汽車用樹脂組合物及其製備方法
2023-06-04 13:11:11 1
專利名稱：汽車用樹脂組合物及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種樹脂組合物及其製備方法，特別是涉及一種汽車用熱塑性樹脂組合物及其製備方法，本發明屬於高分子材料及其成型加工領域。
背景技術：
聚苯醚樹脂(PPE)是非結晶工程塑料，具有優異的耐熱性、耐熱蠕變性、電絕緣性、尺寸穩定性和耐水解性；但是PPE熔體粘度高、成型加工難、耐油性差。聚烯烴樹脂具有優異的可加工性、耐油性、耐水性、耐酸鹼腐蝕性，而在耐熱性、剛性和低溫抗衝擊性方面低劣。因此，將聚苯醚樹脂和聚烯烴樹脂混合形成組合物，可以改善聚苯醚樹脂的可加工性、 耐油性以及聚烯烴樹脂的耐熱性、剛性。同時，聚苯醚和聚烯烴的樹脂組合物具有極低的密度，在組合物的成本和性能上實現了較好的平衡，在汽車市場具有強大的競爭力。聚苯醚樹脂和聚烯烴樹脂是典型的不相容體系。聚苯醚和聚烯烴組合物的相容化技術是已知的，最常用的技術是在組合物中摻入一種或多種促進相容的彈性聚合物。美國專利4，764，559公開了通過添加一種特定的鏈烯基芳族化合物和共軛二烯的氫化嵌段共聚物來獲得相容化的聚苯醚和聚烯烴組合物；日本專利7，166，026公開了通過特定的加工方法控制聚丙烯和彈性體分散相的尺寸和形貌來獲得相容化的聚苯醚和聚烯烴組合物；日本專利04^3941-A公開了通過添加特定的溴化丁基橡膠改善聚苯醚和聚烯烴相容性的方法。上述現有技術的樹脂組合物由於嵌段共聚物或其它彈性體的引入而影響組合物的耐熱性和剛性。同時，部分彈性體的價格較高。
發明內容
本發明的目的在於解決上述技術中的不足，提供一種汽車用聚苯醚和聚烯烴樹脂組合物及其製備方法，通過添加自製的聚苯乙烯和聚烯烴的接枝共聚物為相容劑，製備耐熱性和剛性優異的聚苯醚和聚烯烴樹脂組合物。本發明的目的可以通過以下技術方案實現一種汽車用樹脂組合物，所述組合物包含如下重量份數的各組分聚苯醚樹脂30 60重量份；聚烯烴樹脂30 60重量份；聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物 5 20重量份；抗衝擊改性劑0 10重量份；助劑0.2 1.0重量份。優選的，所述聚苯醚樹脂為以下組合中的一種或幾種的混合聚(2，6_ 二甲基-1， 4-亞苯基)醚、聚(2，3，6_三甲基-1，4-亞苯基)醚、2，6_ 二甲基苯酚與2，3，6_三甲基苯酚的共聚物。優選的，所述聚烯烴樹脂為以下組合中的一種或幾種的混合低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、聚丙烯、衝擊改性的聚丙烯、烯烴類共聚物。
優選的，所述烯烴類共聚物為乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物或長鏈烯烴的共聚物。優選的，所述聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物為聚苯乙烯-g_聚乙烯、 聚苯乙烯-g_聚丙烯、聚苯乙烯-g_聚烯烴彈性體中一種或幾種的混合。優選的，所述聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物的製備方法包括如下步驟將聚烯烴、聚苯乙烯、催化劑組成反應體系，以單螺杆擠出機為反應器，通過熔融混合過程利用Friedel-Crafts烷基化反應製備母粒；再將所得母粒和聚烯烴、聚苯乙烯進行二次熔融加工，形成擠出物，進一步冷卻造粒而得。優選的，所述催化劑為由AlCl3和苯乙烯單體組成的共催化劑體系，其中每100重量份聚烯烴、聚苯乙烯、催化劑組成反應體系中，AlCl3的用量為0. 1 5. 0重量份，AlCl3與苯乙烯的重量比例為0. 2 5. 0。優選的，所述單螺杆擠出機的控制反應溫度為160 240°C，螺杆轉速為20 50rev/mino優選的，所述抗衝擊改性劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯、苯乙烯-異戊二烯、苯乙烯-異戊二烯/ 丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯中的一種或幾種。