一种超低温韧性聚丙烯组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种超低温韧性聚丙烯组合物，包含组分：聚丙烯：40-80%；增韧剂：15-30%；填充增强剂：5-30%；本发明选用低密度、低熔指并且玻璃化转变温度低的弹性体与氧化二异丙苯(DCP)交联而得到XPOE作为增韧剂，制备的聚丙烯组合物具有良好的低温冲击韧性，尤其是多轴低温冲击强度，并且保持良好的刚性，使用本发明产品制备的汽车内饰件，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℃）多轴冲击测试。
【专利说明】一种超低温韧性聚丙烯组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚丙烯组合物，具体涉及一种超低温韧性聚丙烯组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚丙烯PP是一种用途广泛的通用塑料，由丙烯单体聚合而成，其熔点为165~175°C，属半结晶 性塑料。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。但是聚丙烯材料的耐低温性能差，刚性低，不能满足汽车内饰件的要求和标准。内饰件包括仪表板，副仪表板，A、B与C立柱，手套箱，门板，后尾箱板等。[0003]为了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低温冲击性能，添加矿物填料提高材料的刚性。CN101550252A公开了一种由聚丙烯，聚乙烯，乙烯基共聚物橡胶，滑石粉与抗氧剂组成的具有良好低温性能与良好外观的聚丙烯组合物；EP0794222-A1公布了包括聚丙烯，含苯乙烯的弹性体和滑石的热塑性树脂组合物，其中报道了可接受的韧性与刚性的平衡；W003/07076511A1采用HDPE与乙烯-己烯或者乙烯-丁烯共聚物增韧PP。
[0004]然而，上述文献中公开的聚丙烯复合材料仍存在低温冲击韧性和刚性的综合性能不够好的缺陷。并且，这些技术使用的是悬臂梁或简支梁缺口冲击强度来评价低温冲击性能，并未对材料的多轴低温冲击强度进行评价，虽然缺口冲击强度在某种程度上可以评价低温冲击性能，但是不能满足汽车的安全性能的评价。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种超低温韧性聚丙烯组合物，该组合物具有良好的低温冲击韧性，尤其是多轴低温冲击强度，并保持良好的刚性。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种上述超低温韧性聚丙烯组合物的制备方法。
[0007]本发明是通过以下技术方案实现:
一种超低温韧性聚丙烯组合物，按质量百分比计，包含以下组分:
聚丙烯:40-80%
增韧剂:15-30%
填充增强剂:5-30% ；
所述增韧剂，按质量百分比计，包括以下组分:
乙烯-丁烯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物 97%-99%
氧化二异丙苯1%-3%。
[0008]本发明选用的增韧剂为ΧΡ0Ε，其制备方法由POE与氧化二异丙苯(DCP)交联得到。在XPOE中，POE质量百分比为97%-99%，DCP质量百分比为1%_3%。所述的POE为低玻璃划转变温度、低密度低熔指的乙烯-丁烯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物，其玻璃化转变温度<-55°C，密度为 0.850-0.8700g/cm3，熔体质量流动速率为 0.2-2g/10min (190°C /2.16kg)。
[0009]本发明选用的XPOE能增强POE和PP基体的界面作用从而进一步提高冲击强度和刚性。
[0010]而采用低玻璃划转变温度、低密度、低熔指的乙烯-丁烯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物是因为:丙烯聚合物在室温下是韧性材料，即在机械应力下仅仅在材料断裂制件发生塑性变形。然而，在降低的温度下，丙烯聚合物显示脆性断裂。采用具有极低的玻璃化转变温度的聚烯烃弹性体，在较低的温度下，共混物中的聚烯烃弹性体仍能保持良好的形变和运动能力，仍然能够对聚丙烯基体引发大量的银纹和剪切带，从而提高共混物的低温韧性。[0011]所述填充增强剂为以POE为载体的滑石粉母粒。
[0012]所述滑石粉母粒的制备方法包括如下步骤:按质量百分比计，取10-30%的POE与70-90%的滑石粉在170-250°C温度下混合，造粒、冷却后即得。
[0013]将滑石粉制备成母粒，可以使滑石粉在共混物中分散的更加均匀，也有助于减少粉尘，改善工作环境。
[0014]所述聚丙烯为丙烯共聚物，其熔体流动速率在230 °C、2.16kg条件下为20-60g/10min，悬臂梁缺口冲击强度 Izod ^ 15 KJ/m2。
[0015]本发明的超低温韧性聚丙烯组合物还包括0.1-4% (质量百分比)的其它添加剂，所述其他添加剂为热稳定剂、光稳定剂、加工助剂或颜料中的一种或几种的混合。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。
