高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂的製作方法
2023-06-14 13:13:41
高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其組分按重量百分比包括：50-85%聚丙烯樹脂、10-35%填充劑、1-10%耐刮擦助劑、交聯劑0.1-5%、1-10%相容劑、0.1-1%抗氧劑、0.1-1%加工助劑。聚丙烯樹脂為包括但不限於均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯，耐刮擦劑為有機矽聚合物、納米金屬氧化物、脂肪酸醯胺的一種或多種，交聯劑為有機過氧化物；相容劑為聚丙烯與不飽和羧酸或其酸酐的接枝或共聚聚合物。本發明的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂兼具優良的表面刮擦特性和力學性能，其中懸臂梁缺口衝擊強度≥32KJ/m2，與普通耐刮擦聚丙烯材料衝擊強度10KJ/m2相比，有明顯提高。在工藝上，本發明的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂在生產過程中具有加工方法簡便、無需改造現有加工設備、生產成本低廉的特點。
【專利說明】高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，屬於聚丙烯改性【技術領域】。
【背景技術】
[0002]聚丙烯具有來源豐富、價格低廉的優點，而且與其他通用塑料相比，具有力學性能好、密度低、剛性好、強度高以及電絕緣性能好等特點，目前在家電、汽車領域應用廣泛。但由於聚丙烯本身為碳氫長鏈高分子，在主鏈及支鏈均不含有其他雜原子，因此在聚丙烯中也不能產生較強的分子間力，本質上屬於柔性鏈段，表面硬度低，在受到外力時容易在產品表面留下明顯的刮痕。隨著聚丙烯在汽車內飾領域的應用日益廣闊和整車廠對產品表面的要求越來越高，越來越多用於內飾的聚丙烯材料都開始要求產品具有良好的耐刮擦性能。但是聚丙烯具有良好的抗刮擦性的同時，容易降低材料的強度，尤其是抗衝擊強度下降明顯，導致材料性能無法滿足用戶的使用要求。本發明所設計的聚丙烯複合物在保持材料高強度的前提下，提高聚丙烯的耐刮擦性，使材料的強度和表面耐刮擦效果都能滿足客戶的要求。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題在於針對現有聚丙烯材料所存在的問題而提供一種高強度耐刮擦的聚丙烯改性樹脂。
[0004]本發明所要解決的技術問題可以通過以下技術方案:
[0005]高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，由以下重量百分比的原料組成: [0006]
聚丙烯樹脂50-85%;
填充劑10-35%;
耐刮擦劑0.5-10%;
交聯劑0.1-5%
[0007]
相容劑1-10%;
抗氧劑0.1-1%；
加工助劑0.1-1%。
[0008]本發明所述的聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的混合物，所述均聚聚丙烯樹脂佔高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂的重量百分比為0-30%，優選為10-25% ;所述嵌段共聚聚丙烯樹脂 佔高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂的重量百分比為20-85%，優選為40-75%。本發明的嵌段共聚聚丙烯提高產品的韌性和流動性；均聚聚丙烯可以使普通均聚聚丙烯也可以是均聚高結晶聚丙烯，有助於提高材料剛性，增強材料表面耐刮擦性能。[0009]所述的均聚聚丙烯熔融指數優選為10g/10min-35g/10min (230°C, 2.16kg),所述嵌段共聚聚丙烯熔融指數優選為10g/10min-35g/10min(230°C，2.16kg)，其中，所述嵌段共聚聚丙烯的共聚單體為乙烯或其他α-烯烴。乙烯或α-烯烴含量按嵌段共聚聚丙烯重量計的重量百分比為8-25%。
[0010]本發明所述的填充劑優選為經矽烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑活化處理的填充劑，其中填充劑為滑石粉、碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、雲母、玻璃微珠、矽灰石、硫酸鎂中的任意一種或其混合物，其經矽烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑活化處理的方法是將填充劑加入高速攪拌機，在攪拌過程中加入佔填充劑重量百分比1-2%的矽烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑，繼續攪拌8-10分鐘，取出攪拌機中的填充劑，即得經活化處理的填充劑。
