一種低收縮高流動高韌性聚丙烯的製備方法

2023-05-28 04:12:56

專利名稱：：一種低收縮高流動高韌性聚丙烯的製備方法
技術領域：
：本發明一種低收縮高流動高韌性聚丙烯的製備方法涉及一種低收縮高流動高韌性聚丙烯組合物、及其製備方法和用途，所述聚丙烯組合物可用於汽車保險槓和結構複雜的大型薄壁製品，具有較高的流動性和較高的抗衝擊性，並且同時具有較低的收縮率。技術背景在汽車行業中，隨著塑料材料的重量減輕和性能提高，塑料材料用於各種汽車部件有持續增加的勢頭。與其他塑料材料相比，對聚烯烴材料的需求增長快速，原因在於其低比重、易回收和價格便宜等。在聚烯烴樹脂中，聚丙烯樹脂在汽車中廣泛應用，例如，作為內飾件的儀錶板、門板、立柱等，作為外飾件的保險槓、防擦條等。目前，在汽車行業裡，轎車的保險槓普遍為三元乙丙橡膠改性的聚丙烯，該材料用量達到保險槓總用量的70%以上。現在的轎車保險槓的產品設計都向形狀複雜、壁薄、質量輕的方向發展。這就必然要求用來製造轎車保險槓的塑料材料具備較好的流動性、較高的衝擊性以及低的成型收縮率等性能。儘管聚丙烯樹脂具有眾多優點，但是，聚丙烯樹脂的固有限制在於，非常難以獲得優異的流動性和優異的衝擊性或剛性之間的平衡，同時聚丙烯的收縮率很高通常為1.6%左右。這就要求我們能夠製備一種即具有高流動、高抗衝，又具有較低收縮率的聚丙烯複合材料，以滿足汽車行業日益苛刻的要求。
發明內容本發明目的在於提供一種低收縮高流動高韌性聚丙烯組合物，以解決現有技術中流動性、抗衝擊性及收縮率較難平衡的問題。本發明的再一目的是提供一種上述組合物的製備方法。本發明的又一目的是提供一種上述組合物的用途。本發明目的可通過下述技術方案實現一種高流動高韌性低收縮聚丙烯組合物，其熔體流動速率為25—100g/10min(230°C/2.16KG)，各組分按重量份計為高流動性聚丙烯35_65熱塑性聚烯烴彈性體10_40增韌劑6_20無機填料10—25抗氧劑0.2—1.0耐候劑0.2_1.0加工助劑0.1—1.0其中，所述的增韌劑選自POE(乙烯一辛烯共聚物)、EPDM(三元乙丙橡膠)、SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物)與SEBS(氫化SBS)中的一種或一種以上的組合物。增韌劑的加入可大幅提高組合物的抗衝擊韌性。本發明通過選用適宜的聚丙烯樹脂，採用熱塑性聚烯烴彈性體作為收縮改善劑降低複合材料的收縮率，並複合增韌劑對聚丙烯進行增韌改性，同時加入超細滑石粉提高材料的剛性和尺寸穩定性，從而得到具有較高流動性、較高衝擊韌性和較低收縮率的聚丙烯組合物。所述的高流動性聚丙烯選自丙烯均聚物、乙烯一丙烯共聚物、RTPO以及它們的混合物。優選使用乙烯一丙烯共聚物作為高流動性聚丙烯樹脂。所述的收縮改善劑為熱塑性聚烯烴彈性體，選自Catalloy工藝生產的用於改善收縮率的聚丙烯合金。優選Basell生產的Hifax系列產品中的一種或它們的混合物。其作用是降低聚丙烯複合材料的收縮率。所述的無機填料選自玻璃纖維、滑石粉、雲母、碳酸鈣、矽灰石、硫酸鋇、粘土、硫酸鎂、晶須等中的一種或它們的混合物，這些無機填料中，特別優選粒徑尺寸為1250目一4000目滑石粉。無機填料賦予複合材料足夠的強度和剛性，同時有利於降低收縮率。所述的抗氧劑可以提高材料在加工和使用過程中的耐熱老化性能，可選自酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類的複合物中的一種或一種以上復配,其中酚類可為四[P-G，5-二叔丁基-4羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，6-二(1-苯基)乙基-4-壬基苯酚，亞磷酸酯類可為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、硫代酯可為硫代二丙酸雙(十八)酯或硫代二丙酸二硬脂醇酯，優選的牌號為汽巴(CIBA)公司的Irganox1010，也可以與Irganox168復配。