一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物，包括以下组分及其重量百分数含量：聚丙烯45?90％、矿物填料0?40％、离子型共聚物0.5?20％、聚醚胺0?10％、马来酸酐接枝聚丙烯2?10％、抗氧剂0.1?0.5％；本发明还公开了一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物的制备方法。与现有技术相比，本发明采用特殊体系提高聚丙烯材料的耐划伤性能，所得到聚丙烯材料不仅具有优异的耐划伤性能，同时具有良好的刚性、低温抗冲击性能，不影响材料的外观和使用；材料使用局限性小，适用于汽车内饰、电子电器、家电外壳等领域。
【专利说明】
-种具有耐划伤性能的聚丙稀组合物及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及高分子材料及其成型加工领域，特别设及一种具有耐划伤性能的聚丙 締组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙締 (PP)树脂具有密度小、抗疲劳、无毒、化学稳定性优异、易加工成型等优点， 在汽车工业、家用电器等领域具有广泛的应用，但是PP材料同时具有耐热差、低溫脆性、表 面硬度较低等缺点，较低的表面硬度导致PP材料耐划伤性能相对较差，不能满足汽车内饰、 家电外壳等制件对于材料耐划伤性能的要求。因此有效改善PP材料的耐划伤性能成为近年 来PP类树脂改性技术的一个重点研发方向。
[0003] 目前主要通过提高材料的表面硬度和降低表面摩擦系数的方法来改善PP材料的 耐划伤性能。中国专利CN102030944A公开了一种耐划伤聚丙締组合物及其制备方法，通过 加入聚硅氧烷润滑剂提高材料的耐划伤性能；中国专利CN101173074B公开了一种具有耐划 伤性能的聚丙締组合物及其制备方法，通过添加脂肪族伯酷胺润滑剂降低材料表面摩擦系 数，提高PP材料的耐划伤性能。虽然润滑剂的加入可W-定程度上改善材料的耐划伤性能， 但在材料长期使用过程中存在润滑剂析出问题，严重影响材料的外观和使用。
[0004] 中国专利CN104356509A公开了 一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙締材料，通过加 入聚甲基丙締酸甲醋（PMMA)，提高材料的表面硬度，从而改善耐划伤性能；中国专利 CN1631960A公开了高刚性、高初性耐划痕滑石粉填充聚丙締及其制备方法，通过加入有机 娃弹性体的方法提高材料的耐划伤性能。但是，上述方法对材料耐划伤性能的改善有限，且 材料使用局限性大。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种具有耐划伤性能的聚丙締组 合物，该组合物采用特殊体系提高聚丙締材料的耐划伤性能，所得到聚丙締材料不仅具有 优异的耐划伤性能，同时具有良好的刚性、低溫抗冲击性能，不影响材料的外观和使用;材 料使用局限性小，适用于汽车内饰、电子电器、家电外壳等领域。
[0006] 本发明的另一个目的还在于提供了一种具有耐划伤性能的聚丙締组合物的制备 方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明的技术方案实施如下：
[000引本发明的一种具有耐划伤性能的聚丙締组合物，包括W下组分及其重量百分数含 量：
[0009]
[0010] 上述的一种具有耐划伤性能的聚丙締组合物，其中，所述聚丙締为均聚聚丙締、嵌 段共聚聚丙締和无规共聚聚丙締中的至少一种。
[0011] 上述的一种具有耐划伤性能的聚丙締组合物，其中，所述矿物填料为滑石粉、碳酸 巧、娃灰石、云母粉或硫酸领中一种，且所述矿物填料的目数为300-4000目。
[0012] 上述的一种具有耐划伤性能的聚丙締组合物，其中，所述离子型共聚物为乙締-甲 基丙締酸钢盐、乙締-甲基丙締酸锋盐或乙締-甲基丙締酸儀盐中的一种。
[0013] 上述的一种具有耐划伤性能的聚丙締组合物，其中，所述乙締-甲基丙締酸钢盐、 乙締-甲基丙締酸锋盐和乙締-甲基丙締酸儀盐中，甲基丙締酸的中和比例均为5-90%。
[0014] 所述离子型共聚物优选为杜邦公司商业化产品乙締-甲基丙締酸钢盐Surl yn? 8920,乙締-甲基丙締酸锋盐Sur I yn'?9320。离子型共聚物在材料成型过程中可W迁移到表 面，在材料表面形成坚固的保护层，提高聚丙締材料的表面硬度，从而提高耐划伤性能。
[0015] 上述的一种具有耐划伤性能的聚丙締组合物，其中，所述聚酸胺为端氨基聚氧化 丙締酸和端氨基聚氧化乙締酸中的至少一种。