[0011]本發明所述耐刮擦劑是降低聚丙烯材料表面摩擦阻力或提高材料表面硬度從而提高材料耐刮擦性的有機矽聚合物、納米金屬氧化物、脂肪酸醯胺的一種或其混合物。體系中耐刮擦劑優選為 Irgasurf SR100B、TEGOPREN H_Si6440P，Tegomer V_Si4042，TegomerAnti ScratchlOO、超高分子量聚矽氧烷、納米氧化鋁，優選添加量按重量百分比為2_8%。
[0012]本發明所述交聯劑為有機過氧化物。交聯劑的加入，使聚丙烯和共聚聚丙烯中的乙烯發生微交聯，可以提高聚丙烯材料的抗衝擊強度，同時交聯程度低，則使得材料的流動性不會有明顯下降。優選交聯劑為過氧化二異丙苯(DCP)或過氧化二叔丁基(DTBP)，優選添加量按重量百分比為0.3-1.0%。
[0013]本發明所述相容劑為聚丙烯與不飽和羧酸或其酸酐的接枝或共聚聚合物。相容劑的加入，提高聚丙烯與填充劑的界面粘結力，使兩相結合更加緊密，增加材料的表面剛性，進一步提高材料的耐刮擦性能。優選相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，接枝率1_2%，優選添加量按重量百分比為2_8%。
[0014]本發明所述的抗氧劑為受阻酚類主抗氧劑與亞磷酸酯類或硫醚類輔助抗氧劑的混合物。所述主抗氧劑與輔抗氧劑按重量百分比比例為1:1-1:4。
[0015]所述受阻酚類主抗氧劑優選為IRGAN0X1010、IRGAN0X3114、IRGAN0X1330，亞磷酸酯類輔抗氧劑優選為IRGAF0S168、ULTRAN0X627，硫醚類輔抗氧劑優選為IRGANOX PS802、NAUGARD412S。
[0016]本發明所述的加工助劑為聚乙烯蠟、PETs、硬脂酸鈣中的一種或任意兩種以上的混合。
[0017]與現有技術相比，本發明具有如下創新點:
[0018]本發明提供的耐刮擦聚丙烯複合物中所添加的耐刮擦劑具有提高材料表面硬度和在材料表面形成爽滑保護膜的雙重功效，在遇到外力刮擦時，較低的表面摩擦力和更高的材料表面硬度可以得到更好的抗刮擦效果。
[0019]耐刮擦劑作為一種表面改性劑，在加工過程中，具有向材料表面遷移並在材料表面緊密排布的特性。耐刮擦劑本身的高分子量和爽滑特性，降低了外力對材料本身的侵蝕效果，提聞了材料的耐刮擦性。
[0020]通過添加少量的引發劑，使材料內部發生微交聯，在提高材料表面硬度的同時,使材料的懸臂梁缺口衝擊強度保持在32KJ/m2以上，滿足材料在較高使用要求下的應用性能，並且提高了材料的耐刮擦性能。
[0021]在生產加工過程中，具有加工方法簡便、無需改造現有加工設備、生產成本低廉的特點。
【具體實施方式】
[0022]下面通過具體實施例對本發明做進一步詳細描述，但本發明不僅僅局限於以下實施例。該領域的技術熟練人員根據本
【發明內容】
對本發明作出的一些非本質的改進和調整仍屬於本發明的保護範圍。
[0023]本發明的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂的配方表參見表1.1中的實施例1至8，其製備方法:①按重量稱取各原材料；②將除填充劑以外的物料於攪拌機中攪拌3分鐘，獲得混合物；③將填充劑加入混合物中，繼續攪拌5分鐘；④將步驟③所得物料加入雙螺杆擠出機擠出造粒，最終得到產品。
[0024]其中，體系中的相容劑為聚丙烯接枝馬來酸酐，接枝率1.2%;抗氧劑為IRGANOX 1010,1 RGAFOS 168,1 RGANOX PS802按照質量配比1:1:1的混合物，加工助劑為聚乙烯蠟、PETs、硬脂酸鈣按照質量配比1:1:1的混合物。
[0025]工藝條件:在注塑機中，以190-230°C，50Mpa的注射和35Mpa保壓，3Mpa的背壓下將上述所得產品進行注塑，以提供100*150mm的光滑平板或符合測試標準的標準樣條。 [0026]測試標準:本發明所得產物按GB/T3682測試熔融指數；按GB/T1843測試缺口衝擊強度；按611 W14688Method A_Code2 (10N)方法測試耐刮擦性，其評級按GM W144444.4.5標準。
[0027]對比例和各實施例對應的性能測試如表1.2所示。
[0028]
【權利要求】
1.高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，由以下重量百分比的原料組成:聚丙烯樹脂50-85%;填充劑10-35%;耐刮擦劑0.5-10%;交聯劑0.1-5%；相容劑1-10%;抗氧劑0.1-1%;加工助劑0.1-1%； 所述的聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的混合物，所述均聚聚丙烯樹脂佔高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂的重量百分比為0-30% ;所述嵌段共聚聚丙烯樹脂佔高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂的重量百分比為20-85% ； 所述耐刮擦劑為有機矽聚合物、納米金屬氧化物、脂肪酸醯胺的一種或兩種以上的混合； 所述交聯劑為有機過氧化物； 所述相容劑為聚丙烯與不飽和羧酸或其酸酐的接枝或共聚聚合物。
