专利名称：一种抗低温聚丙烯组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及汽车用聚丙烯组合物，具体涉及一种超低温多轴冲击汽车内饰用聚丙烯组合物。
背景技术：
聚丙烯塑料具有质量轻、易加工等特点，成为汽车用塑料中用量最大、发展速度最快的品种。但是聚丙烯的低温韧性差、刚性比较低等不足又限制了其在汽车上的直接应用， 因此汽车用聚丙烯一般都经过改性处理，提高其低温韧性和刚性，满足汽车制件的使用要求。汽车内饰件包括仪表板、副仪表板、门板、立柱、手套箱等，尤其是仪表板、门板，面积大而壁厚小，结构复杂，需要材料具有优良的刚性和韧性，优良的刚性保证内饰件在安装到车身骨架上和使用过程中不出现变形，优良的韧性，尤其是低温韧性，可以保证驾乘人员的安全。如果低温韧性差，在严寒的气候条件下，汽车内饰件会破裂甚至在碰撞过程中产生碎片，危及驾乘人员的安全。为了满足汽车材料的要求，需要提高聚丙烯的低温韧性和刚性，通常采用的办法是添加弹性体提高材料的低温冲击性能，添加矿物填料提高材料的刚性。例如，中国专利 CN1765971公开了一种茂金属聚烯烃增韧聚丙烯树脂组合物，专利CN1014^309制备了 β 晶型抗冲共聚聚丙烯；在气温-30°C以下的恶劣严寒地区，比如俄罗斯和我国东北地区冬天气温往往达到-40°C，因此汽车工业提出了对汽车内饰件满足-40°C多轴冲击的要求。而在现有技术下，采用进一步增加弹性体的含量来满足聚丙烯材料_40°C多轴冲击的方法， 会导致聚丙烯材料的刚性迅速减小，达不到汽车内饰材料的要求。所以研究开发超低温 (_40°C)多轴冲击汽车内饰专用材料迫在眉睫，以满足高性能汽车材料的需求。中国专利200710171709. 8则公开了一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物，其物料组成为聚丙烯、马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚或接枝α-烯烃共聚物、脂肪族伯酰胺、矿物填料、增韧剂、抗氧剂、耐候剂。其优点为具有良好的耐老化、耐候与耐划伤性能，但其不足之处在于，低温性能不佳，使用上有缺陷。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种超低温多轴冲击汽车内饰用聚丙烯组合物。本发明所述抗低温聚丙烯组合物，按重量百分比由如下组分制成 聚丙烯树脂 4(Γ75。/ο，
增韧体系15 45%，
矿物填料10 30%。所述的聚丙烯树脂为丙烯共聚物，丙烯共聚物的共聚单体包括乙烯、1-丁烯、 1-己烯，共聚单体的含量为5%_20%。聚丙烯树脂的等规度> 94%，聚丙烯树脂的熔体流动速率在 2300C >2. 16kg 的条件下为 3-40 g/10min。
所述丙烯共聚物的共聚单体是在丙烯聚合的过程中加入，共聚单体与丙烯形成弹性体，通过调整共聚单体的含量(5%-20%)来提高丙烯共聚物中弹性体的含量，使丙烯共聚物具有较好的抗冲击性能，同时与本发明的增韧体系相配合，可进一步提高聚丙烯组合物的抗低温冲击性能。在聚丙烯树脂中采用高的等规度，使聚丙烯树脂具有较高的结晶性能和刚性，赋予聚丙烯组合物在具有优异抗低温冲击性能的同时具有较好的刚性，可满足汽车内饰用材料的要求。所述的增韧体系包括弹性体和增韧协效剂。其中弹性体为乙烯-丙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物、乙烯一己烯共聚物、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物中的一种或几种的混合物，其密度为0. 85(T0. 890g/cm3，熔体流动速率在190°C、2. 16kg的条件下为0.2-8 g/lOmin。增韧协效剂为乙烯共聚物，共聚单体包括丙烯、丁烯、己烯、辛烯、 4-甲基-1-戊烯中的一种或几种，其密度为0. 880 0· 965g/cm3,优选0. 