所述的耐候劑可以提高材料在使用過程中的耐光老化性能，為受阻胺類(HALS)光穩定劑，可為雙(2，2，6，6-四基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚-[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)-亞氨基]-l，3，5-三嗪-2，4-二基]-[2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]-亞己基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞氨基]]等，優選牌號為汽巴(Ciba)公司的TINUV770或TINUV944，或兩者的復配。所述的加工助劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂(如硬脂酸鈣、硬脂酸鋅)、硬脂酸複合酯或醯胺類(芥酸醯胺和油酸醯胺)中的一種或一種以上；製備本發明所述的聚丙烯複合材料包括下述步驟(1)將聚丙烯樹脂、收縮改善劑、增韌劑、0—50%的無機填料、抗氧劑、耐候劑、加工助劑置於混合機中攪拌混合3—8分鐘，獲得混合物；(2)將剩餘的無機填料和(1)步驟得到的混合物經精密計量分別送入雙螺杆或往返式單螺杆擠出設備內，以180235t:的溫度下熔融共混、擠出造粒，螺杆長徑比不小於32，g卩必須大於或等於32。本發明所述的聚丙烯複合材料適用於製作汽車保險槓和其他形狀複雜的大型薄壁製件。製得的產品各項性能指標均達到或超過預定的要求，材料在23。C下的懸臂梁缺口衝擊強度為30—70KJ/m2(按ISO180測試)，熔體流動速率為15—40g/10min(按IS01133,條件230°C/2.16KG)，同時注塑收縮率降低到0.45-0.85%(按GB15585),其他技術指標達到或超過目前汽車保險槓用聚丙烯材料的標準。因此本發明提供了一種高流動高韌性低收縮汽車保險槓專用聚丙烯及其製備方法，滿足轎車工業發展的需要。下面結合實施例，對本發明做進一步詳細說明具體實施方式實施例1表1樣品1的配比原料名稱用量(重量)高流動性聚丙烯35phr聚丙烯合金ffifax35phrPOE8phr超細滑石粉300022phr1010/1680.1/0.2phr770/9440.2/0.2phr硬脂酸轉0.2phr製備方法(1)將聚丙烯樹脂、聚丙烯合金Hifax、6-8份超細滑石粉、增韌劑、抗氧劑、耐候劑、加工助劑置於混合機中攪拌混合，混合3—8分鐘，獲得混合物；(2)將餘量超細滑石粉和(1)步驟得到的混合物經精密計量系統分別送入雙螺杆擠出設備內，以195215'C的溫度下熔融混煉、擠出造粒、烘乾裝包。得到的產品具體測試結果如表2所示表2樣品1的測試結果tableseeoriginaldocumentpage8tableseeoriginaldocumentpage8製備方法(1)將聚丙烯樹脂、聚丙烯合金Hifax、增韌劑、抗氧劑、耐候劑、加工助劑置於混合機中攪拌混合，混合3—8分鐘，獲得混合物；(2)將超細滑石粉和(1)步驟得到的混合物經精密計量系統分別送入雙螺杆擠出設備內，以195215"C的溫度下熔融混煉、擠出造粒、烘乾裝包。得到的產品具tableseeoriginaldocumentpage8實施例3表5樣品3的配比tableseeoriginaldocumentpage9製備方法(1)將聚丙烯樹脂、聚丙烯合金Hifax、增韌劑、抗氧劑、耐候劑、加工助劑置於混合機中攪拌混合，混合3—8分鐘，獲得混合物；(2)將超細滑石粉和(1)步驟得到的混合物經精密計量系統分別送入雙螺杆擠出設備內，以195215'C的溫度下熔融混煉、擠出造粒、烘乾裝包。