優選的，所述助劑為抗氧劑、潤滑劑、脫模劑、防色變劑中的一種或幾種的混合。本發明的另一個目的通過以下技術方案實現一種製備所述汽車用樹脂組合物的方法，包括如下步驟(a)將所述重量份的聚苯醚樹脂、聚烯烴樹脂、聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物、抗衝擊改性劑和助劑混合，形成混合物；(b)採用雙螺杆擠出機，擠出機設有兩個抽真空處，其中一處抽真空設備位於輸送段末端、熔融段始端；另一處抽真空設備位於計量段；控制加工溫度在200 280°C，即得。本發明通過添加自製的聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物的方法實現了聚苯醚和聚烯烴樹脂的相容化，製備了耐熱性和剛性優異的聚苯醚和聚烯烴樹脂組合物。 本發明的聚苯乙烯和聚烯烴的接枝共聚物通過在熔融混合過程利用Friedel-Crafts烷基化反應製備，價格低廉，而且可以實現連續化生產。同時，通過添加AlCl3和苯乙烯單體的共催化劑體系，結合母粒兩步加工法，可以緩解反應過程聚苯乙烯和聚烯烴組分分子鏈的斷鏈，製備的聚苯乙烯和聚烯烴的接枝共聚物的接枝率高、性能優異。
具體實施例方式以下結合具體實施對本發明的技術方案作進一步的解釋，但是以下的內容不限定本發明的保護範圍。^mm 1-2 ^mmm^mmmmmmimmmmmm^實施例1以重量份數計，將聚丙烯70份、聚苯乙烯30份、AlCl3 0. 1份、苯乙烯單體0. 5份置於單螺杆擠出機製備聚丙烯和聚苯乙烯的接枝共聚物的母粒，控制反應溫度為160-240°C， 螺杆轉速為20-50rev/min。單螺杆擠出機的螺杆直徑為25mm，長徑比為25，在擠出機的料鬥處設置氮氣保護。以重量份數計，將聚丙烯40份、聚苯乙烯10份和上述母粒50份置於
4單螺杆擠出機中，控制加工溫度為160-240°C，螺杆轉速為20-50reV/min，即得聚丙烯和聚苯乙烯的接枝共聚物。實施例2以重量份數計，將聚乙烯70份、聚苯乙烯30份、AlCl3 0. 1份、苯乙烯單體0. 5份置於單螺杆擠出機製備聚乙烯和聚苯乙烯的接枝共聚物的母粒，控制反應溫度為160-240°C， 螺杆轉速為20-50rev/min。單螺杆擠出機的螺杆直徑為25mm，長徑比為25，在擠出機的料鬥處設置氮氣保護。以重量份數計，將聚乙烯40份、聚苯乙烯10份和上述母粒50份置於單螺杆擠出機中，控制加工溫度為160-240°C，螺杆轉速為20-50reV/min，即得聚乙烯和聚苯乙烯的接枝共聚物。棚列3-6力絲日勝側汽勿■ 會目乂細_棚碰實施例3按照以下組分及重量份含量備料
聚苯醚樹脂30重量份
聚烯烴樹脂60重量份
聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物 5重量份抗衝擊改性劑5重量份
助劑0. 2重量份其中聚苯醚樹脂為聚(2，6_ 二甲基-1，4-亞苯基)醚；聚烯烴樹脂為聚丙烯；聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物為聚苯乙烯-g_聚丙烯；抗衝擊改性劑為SEBS ；助劑為抗氧劑。實施例4按照以下組分及重量份含量備料
聚苯醚樹脂30重量份
聚烯烴樹脂60重量份
聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物 10重量份抗衝擊改性劑0重量份
助劑0.2重量份其中聚苯醚樹脂為聚(2，6_ 二甲基-1，4-亞苯基)醚；聚烯烴樹脂為聚丙烯；聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物為聚苯乙烯-g_聚丙烯；助劑為抗氧劑。
實施例5按照以下組分及重量份含量備料
聚苯醚樹脂40重量份
聚烯烴樹脂40重量份
聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物 20重量份抗衝擊改性劑10重量份