900 0· 940g/cm3, 熔体流动速率在190°C、2. Wkg的条件下为0.3-20 g/lOmin。增韧协效剂的乙烯含量为 80-95%，共聚单体含量为5-20%。增韧协效剂的分子结构包括支化聚合物和线性聚合物，支化度<5%。增韧协效剂在增韧体系中的含量为5-50%。增韧协效剂的加入可以增加弹性体的分散效果，使聚丙烯材料具有更加优异的抗低温冲击性能。所述的矿物填料为滑石粉，其粒径为0.广5ΜΠ1，二氧化硅含量> 60%，烧失量在 1000°C下彡 7%。除此之外本发明的组合物中还可以包含其它添加剂，如抗氧剂、耐候剂、加工助剂、颜料等。由于本发明为汽车内饰用聚丙烯组合物，可根据不同汽车内饰的结构、技术要求等对上述添加剂进行单独使用，或者复合使用。本发明的抗低温聚丙烯组合物，其制备方法包括如下步骤
(1)将矿物填料和聚丙烯树脂以一定的比例加入到高温混炼机中，在170-250°c的温度下进行预混合，造粒冷却得到一步料。上述一步料中矿物填料和聚丙烯树脂的比例范围为 50-90% 10-50%。高温混炼机包括密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机。(2)将上述一步料和剩余的聚丙烯树脂、弹性体、增韧协效剂混合均勻，加入到双螺杆挤出机中，在180-230°C的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥，包装。双螺杆挤出机的长径比不小于32。本发明具有如下有益效果
采用增韧协效剂与弹性体搭配使用，使弹性体在聚丙烯基体中的分散更加均勻细化， 超低温冲击性能更加优良；采用滑石粉和聚丙烯树脂制备一步料的方法，使滑石粉在聚丙烯基体中的分散更加均勻，与聚丙烯基体的界面结合力更强，具有更好的刚性；同时搭配使用精选的、具有共聚单体含量适中的和等规度较高的聚丙烯树脂，使得使用本发明的聚丙烯材料制备的汽车内饰件，不仅能够满足汽车工业安全与外观使用要求，而且能够通过超低温(_40°C)多轴冲击测试。
具体实施例方式下面结合具体实施例来说明本发明，但并不局限于此。实施例1将滑石粉和聚丙烯树脂以一定的比例加入到高温混炼机中，在250°C的温度下进行预混合，造粒冷却得到一步料，一步料中滑石粉和聚丙烯树脂的比例为50% 50% ；将上述一步料和剩余的聚丙烯树脂、弹性体、增韧协效剂混合均勻，加入到双螺杆挤出机中，在230°C的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥，包装。双螺杆挤出机的长径比为32。实施例2
按表1所述百分比加入各原料组分，其余同实施例1。实施例3
将滑石粉和聚丙烯树脂以一定的比例加入到高温混炼机中，在210°C的温度下进行预混合，造粒冷却得到一步料，一步料中滑石粉和聚丙烯树脂的比例为75% 25% ；将上述一步料和剩余的聚丙烯树脂、弹性体、增韧协效剂混合均勻，加入到双螺杆挤出机中，在200°C的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥，包装。双螺杆挤出机的长径比为36。实施例4
按表1所述百分比加入各原料组分，其余同实施例3。实施例5
将滑石粉和聚丙烯树脂以一定的比例加入到高温混炼机中，在170°C的温度下进行预混合，造粒冷却得到一步料，一步料中滑石粉和聚丙烯树脂的比例为90% 10% ；将上述一步料和剩余的聚丙烯树脂、弹性体、增韧协效剂混合均勻，加入到双螺杆挤出机中，在180°C的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥，包装。双螺杆挤出机的长径比为40。实施例6
按表1所述百分比加入各原料组分，其余同实施例5。对比例1
将共聚聚丙烯树脂、弹性体无定型乙烯-α -烯烃共聚物、滑石粉混合均勻，加入到双螺杆挤出机中，在200°C的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥，包装. 对比例2