[0016]热稳定剂可以提高材料在加工和使用过程中的耐热老化性能，通常可选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的一种以上。
[0017]光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可为受阻胺类或紫外线吸收剂。
[0018]加工助剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂(Cast、Znst)、硬脂酸复合酯或酰胺类(芥酸酰胺)中的一种以上。
[0019]本发明所述的超低温韧性聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤:
将各原料混合后，加入到双螺杆挤出机中，180-230°C下熔融混合，然后造粒、冷却，SP得。
[0020]本发明与现有技术相比，具有如下有益效果:
1)本发明选用低密度、低熔指并且玻璃化转变温度低的弹性体与氧化二异丙苯(DCP)交联而得到XPOE，XPOE能增强POE和PP基体的界面作用并使弹性体在聚丙烯基体中的分散更加均匀细化，提高其低温冲击性能；
2)本发明使用以POE为载体的滑石粉母粒，可以减少工作环境灰尘，同时还保证了材
料
具有良好的刚性。
[0021]3)本发明制备的聚丙烯组合物具有良好的低温冲击韧性，尤其是多轴低温冲击强度，并且保持良好的刚性，使用本发明产品制备的汽车内饰件，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。
【具体实施方式】
[0022]下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
[0023]实施例1-5、对比例1-5
一种聚丙烯组合物，其制备方法包括以下步骤:
(1)取20%的POE与80%的滑石粉在170°C下混合，造粒、冷却后得到以POE为载体的滑石粉母粒；所述的百分比为各原料占原料总质量的百分比；
(2)聚丙烯组合物的原料配方见表1，将各原料混合后，加入到双螺杆挤出机中，230°C下熔融混合，然后造粒、冷却，得到聚丙烯组合物。
[0024]实施例与对比例所采用的增韧剂是不同，其具体性能参数见表2。
[0025]实施例和对比例得到的聚丙烯组合物采用以下方法测试其相关性能:
(1)弯曲模量:按IS0178测试，速度为2mm/min；
(2)悬臂梁缺口冲击强度:按IS0180测试；
(3)多轴冲击强度:按ASTMD3763测试，冲击速度为6.6m/s，冲击头直径为12.7mm，支撑圈直径为76.2mm。
[0026]测试得到的性能参数见表3。
[0027]表1实施例和对比例的聚丙烯组合物的原料配方(按质量百分比)
【权利要求】
1.一种超低温韧性聚丙烯组合物，其特征在于:按质量百分比计，包含以下组分: 聚丙烯:40-80% 增韧剂:15-30% 填充增强剂:5-30% ； 所述增韧剂，按质量百分比计，包括以下组分: 乙烯-丁烯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物 97%-99% 氧化二异丙苯1%_3% ； 其中，所述乙烯-丁烯共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物的玻璃化转变温度〈-55°C，密度为 0.850-0.8700g/cm3，熔体质量流动速率在 190°C、2.16kg 条件下为 0.2_2g/10min。
2.根据权利要求1所述的超低温韧性聚丙烯组合物，其特征在于:所述填充增强剂为以POE为载体的滑石粉母粒。
3.根据权利要求2所述的超低温韧性聚丙烯组合物，其特征在于:所述滑石粉母粒的制备方法包括如 下步骤:按质量百分比计，取10-30%的POE与70-90%的滑石粉在170-250 V温度下混合，造粒、冷却后即得。
4.根据权利要求1所述的超低温韧性聚丙烯组合物，其特征在于:所述聚丙烯为丙烯共聚物，其熔体流动速率在230°C、2.16kg条件下为20-60g/10min，悬臂梁缺口冲击强度Izod ^ 15 KJ/m2。
5.根据权利要求1所述的超低温韧性聚丙烯组合物，其特征在于:还包括0.1-4%的其它添加剂。
6.根据权利要求5所述的超低温韧性聚丙烯组合物，其特征在于:所述其他添加剂为热稳定剂、光稳定剂、加工助剂或颜料中的一种或几种的混合。
7.根据权利要求6所述的超低温韧性聚丙烯组合物，其特征在于:所述热稳定剂为酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的一种以上；所述光稳定剂为受阻胺类或紫外线吸收剂中的一种或几种的混合；所述加工助剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂、硬脂酸复合酯或酰胺类中的一种以上。
8.权利要求f7任一项所述的超低温韧性聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 将各原料混合后，加入到双螺杆挤出机中，180-230°C下熔融混合，然后造粒、冷却，SP得。
【文档编号】C08K5/14GK103665570SQ201310610333
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】肖华明, 刘奇祥, 陶四平, 李晟, 张春怀, 李欣, 王扬利 申请人:天津金发新材料有限公司, 金发科技股份有限公司