助劑0.5重量份其中聚苯醚樹脂為聚0，3，6-三甲基-1，4-亞苯基)醚；聚烯烴樹脂為聚乙烯；聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物為聚苯乙烯-g_聚乙烯；抗衝擊改性劑為SEP ；助劑為抗氧劑0. 2重量份，潤滑劑0. 3重量份。實施例6按照以下組分及重量份含量備料
聚苯醚樹脂60重量份
聚烯烴樹脂30重量份
聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物5重量份
抗衝擊改性劑5重量份
助劑1.0重量份其中聚苯醚樹脂為2，6-二甲基苯酚與2，3，6-三甲基苯酚的共聚物；聚烯烴樹脂為乙烯-丙烯共聚物；聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物為聚苯乙烯-g_聚丙烯；抗衝擊改性劑為SBS ；助劑為抗氧劑0. 2重量份、潤滑劑0. 3重量份、脫模劑0. 2重量份、防色變劑0. 3
重量份。實施例3-6通過以下方法製備成為本發明的汽車用樹脂組合物，具體包括以下步驟將上述組分置於雙螺杆擠出機中，經過雙螺杆熔融擠出、造粒，即得本發明的汽車用樹脂組合物。擠出裝置從加料口到口模共有10個溫控區。擠出溫度設置為200 ^0°C。所述雙螺杆擠出機設有兩個抽真空處，其中一處抽真空設備位於輸送段末端、熔融段始端；另一處位於計量段。對比例將聚丙烯樹脂60重量份、聚苯醚樹脂30重量份、SEBS 10重量份和加工助劑0. 5重量份置於雙螺杆擠出機中，經過雙螺杆熔融擠出、造粒。擠出裝置從加料口到口模共有10 個溫控區。擠出溫度設置為200 250°C。所述雙螺杆擠出機設有兩個抽真空處，其中一處抽真空設備位於輸送段末端、熔融段始端；另一處位於計量段。將實施例3-6和對比例製備的樹脂組合物注射成型，然後測試各個樹脂組合物的物理性能。測試遵循如下測試方法基於ASTM D-638的測試程序測定抗拉強度和伸長；基於ASTM D-790的測試程序測定撓曲強度和撓曲模量；基於ASTM D-256的測試程序測定 Izod切口衝擊強度；基於ASTM D-648的測試程序測定熱變形溫度。實施例3_6和對比例所製備的的樹脂組合物的物理性能測試的結果見表1所示。表 1
組成和性能對比例實施例3 I實施例4 I實施例5~~ 實施例6
聚烯烴6060604030
聚苯醚3030304060
接枝共聚物0510205
抗衝擊改性劑1050105
Izod 切口衝擊強度(J/m) 85135100150245
抗拉強度(MPa)2830323030
撓曲模量(MPa) 0012501380 Το1350
HDT (1.82Mpa)°C859596100108由表1可見，實施例3和實施例4與對比例的組成樹脂組合物的聚烯烴和聚苯醚組分的配比一致。與對比例相比，採用本發明提供的接枝共聚物為相容劑製備的樹脂組合物的耐熱性和剛性優異，而且衝擊韌性良好。輔助添加SEBS抗衝擊改性劑，具有進一步促進相容的作用，組合物的衝擊韌性進一步增加。本發明在聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物的製備過程中，使用AlCl3和苯乙烯單體的共催化劑體系，同時採用母粒法製備聚苯乙烯和聚丙烯的接枝共聚物，以該接枝共聚物為相容劑來製備聚苯醚和聚丙烯的樹脂組合物，使耐熱性和剛性明顯增加。本發明的範圍不受所述具體實施方案的限制，所述實施方案只欲作為闡明本發明各個方面的單個例子，本發明範圍內還包括功能等同的方法和組分。實際上，除了本文所述的內容外，本領域技術人員參照上文的描述可以容易地掌握對本發明的多種改進。所述改進也落入所附權利要求書的範圍之內。
權利要求
1.一種汽車用樹脂組合物，其特徵在於，所述組合物包含如下重量份數的各組分聚苯醚樹脂30 60重量份；聚烯烴樹脂30 60重量份；聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物 5 20重量份；抗衝擊改良劑0 10重量份；助劑0. 2 1. 0重量份。