[0016] 上述的一种具有耐划伤性能的聚丙締组合物，其中，所述端氨基聚氧化丙締酸和 端氨基聚氧化乙締酸的分子量均为600-5000。聚酸胺具有高的反应活性，可与多种活性基 团发生反应，如簇酸、环氧、醋基、酸酢。
[0017] 所述聚酸胺优选为亨斯曼公司商业化产品端氨基聚氧化丙締酸JeffamineSD- 4000,端氨基聚氧化乙締酸Jeffamine?ED-900。高反应活性聚酸胺可与未完全中和的离 子型共聚物发生扩链反应，从而产生良好的低溫增初作用。
[0018] 上述的一种具有耐划伤性能的聚丙締组合物，其中，所述马来酸酢接枝聚丙締的 接枝率大于0.6。其作用为与高反应活性的离子型共聚物、聚酸胺反应形成活性网络体系， 同时提高基体树脂聚丙締与离子型共聚物、聚酸胺之间的相容性。
[0019] 上述的一种具有耐划伤性能的聚丙締组合物，其中，所述抗氧剂为受阻酪类、受阻 胺类和亚憐酸醋类抗氧剂中的一种或两种的混合物。所述受阻酪类抗氧剂可W为亚憐酸= (2,4-二叔下基苯酪醋），所述受阻胺类抗氧剂可W为3,5-二叔下基-4-径基苯丙酷-己二 胺，所述亚憐酸醋类抗氧剂可W为四[e-(3,5-二叔下基-4-径基苯基)丙酸]季戊四醇醋。
[0020] 本发明还提供了一种具有耐划伤性能的聚丙締组合物的制备方法，包括W下制备 步骤：
[0021] 步骤1:按照W下组分及其重量百分数含量准备原材料:聚丙締45-90%、矿物填料 0-40%、离子型共聚物0.5-20%、聚酸胺0-10%、马来酸酢接枝聚丙締2-10%、抗氧剂0.1- 0.5%;
[0022] 步骤2:将聚丙締、矿物填料、离子型共聚物、聚酸胺、马来酸酢接枝聚丙締和抗氧 剂置于高速混合机中混合，所述高速混合机转速为300-50化pm，混合时间为20-40min;
[0023] 步骤3:将混合后的原材料通过双螺杆挤出机烙融混合，并挤出造粒，所述双螺杆 挤出机的螺杆转速200-45化pm，挤出机烙融溫度设定为190-220°C，最终获得本发明的产 品。
[0024] 本发明的有益效果如下：
[0025] 1.本发明的聚丙締组合物不仅具有优异的耐划伤性能，同时具有良好的耐低溫冲 击性能。
[0026] 2.本发明体系中=种组分离子型共聚物、高反应活性聚酸胺、马来酸酢接枝聚丙 締可W反应形成网络结构，有效提高材料的耐划伤性能和低溫初性。
[0027] 3.本发明中马来酸酢接枝聚丙締不仅可W作为活性组分促进形成网络体系，同时 可W提高聚丙締与极性组分间的相容性，使材料改善后的耐划伤具有持久性，稳定性。
【具体实施方式】
[0028] 下面将结合实施例，对本发明作进一步说明。
[0029] 实施例1-5及对比例1-3所使用的原材料及其生产厂家和牌号见下表：
[0030]
[0031] W下为实施例1-5:
[0032] 实施例1
[0033] 将75.5kg共聚聚丙締、10.0 kg滑石粉、5. Okg乙締-甲基丙締酸钢盐、5. Okg端氨基 聚氧化乙締酸、4.Okg马来酸酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧剂1010和0.25kg抗氧剂168置于高 混机中揽拌混合，高速混合机转速为35化pm，混合时间为30min。随后，将混合后的原材料通 过双螺杆挤出机烙融混合，并挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆转速3(K)巧m，挤出机烙融 溫度设定为190-220°C，最终获得产品1。
[0034] 实施例2
[0(X3日]将65.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、5. Okg乙締-甲基丙締酸钢盐、5. Okg端氨基 聚氧化乙締酸、4.Okg马来酸酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧剂1010和0.25kg抗氧剂168置于高 混机中揽拌混合，高速混合机转速为40化pm，混合时间为25min。随后，将混合后的原材料通 过双螺杆挤出机烙融混合，并挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆转速35化pm，挤出机烙融 溫度设定为190-220°C，最终获得产品2。
[0036] 实施例3
[0037] 将60.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、10.0 kg乙締-甲基丙締酸钢盐、5. Okg端氨基 聚氧化乙締酸、4.Okg马来酸酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧剂1010和0.25kg抗氧剂168置于高 混机中揽拌混合，高速混合机转速为50化pm，混合时间为20min。随后，将混合后的原材料通 过双螺杆挤出机烙融混合，并挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆转速45化pm，挤出机烙融 溫度设定为190-220°C，最终获得产品3。
