具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料的製作方法

2023-06-21 23:49:46 3

專利名稱：：具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料。可用於家電產品和汽車產品方面。屬於塑料加工
技術領域：
。技術背景聚丙烯作為一種兼具綜合性能優越和成本低廉雙重優勢的大宗聚烯烴材料品種，已經廣泛應用於汽車內外裝飾件以及各種家用電器上。目前，隨著技術的不斷發展，人們對塑料的各項性能(如抗衝擊性，強度和剛性，噴塗性，流動性等)提出了越來越高的要求，這給塑料產業提出了巨大的挑戰。儘管聚丙烯具有優良的綜合力學性能，但它具有一個特別明顯的缺點缺口衝擊強度低，低溫韌性較差。因此往往需要通過加入增韌劑進行後共混來提高其抗衝擊性能。最近國內外又開展了聚丙烯釜內合金的研究。相比於前述的通過後共混增韌的方法，這種原位增韌的方法有效提高了增韌的效果。增韌劑與聚丙烯的後共混雖然可以對聚丙烯進行增韌，但與此同時，增韌劑的加入也往往導致聚丙烯樹脂的強度和模量的損失。為了提高聚丙烯樹脂的強度和模量，通常可以通過加入廉價的無機礦物填料如滑石粉等來進行改善，通過這種方法能獲得的彎曲模量一般不超過1.6GPa。雖然可以通過加入玻璃纖維對聚丙烯進行增強來獲得剛度更高的聚丙烯樹脂，然而這樣得到的高剛度聚丙烯樹脂的充模能力不佳，模塑製品容易出現氣孔等缺陷，而且加工過程對設備的磨損相當嚴重。利用無機晶須增強聚丙烯則可以有效提高聚丙烯材料的剛性，同時避免玻璃纖維增強聚丙烯時出現的問題。中國專利CN03129167.8介紹了一種含鈦酸鉀晶須和玻璃纖維的聚丙烯複合材料，中國專利CN03115922.2介紹了一種礦物/晶須複合增強的聚丙烯組合物，中國專利CN03116196.0則介紹了一種鎂鹽晶須增強阻燃的聚丙烯組合物。由於聚丙烯樹脂的非極性性質，使得上述得到的高剛度聚丙烯複合物的塗裝性能(噴塗性能)比較差，限制了這種高剛度聚丙烯複合物的使用範圍。為了增強聚丙烯材料的噴塗性能，一般採用的方法是通過等離子體輻照等物理化學方法來對聚丙烯進行表面處理，或者採用氯化聚丙烯對聚丙烯進行表面塗覆。也可以採用與功能化聚丙烯來進行共混改性來提高基體的噴塗性能。馬來酸酐接枝熱塑性聚烯烴彈性體是近年來開發的一種新型接枝物，正被逐漸應用於對各種極性聚合物[如尼龍PA、熱塑性聚酯對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)]，以及聚碳酸酯的增韌，也被應用於極性塑料與非極性塑料之間(如尼龍與聚丙烯間)的增容，亦可用於無機填料與塑料之間的增容。與之相關的製備及應用專利可以參見CN01126712.7，CN200610024089.0，CN99109924.9，200410017173.0等。
發明內容本發明的目的在於提供一種具有優良塗裝性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料。本發明的目的是這樣實現的一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，其特徵在於所述複合材料主要由以下重量配比的原料組成聚丙烯5070%無機晶須1530%無機礦物515%極性改性劑510%增韌劑POE:5~15%抗氧劑0.1~0，4%其他助劑0.1~3%。所述的無機礦物和晶須分別經偶聯劑進行表面處理，所用偶聯劑可以是矽烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑，典型的如KH-550(Y-氨基丙基三乙氧基矽烷)；所述的聚丙烯可以是均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯或無規共聚聚丙烯。可以是單一牌號的也可以是不同牌號混合的，其熔融指數範圍為2.5~27g/10min，拉伸強度》18MPa。所述的無機晶須可以是鹼式硫酸鎂晶須、鈦酸鉀晶須或碳酸鈣晶須等，其長徑比L/D^30，直徑《lum。所述的無機礦物可以是滑石粉、雲母或者碳酸鈣，其粒徑範圍為5002500目。所述的極性改性劑為MPOE(馬來酸酐接枝聚烯烴熱塑性彈性體)，接枝率為0.8~1.2%，優選用量為7%。所述的增韌劑為POE(聚烯烴熱塑性彈性體)。所述抗氧劑為一種受阻酚類抗氧劑，典型的如瑞士汽巴公司的1010。根據產品的需要，其他助劑可以是熱穩定劑、抗紫外線劑、脫模劑、潤滑劑、顏料或色母粒等。為了保證良好的噴塗效果，脫模劑如硬脂酸鈣的用量不超過0.2%，優選0.1%。其製備過程如下-(1)無機礦物和晶須分別經偶聯劑進行表面處理，所用偶聯劑可以是矽垸偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑，典型的如KH-550;(2)按配比稱取各個組分，在高速混合機中高速混合34分鐘，出料；(3)混合好的原料經雙螺杆擠出機擠出造粒，雙螺杆擠出機的轉速為200500轉/分，溫度為180-240。C。