得到的產品具體測試結果如表2所示表6樣品3的測試結果tableseeoriginaldocumentpage9權利要求1.一種低收縮高流動高韌性聚丙烯組合物，其熔體流動速率為25-100g/10min(230℃/2.16KG)，各組分按重量份計為高流動性聚丙烯35-65熱塑性聚烯烴彈性體10-40增韌劑6-20無機填料10-25抗氧劑0.2-1.0耐候劑0.2-1.0加工助劑0.1-1.0其中，所述的增韌劑為乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物與氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一種或一種以上的組合物。2.根據權利要求1所述的聚丙烯組合物，其特徵在於，所述的高流動性聚丙烯為丙烯均聚物、乙烯一丙烯共聚物中的一種以及它們的混合物。3.根據權利要求l所述的聚丙烯組合物，其特徵在於，所述的熱塑性聚烯烴彈性體，選自Catalloy工藝生產的用於改善收縮率的聚丙烯合金。4.根據權利要求1所述的聚丙烯組合物，其特徵在於，所述的無機填料為滑石粉，其粒徑尺寸為1250目一4000目。5.根據權利要求1所述的聚丙烯組合物，其特徵在於，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1010，也可以與亞磷酸酯類抗氧劑復配，為1010和168復配。6.根據權利要求1所述的聚丙烯組合物，其特徵在於，所述的耐候劑為受阻胺類(HALS)光穩定劑770、944中的一種，或770和944復配。7.根據權利要求1所述的聚丙烯組合物，其特徵在於，所述的加工助劑選自低分子酯類硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸複合酯類、芥酸醯胺、油酸醯胺中的一種或其混合物。8.—種針對權利要求1所述的聚丙烯組合物的製備方法，包括下述步驟(1)將聚丙烯樹脂、收縮改善劑、增韌劑、0-50%無機填料、抗氧劑、耐候劑、加工助劑置於混合機中攪拌混合3—8分鐘，獲得混合物；(2)將剩餘的無機填料和(1)步驟得到的混合物分別送入雙螺杆或往返式單螺杆擠出設備內以180235'C的溫度下熔融共混、擠出造粒，螺杆長徑比不小於32。9.針對權利要求1至8之一項所述的聚丙烯組合物的用途，用於製備開模收縮率0.45-0.85%的汽車保險槓和形狀複雜的大型薄壁製件。全文摘要本發明一種低收縮高流動高韌性聚丙烯的製備方法涉及一種低收縮高流動高韌性聚丙烯組合物、及其製備方法和用途，該組合物的熔體流動速率為25-100g/10min(230℃/2.16KG)，各組分按重量份計為高流動性聚丙烯35-65、熱塑性聚烯烴彈性體10-40、增韌劑6-20、無機填料10-25、抗氧劑0.2-1.0、耐候劑0.2-1.0、加工助劑0.1-1.0，所述增韌劑為乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物與氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一種或其組合物。製備方法是(1)將各組分和0-50％無機填料混合3-8分鐘，獲得混合物；(2)將剩餘的無機填料和(1)步驟得到的混合物在180～235℃的溫度下熔融共混、擠出造粒。該組合物用於汽車保險槓和結構複雜的大型薄壁製品。文檔編號C08L23/00GK101148528SQ20071004777公開日2008年3月26日申請日期2007年11月2日優先權日2007年11月2日發明者超丁,周英輝,李永華,羅忠富,達黃申請人:上海金髮科技發展有限公司;廣州金髮科技股份有限公司