2.如權利要求1所述`的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述的聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的混合物，所述均聚聚丙烯樹脂佔高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂的重量百分比為10-25% ;所述嵌段共聚聚丙烯樹脂佔高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂的重量百分比為40-75%。
3.如權利要求1或2所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述的均聚聚丙烯熔融指數為10g/10min-35g/10min (230°C, 2.16kg)，所述嵌段共聚聚丙烯熔融指數為10g/10min-35g/10min (230°C,2.16kg)。
4.如權利要求1或2所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，其中，所述嵌段共聚聚丙烯的共聚單體為乙烯或其他α-烯烴；乙烯或α-烯烴含量按嵌段共聚聚丙烯重量計的重量百分比為8_25%。
5.如權利要求1所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，其中，所述的填充劑優選為經矽烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑活化處理的填充劑。
6.如權利要求5所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述的填充劑為滑石粉、碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、雲母、玻璃微珠、矽灰石、硫酸鎂中的任意一種或其混合物。
7.如權利要求1所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述的耐刮擦劑為Irgasurf SRIOOB>TEGOPREN H_Si6440P,Tegomer V_Si4042,Tegomer Anti ScratchlOO、超高分子量聚矽氧烷、納米氧化鋁中的一種或兩種以上的混合。
8.如權利要求1所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述的耐刮擦劑的重量百分比為2_8%。
9.如權利要求1所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述交聯劑為過氧化二異丙苯(DCP)或過氧化二叔丁基(DTBP)。
10.如權利要求1所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述交聯劑的重量百分比為0.3-1.0%。
11.如權利要求1所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，接枝率1_2%。
12.如權利要求1所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述相容劑的重量百分比為2-8%。
13.如權利要求1所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述的抗氧劑為主抗氧劑與輔抗氧劑的混合物，其中所述主抗氧劑與輔抗氧劑按重量百分比比例為1:1-1:4。
14.如權利要求1所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述主抗氧劑為受阻酚類抗氧劑；所述輔抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑或硫醚類抗氧劑。
15.如權利要求14所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述受阻酚類抗氧劑為IRGAN0X1010、IRGANOX3114或IRGAN0X1330中的一種或兩種以上的混合。
16.如權利要求14所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述的亞磷酸酯類抗氧劑為 IRGAFOS168 或 ULTRANOX627。
17.如權利要求14所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述的硫醚類抗氧劑為 IRGANOX PS802 或 NAUGARD412S。
18.如權利要求1所述的高強度耐刮擦聚丙烯改性樹脂，其特徵在於，所述的加工助劑為聚乙烯蠟、PETs、硬脂酸鈣中的一種或任意兩種以上的混合。
【文檔編號】C08K13/06GK103524976SQ201310529014
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】喬文利, 徐東海, 馬曉亮, 吳長偉, 陳奇力, 吳煜 申請人:上海延鋒江森座椅有限公司, 寧波福天新材料科技有限公司