聚丙烯树脂组合物的制作方法
【专利说明】
[0001](交叉申请的相关引用）
[0002] 本申请要求于2014年8月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 10-2014-0111526的优先权及其所有权益，在此通过引用而并入其全部内容。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种聚丙烯树脂组合物，更具体地，涉及一种聚丙烯树脂组合物，其可 以利用聚丙烯树脂组合物的比重低的特性，来降低最终产品的重量，同时确保组分所需的 基本特性，且可以利用根据温度变化的低线性热膨胀系数（CLTE)，而容易地用于汽车的内 装件或外装件。
【背景技术】
[0004] 在汽车行业中，出于提高燃料消耗率的目的，通过生产环保、轻质材料，正在不断 地加速新材料的开发。鉴于新材料的加速开发，在汽车用的塑料材料之中具有相对低比重 的最常用的聚丙烯复合材料，以及轻质的产品已经受到严重的关切。在这方面，对开发聚丙 烯作为聚丙烯复合材料的起始材料的努力正在不断进行，而带来了在作为附带材料的各种 有机/无机填料在功能上的显著增强，这带来了高品质的聚丙烯复合材料的发展。因此， 正在积极地尝试实现使用具有低比重并且展示与传统材料性能相似的性能的聚丙烯树脂 材料的轻质汽车。尤其是，这对于开发具有低比重和低线性热膨胀系数（CLTE)(所述低线 性热膨胀系数引起尺寸随温度变化而发生微小变化）性能的材料来说是重要因素，所述材 料将用于外装件、保险杜、侧成型件（side molding)、装饰件（garnish)、侧梁成型件（side sill molding)，这些是对环境温度变化敏感的组件。针对汽车用聚丙烯复合材料的研究主 要着眼于在实现最终产品的重量的轻质，同时保持组件在使用中的基本特性，这有助于确 保组件功能性和提高燃油效率。通常所用的聚丙烯树脂组合物基本上包括：聚丙烯的三种 组分作为基本组分；有机/无机填料，用于根据用途而增强物理性质；以及用于改善抗冲击 性的弹性体。一个优选的聚丙烯树脂组合物可以通过根据组件的用途或特性来调整组合物 的量或通过将组合物的组分与组分的特性相匹配而得到。
[0005] 作为用于汽车的内装件或外装件的每个组件的模量和耐冲击性的性质是平衡的， 具有复杂的产品结构并且由含有已调整含量的橡胶组分和无机填料组成的各种树脂组合 物用于汽车内装件或外装件。因此，由于许多种聚丙烯树脂组合物用于汽车内装件或外装 件，因此组件成型条件或模制技术已成为与改善生产率相联系的重要问题。此外，用于每个 产品的汽车内装件或外装件的聚丙烯树脂组合物往往是复杂的和多样化的。特别地，由于 汽车外装件需要设计成具有在审美上令人愉悦的外观，因此对于具有良好的尺寸稳定性的 材料的需求日益迫切。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种聚丙烯树脂组合物，其可应用于各种汽车外装件，包括保险杠、侧 成型件、装饰件、侧梁成型件等，并且还可以应用于内装件，包括仪表板等，从而通过对包括 无机填料和橡胶组分的添加剂的量进行优化来提供用于确保组件所需刚性并且具备高耐 冲击性的低线性热膨胀系数低（CLTE)和低比重的优异特性。
[0007] 本发明的上述和其它目的将在以下的优选实施例的说明中描述或从中显而易见。
[0008] 根据本发明的一个方面，提供了一种聚丙烯树脂组合物，包括：40-97%重量的高 结晶聚丙烯树脂，其具有利用C 13-NMR(C13核磁共振）测定的大于96%的全同立构五元组分 数；1-40%重量的橡胶组分；1-10%重量的晶须（whisker);和1至10%重量的细滑石，其 具有〇. 8克/cm3或更低的表观密度和3 μ m或更小的平均粒径。
[0009] 高结晶聚丙稀树脂可以具有5或更大的多分散指数（PI，polydispersity index)〇
[0010] 高结晶聚丙烯树脂可以具有根据ASTM D1238并在2. 16kg的载荷下在230°C测 量的1-110g/10min的恪体指数（melt index)，并且可以包括选自等规聚丙稀（isotactic polypropylene)、丙稀-乙稀共聚物、丙稀-1- 丁稀共聚物、丙稀-1-己稀共聚物、以及丙 烯-4甲基-1-戊烯共聚物中的一种、它们的丙烯共聚物、无规共聚物、或它们的组合。