[003引实施例4
[0039] 将55.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、10.0 kg乙締-甲基丙締酸钢盐、10.0 kg端氨 基聚氧化乙締酸、4.Okg马来酸酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧剂1010和0.25kg抗氧剂168置于 高混机中揽拌混合，高速混合机转速为45化pm，混合时间为30min。随后，将混合后的原材料 通过双螺杆挤出机烙融混合，并挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆转速45化pm，挤出机烙 融溫度设定为190-220°C，最终获得产品4。
[0040] 实施例5
[0041 ] 将53.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、10.0 kg乙締-甲基丙締酸钢盐、10.0 kg端氨 基聚氧化乙締酸、6.Okg马来酸酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧剂1010和0.25kg抗氧剂168置于 高混机中揽拌混合，高速混合机转速为30化pm，混合时间为40min。随后，将混合后的原材料 通过双螺杆挤出机烙融混合，并挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆转速35化pm，挤出机烙 融溫度设定为190-220°C，最终获得产品5。
[0042] W下为对比例1-3:
[0043] 比较例1
[0044] 将73.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、6. Okg马来酸酢接枝聚丙締、0.25kg抗氧剂 1010和0.25kg抗氧剂168置于高混机中揽拌混合，高速混合机转速为3(K)rpm，混合时间为 40min。随后，将混合后的原材料通过双螺杆挤出机烙融混合，并挤出造粒，所述双螺杆挤出 机的螺杆转速35化pm，挤出机烙融溫度设定为190-220°C，最终获得产品6。
[0045] 比较例2
[0046] 将63.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、10.0 kg端氨基聚氧化乙締酸、6. Okg马来酸 酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧剂1010和0.25kg抗氧剂168置于高混机中揽拌混合，高速混合机 转速为3(K)巧m，混合时间为40min。随后，将混合后的原材料通过双螺杆挤出机烙融混合，并 挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆转速35化pm，挤出机烙融溫度设定为190-220°C，最终 获得产品7。
[0047] 比较例3
[004引将59.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、10.0 kg乙締-甲基丙締酸钢盐、10.0 kg端氨 基聚氧化乙締酸、0.2化g抗氧剂1010和0.25kg抗氧剂168置于高混机中揽拌混合，高速混合 机转速为3(K)巧m，混合时间为40min。随后，将混合后的原材料通过双螺杆挤出机烙融混合， 并挤出造粒，所述双螺杆挤出机的螺杆转速35化pm，挤出机烙融溫度设定为190-220°C，最 终获得产品8。
[0049] 将产品1-8进行相关性能的测试，相关测试标准如下：
[0050] 使用国际标准对所制备材料的力学性能、表面硬度进行测试;采用耐划伤测试仪 评价材料的耐划伤性能，具体方法为:首先利用色度计测试注塑成型塑料板划伤前表面的 光散射值，然后用一把机械驱动的刮刀在塑料板表面刮出一段线段图形，测试材料表面划 伤后的光散射值，W划伤前后光散射差值A E度量材料耐划伤性能的好坏，A E值越小，材料 耐划伤性能越好，结果如下表中所示。
[0化1 ] 具体测试条件为:溫度：23 ± 5 r、支撑力：10N、划伤速度：lOOOmm/min、刮刀：直径 IrniTi O [00日21
