俊爾新材料有限公司, 浙江俊爾新材料股份有限公司