将均聚聚丙烯树脂、弹性体苯乙烯基热塑性弹性体、滑石粉混合均勻，加入到双螺杆挤出机中，在180°C的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥，包装。
表1实施例所述组分的含量(按重量百分比)
权利要求
1.一种抗低温聚丙烯组合物，其特征在于，该组合物按重量百分比计，包括如下组份聚丙烯树脂 40 750/0，增韧体系15 45%，矿物填料10 30%，所述的聚丙烯树脂为丙烯共聚物，丙烯共聚物的共聚单体包括乙烯、1-丁烯、1-己烯， 共聚单体的含量为5%-20%。
2.根据权利要求1所述的抗低温聚丙烯组合物，其特征在于所述聚丙烯树脂的等规度彡94%，聚丙烯树脂的熔体流动速率在230°C、2. 16kg的条件下为3_40 g/lOmin。
3.根据权利要求1所述的抗低温聚丙烯组合物，其特征在于所述增韧体系包括弹性体和增韧协效剂。
4.根据权利要求3所述的抗低温聚丙烯组合物，其特征在于所述弹性体为乙烯一丙烯嵌段共聚物、乙烯一丙烯一二烯共聚物、乙烯一己烯共聚物、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物中的一种或几种的混合物，其密度为0. 85(T0. 890g/cm3，熔体流动速率在 1900C >2. 16kg 的条件下为 0. 2-8 g/10min。
5.根据权利要求3所述的抗低温聚丙烯组合物，其特征在于所述增韧协效剂为乙烯共聚物，共聚单体包括丙烯、丁烯、己烯、辛烯、4-甲基-1-戊烯中的一种或几种，其密度为 0. 880 0. 965g/cm3,优选0. 900 0. 940g/cm3,熔体流动速率在190°C、2. 16kg的条件下为 0.3-20 g/10min。
6.增韧协效剂的乙烯含量为80-95%，共聚单体含量为5-20%，增韧协效剂的分子结构包括支化聚合物和线性聚合物，支化度< 5%。
7.根据权利要求1所述的抗低温聚丙烯组合物，其特征在于所述矿物填料为滑石粉， 其粒径为0.广5Mm，二氧化硅含量彡60%，烧失量在1000°C下彡7%。
8.制备权利要求1-6所述抗低温聚丙烯组合物的方法，包括如下步骤(1)将矿物填料和聚丙烯树脂以一定的比例加入到高温混炼机中，在170-250°C的温度下进行预混合，造粒冷却得到一步料；(2)将上述一步料和剩余的聚丙烯树脂、弹性体、增韧协效剂混合均勻，加入到双螺杆挤出机中，在180-230°C的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥，包装。
全文摘要
本发明公开了一种抗低温聚丙烯组合物，该组合物按重量百分比包括如下组份聚丙烯树脂40~75%、增韧体系15~45%、矿物填料10~30%；所述的聚丙烯树脂为丙烯共聚物，丙烯共聚物的共聚单体包括乙烯、1-丁烯、1-己烯，共聚单体的含量为5%-20%。所述的增韧体系包括弹性体和增韧协效剂。其制备方法包括如下步骤(1)将矿物填料和聚丙烯树脂以一定的比例加入到高温混炼机中，在170-250℃的温度下进行预混合，造粒冷却得到一步料；(2)将上述一步料和剩余的聚丙烯树脂、弹性体、增韧协效剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，在180-230℃的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥，包装。其优点在于，所述产品不仅能够满足汽车工业安全与外观使用要求，而且其抗低温冲击性能好。
文档编号C08L23/14GK102391583SQ201110303980
公开日2012年3月28日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者刘奇祥, 叶南飚, 张春怀, 李晟, 罗忠富, 肖华明, 陈瑶, 黄达 申请人:上海金发科技发展有限公司, 绵阳东方特种工程塑料有限公司, 金发科技股份有限公司