12 通过上表可知，本发明制备的具有耐划伤性能的聚丙締组合物同时具备良好的低 溫冲击性能和优异的耐划伤性能。通过实施例和对比例性能对比可W发现离子型共聚物、 聚酸胺、马来酸酢接枝聚丙締对于提高材料的耐划伤性能、低溫初性具有协同作用，同时材 料的表面硬度、刚性也得到了有效提高。该组合物可W满足汽车内饰、电子电器、家电外壳 等对于耐划伤、低溫初性的要求。 2 W上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人 员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可W作出各种变换或变型，因此所有等同的 技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
【主权项】
1. 一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物，其特征在于，包括以下组分及其重量百分数 含量： 聚丙烯 45-90%; 矿物填料 0-40%; 离子型共聚物 0.5-20%; 聚醚胺 0-10%; 马来酸If接枝聚芮烯 2-10%; 抗氧剂 0.1-0.51。2. 如权利要求1所述的一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯 为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种。3. 如权利要求1所述的一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物，其特征在于，所述矿物填 料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母粉或硫酸钡中一种，且所述矿物填料的目数为300-4000 目。4. 如权利要求1所述的一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物，其特征在于，所述离子型 共聚物为乙烯-甲基丙烯酸钠盐、乙烯-甲基丙烯酸锌盐或乙烯-甲基丙烯酸镁盐中的一种。5. 如权利要求4所述的一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物，其特征在于，所述乙烯-甲基丙烯酸钠盐、乙烯-甲基丙烯酸锌盐和乙烯-甲基丙烯酸镁盐中，甲基丙烯酸的中和比 例均为5-90 %。6. 如权利要求1所述的一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚醚胺 为端氨基聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚中的至少一种。7. 如权利要求1所述的一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物，其特征在于，所述端氨基 聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚的分子量均为600-5000。8. 如权利要求1所述的一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物，其特征在于，所述马来酸 酐接枝聚丙烯的接枝率大于〇. 6。9. 如权利要求1所述的一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物，其特征在于，所述抗氧剂 为受阻酚类、受阻胺类和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种的混合物。10. -种如权利要求1所述的具有耐划伤性能的聚丙烯组合物的制备方法，其特征在 于，包括以下制备步骤： 步骤1:按照以下组分及其重量百分数含量准备原材料：聚丙烯45-90%、矿物填料0-40%、离子型共聚物0.5-20%、聚醚胺0-10%、马来酸酐接枝聚丙烯2-10%、抗氧剂0.1- 0.5% ； 步骤2:将聚丙烯、矿物填料、离子型共聚物、聚醚胺、马来酸酐接枝聚丙烯和抗氧剂置 于高速混合机中混合，所述高速混合机转速为300_500rpm，混合时间为20_40min; 步骤3:将混合后的原材料通过双螺杆挤出机熔融混合，并挤出造粒，所述双螺杆挤出 机的螺杆转速200-450rpm，挤出机熔融温度设定为190-220°C，最终获得本发明的产品。
【文档编号】C08K3/34GK105924798SQ201610318419
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】夏建盟, 张爽爽, 刘乐文
【申请人】上海金发科技发展有限公司