[0011] 橡胶组分可以包括乙烯-辛二烯、乙烯-丁二烯、或它们的组合。
[0012] 晶须可以具有20或更大的纵横比（aspect ratio)，5至100 μπι的范围的平均长 度，以及5 μL?或更小的平均直径。
[0013] 可以添加成核剂以加强聚丙烯树脂组合物的刚性。
[0014] 聚丙烯树脂组合物还可以包括基于所述聚丙烯树脂组合物的总重量计的、1-10% 重量的着色剂。
[0015] 如上所述，根据本发明的聚丙烯树脂组合物具有比重低和CTLE低的优异特性，因 此可以获得尺寸稳定性，同时在刚性和耐冲击性方面表现出组件的平衡的物理性质。此外， 根据本发明的聚丙烯树脂组合物表现出高模塑性和改善的外观，而有利地用于汽车内装或 外装件。
[0016] 此外，根据本发明，为了开发用于汽车外装件的、具有低比重和低CTLE的聚丙烯 树脂组合物，使用了具有机械性质的高结晶性聚丙烯作为基本出发材料，具有相对低的比 重和高纵横比的晶须或具有改善刚性的细滑石（而不是传统上使用的滑石）被用于基于通 用产品制造工艺来提供基本特性，以及被优化调整量（optimally adjusted amount)的橡 胶组分用于提供外装件所需的改善的抗冲击性。
[0017] 进而，由于聚丙烯具有相对较宽的分子量分布，因此在加工区域中展现出归因于 剪切应力的有利的粘度降低特性，据此提供了最终产品的美观外观和优良的加工性。
【具体实施方式】
[0018] 本发明基本上针对一种聚丙烯树脂，其具有高结晶度和相对宽的可控分子量分 布，以提供在成型性和刚性方面的优良的特性，通过加入具有高纵横比的少量晶须和具有 超微细颗粒的少量细滑石来进一步确保增大的刚性，并通过添加橡胶组分来补偿最终的耐 冲击性，由此得到满足最终组件要求的树脂组合物。
[0019] 在本发明中使用的聚丙烯树脂是高度结晶的聚丙烯树脂，优选具有高全同立构指 数的聚丙烯树脂，更优选包括高结晶嵌段共聚物的聚丙烯树脂。例如，根据本发明的聚丙 烯树脂组合物包括40至97%重量的高结晶聚丙烯树脂，上述高结晶聚丙烯树脂具有利用 C13-NMR测得的大于基于聚丙烯树脂组合物的总重量计的96%的全同立构五元组分数。如 果高结晶聚丙烯树脂的量小于40%重量，那么整体聚丙烯特性可能变得恶化，从而难以发 挥适当的功能。另一方面，如果高结晶聚丙烯树脂的量大于或等于97%重量，所含其他元素 含量不足，那么使得组分性能可能会不期望地降低。
[0020] 高结晶性聚丙烯树脂优选具有5或更大的多分散指数（PI)。如果PI小于5,那么 高结晶聚丙烯树脂可能会具有相对窄的分子量分布，并且即使具有大绝对值的分子量的聚 合物增加，成型性也会随着具有类似分子量的聚合物的数量的增加而恶化。特别地，在模具 中的流动性降低，使得外观因流痕（flowmark)的产生而易于恶化。
[0021] 高结晶聚丙烯树脂具有根据ASTM D1238、在230°C、2. 16kg负载下测得的1至 110g/10min的熔融指数，并且包括少量其它类型的α烯烃和丙烯共聚物，所述少量其它类 型的α烯烃和丙烯共聚物包括全同立构聚丙烯、丙烯-乙烯共聚单体、丙烯-1-丁烯共聚 物、丙烯-1-己烯共聚物、以及丙烯-4甲基-1-戊烯共聚物、无规共聚物、或它们的组合。
[0022] 根据本发明的聚丙烯树脂组合物包括橡胶组分，以实现刚性和冲击强度的平衡。 橡胶组分优选包括选自无定形乙烯α-烯烃共聚物和苯乙烯系热塑性弹性体中的一种，从 而实现合适的流动性和改善的冲击强度，例如在低温下的耐冲击性。
[0023] 在无定形α-烯烃共聚物中，丙烯、丁烷-1、戊烯-1、己烷-1、辛烷-1、4-甲基戊 烯-1、或庚烯-1可以用作α烯烃成分。此外，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯（SEBS)共聚 物主要用作苯乙烯系热塑性弹性体。
[0024] 在本发明中使用的橡胶组分可以包括，例如，乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丁烯共 聚物的橡胶组分，以及可以使用基于所述组合物总重量的1-40%重量的量的橡胶组分。如 果橡胶组分的量小于1 %重量，那么基于该橡胶组分的缓冲效果是微不足道的，这是不希望 的。另一方面，如果该橡胶组分的量大于40%重量，则延展性增强，使得组件的刚性不够，这 是不希望的。
[0025] 为了提供更平衡的物理强度，例如弯曲强度或冲击强度，根据本发明的聚