2.如權利要求1所述的汽車用樹脂組合物，其特徵在於，所述聚苯醚樹脂為以下組合中的一種或幾種的混合聚(2，6_ 二甲基-1，4-亞苯基)醚、聚(2，3，6_三甲基-1，4-亞苯基)醚、2，6_ 二甲基苯酚與2，3，6_三甲基苯酚的共聚物。
3.如權利要求1所述的汽車用樹脂組合物，其特徵在於，所述聚烯烴樹脂為以下組合中的一種或幾種的混合低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、 聚丙烯、衝擊改性的聚丙烯、烯烴類共聚物。
4.如權利要求3所述的汽車用樹脂組合物，其特徵在於，所述烯烴類共聚物為乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物或長鏈烯烴的共聚物。
5.如權利要求1所述的汽車用樹脂組合物，其特徵在於，所述聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物為聚苯乙烯-g_聚乙烯、聚苯乙烯-g_聚丙烯、聚苯乙烯-g_聚烯烴彈性體中一種或幾種的混合。
6.如權利要求1所述的汽車用樹脂組合物，其特徵在於，所述聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物的製備方法包括如下步驟將聚烯烴、聚苯乙烯、催化劑組成反應體系， 以單螺杆擠出機為反應器，通過熔融混合過程利用Friedel-Crafts烷基化反應製備母粒； 再將所得母粒和聚烯烴、聚苯乙烯進行二次熔融加工，形成擠出物，進一步冷卻造粒而得。
7.如權利要求6所述的汽車用樹脂組合物，其特徵在於，所述催化劑為由AlCl3和苯乙烯單體組成的共催化劑體系，其中每100重量份聚烯烴、聚苯乙烯、催化劑組成反應體系中，AlCl3的用量為0. 1 5. 0重量份，AlCl3與苯乙烯單體的重量比例為0. 2 5. 0。
8.如權利要求6所述的汽車用樹脂組合物，其特徵在於，所述單螺杆擠出機的控制反應溫度為160 240°C，螺杆轉速為20 50rev/min。
9.如權利要求1所述的汽車用樹脂組合物，其特徵在於，所述抗衝擊改性劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯、苯乙烯-異戊二烯、苯乙烯-異戊二烯/ 丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯中的一種或幾種。
10.如權利要求1所述的汽車用樹脂組合物，其特徵在於，所述助劑為抗氧劑、潤滑劑、 脫模劑、防色變劑中的一種或幾種的混合。
11.一種製備權利要求1至10任一項所述的汽車用樹脂組合物的方法，其特徵在於，包括如下步驟(a)將聚苯醚樹脂、聚烯烴樹脂、聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物、抗衝擊改性劑和助劑混合，形成混合物；(b)採用雙螺杆擠出機，擠出機設有兩個抽真空處，其中一處抽真空設備位於輸送段末端、熔融段始端；另一處抽真空設備位於計量段；控制加工溫度在200 280°C，即得。
全文摘要
本發明涉及一種汽車用熱塑性樹脂組合物及其製備方法，所述組合物包含如下組分聚苯醚樹脂30～60重量份；聚烯烴樹脂30～60重量份；聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物5～20重量份；抗衝擊改良劑0～10重量份；助劑0.2～1.0重量份。所述組合物的製備方法包括如下步驟(a)將聚苯醚樹脂、聚烯烴樹脂、聚鏈烯基芳族樹脂和聚烯烴的接枝共聚物、添加劑和加工助劑混合，形成混合物；(b)採用雙螺杆擠出機，擠出機設有兩個抽真空處，其中一處抽真空設備位於輸送段末端、熔融段始端，另一處抽真空設備位於計量段，控制加工溫度在200～280℃，即得。本發明耐熱性好，剛性優異，價格低廉，方法簡便，可連續化生產。
文檔編號C08L87/00GK102516743SQ201110407728
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者單桂芳, 周霆, 羅明華, 辛敏琦, 邱衛美 申請人:上海錦湖日麗塑料有限公司