本發明利用了經偶聯劑進行表面處理過的無機晶須對聚丙烯的增強作用，結合功能性極性改性劑馬來酸酐接枝聚烯經熱塑性彈性體對聚丙烯的增強噴塗性和增韌的雙重作用，使產品同時具有良好的噴塗性能和高的剛度。由於極性改性劑同時具有增韌的效果，因此可以減少外加增韌劑的用量。本發明的優點是產品具有良好噴塗特性，而且剛度高，強度高。本發明所述產品可作做防擦條等汽車部件用途，也可用於洗衣機等家電產品。尤其適用於對噴塗要求高的場合，如各種汽車外裝飾件等。具體實施方案下面結合實施例，對本發明作進一步詳細說明對比例及實施例14:以兩種聚丙烯樹脂為基料，以經過表面改性的晶須為增強劑，表面改性的滑石粉為填料，馬來酸酐接枝熱塑性聚烯徑彈性體為極性改性劑，POE(熱塑性聚烯烴彈性體)為增韌劑，投料配比如表l所示。表l具有良好噴塗性的高剛性聚丙烯複合材料配料表tableseeoriginaldocumentpage8本發明的製備工藝過程如下(1)無機礦物和晶須分別經矽烷偶聯劑KH-550進行表面處理，KH550用量為1.5%;(2)按配比稱取各個組分，在高速混合機中高速混合34分鐘，出料；(3)混合好的原料經雙螺杆擠出機擠出造粒，雙螺杆擠出機的轉速為250轉/分鐘，螺杆溫度設置如表2所示。表2雙螺杆擠出機的參數設置tableseeoriginaldocumentpage9經雙螺杆擠出機擠出造粒後，注塑成樣條進行力學性能測試；注塑成色板，手工噴漆後，利用劃格法評定噴塗效果。測試結果如表3所示。表3對比例及實施例的測試結果tableseeoriginaldocumentpage9權利要求1、一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，其特徵在於所述複合材料主要由以下重量配比的原料組成聚丙烯50～70％無機晶須15～30％無機礦物5～15％極性改性劑5～10％增韌劑POE5～15％抗氧劑0.1～0.4％其他助劑0.1～3％。所述的無機礦物和晶須分別經偶聯劑進行表面處理，所述的極性改性劑為馬來酸酐接枝聚烯烴熱塑性彈性體，接枝率為0.8～1.2％。2、根據權利要求1所述的一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，其特徵在於所述偶聯劑是矽烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑。3、根據權利要求1所述的一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，其特徵在於所述聚丙烯是均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯或無規共聚聚丙烯，其熔融指數範圍為2.527g/10min，拉伸強度》18MPa。4、根據權利要求1所述的一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，其特徵在於所述無機晶須是鹼式硫酸鎂晶須、鈦酸鉀晶須或碳酸鈣晶須，其長徑比L/D^30，直徑《lum。5、根據權利要求1所述的一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，其特徵在於所述無機礦物是滑石粉、雲母或者碳酸鈣，其粒徑範圍為5002500目。6、根據權利要求1所述的一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，其特徵在於所述增韌劑熱塑性聚烯烴彈性體。7、根據權利要求1所述的一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，其特徵在於所述抗氧劑為一種受阻酚類抗氧劑。8、根據權利要求1所述的一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，其特徵在於所述偶聯劑為Y-氨基丙基三乙氧基矽垸。9、根據權利要求1所述的一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，其特徵在於所述馬來酸酐接枝聚烯烴熱塑性彈性體用量為7%。10、根據權利要求8所述的一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，其特徵在於所述受阻酚類抗氧劑為瑞士汽巴公司的1010。全文摘要本發明涉及一種具有良好噴塗性能的礦物/晶須增強聚丙烯複合材料，主要由以下重量配比的原料組成聚丙烯50～70％，無機晶須15～30％，無機礦物5～15％，極性改性劑5～10％，增韌劑POE5～15％，抗氧劑0.1～0.4％，其他助劑0.1～3％。所述的無機礦物和晶須分別經偶聯劑進行表面處理，極性改性劑為馬來酸酐接枝聚烯烴熱塑性彈性體，接枝率為0.8～1.2％。本發明所述產品具有良好噴塗特性，而且剛度高，強度高。本發明所述產品可作做防擦條等汽車部件用途，也可用於洗衣機等家電產品。尤其適用於對噴塗要求高的場合，如各種汽車外裝飾件等。文檔編號C08L51/06GK101250303SQ20081001988公開日2008年8月27日申請日期2008年3月20日優先權日2008年3月20日發明者周龍建,曹克波,柳慶春申請人:江南模塑科技股份有限公司