本发明涉及用于低温注塑的聚丙烯复合树脂组合物，所述组合物具有在200℃和2.16kg的负载条件下测得的约20至30g/10min的熔体流动指数(mi)值，和根据200℃注射标准的约500至800mm的螺旋流动值。
背景技术
车辆的通用内部部件包括门饰板、填充件、后备箱垫、包装饰件、车顶衬里等。随着汽车用户所期望的品质的趋向，在内部部件的表面应用仿皮织物以用于赋予柔软质地同时提供豪华形象的目的。作为仿皮织物，已经使用无纺织物、纺织织物或由热塑性树脂材料形成的织物。
将仿皮织物应用于内部部件的方法示例包括材料包裹法、真空模制法、粉末搪塑(psm)法、预成形img法等。内部部件的包裹法因增加生产过程和材料而会造成成本增加，并且因使用挥发性有机溶剂和粘合剂而会导致由挥发性有机化合物(voc)引起的车内空气质量问题。真空模制法是使仿皮织物经受真空抽吸和模制，然后通过组合上方模具和下方模具进行整体模制的方法。然而，真空模制法的问题在于，在进行整体模制时的深拉工段中，仿皮织物在被拉伸时破裂或者在织物表面上形成的浮凸花纹崩裂，因此降低内部部件的表面品质。psm法是将仿皮织物置于发泡模具中、将基底设置在上侧、然后进行发泡的方法，虽然psm法比真空模制法略微更不容易模制仿皮织物，但是其优点在于能够提供比真空模制法更柔软的质地。预成形img法是将预成形仿皮织物和施加粘合剂的基底设置在压缩模具中并且使模具压缩从而将仿皮织物和基底结合的方法。然而，由于粘合剂施加在基底上，所以预成形img法在测试voc方面是不利的，并且具有以下问题：预成形织物不能预热，因此品质变差，例如在压缩过程中在凸缘部分上出现压缩缺陷或者在仿皮织物上出现气泡。
然而，由于来自连续降价和降低成本的压力，倾向于使用需要更简化的工艺的模制方法。已经对整体模制法进行了研究，作为满足这些要求的模制法，所述整体模制法旨在通过将基底和仿皮织物设置在一个模制机器中来获得模制制品。然而，用作基底的聚丙烯复合树脂具有基于喷嘴的215℃至235℃的高注塑温度，因此存在的问题是当通过将基底和仿皮织物设置在模制机器中进行整体模制时，柔软的仿皮织物劣化，从而内部部件的表面品质降低。因此，需要开发一种能够在柔软的仿皮织物不会劣化的低温条件下进行注塑的基底材料。
公开于该发明背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
本发明的各个方面旨在提供一种新型的聚丙烯复合树脂组合物，所述组合物能够在柔软的仿皮织物不会劣化的低温条件下进行注塑。
亦即，本发明提供的聚丙烯复合树脂组合物即使在约180℃至约200℃的低温条件下也能注塑，因此能够与柔软的仿皮织物进行整体模制。
本发明在各个方面还致力于提供一种低温注塑制品，所述制品在约180℃至约200℃的低温条件下进行注塑。
本发明的各个方面旨在提供一种用于低温注塑的聚丙烯复合树脂组合物，所述组合物包含：(a)聚丙烯树脂，(b)基于烯烃的弹性体，(c)无机增强剂，以及(d)添加剂。
在各个示例性实施方案中，(a)聚丙烯树脂为包含如下的聚丙烯混合树脂：约100重量份的(a-1)高结晶性乙烯-丙烯共聚物，所述高结晶性乙烯-丙烯共聚物具有约98％至100％的全同立构指数和约20至50g/10min的熔体流动指数值(2.16kg，230℃)；和约5至20重量份的(a-2)超高流动性均聚丙烯，所述超高流动性均聚丙烯具有约1000至1800g/10min的熔体流动指数值(2.16kg，230℃)。
在一个实施方案中，用于低温注塑的聚丙烯复合树脂组合物可以具有在200℃和2.16kg的负载条件下测得的约20至30g/10min的熔体流动指数(mi)值，和根据200℃注射标准的约500至800mm的螺旋流动值。
本发明的各个方面旨在提供一种模制制品，所述模制制品通过在约180℃至约200℃的低温条件下注塑聚丙烯复合树脂组合物而制得。
在各个示例性实施方案中，模制制品可以是车辆的内部部件，选自门饰板、填充件、后备箱垫、包装饰件和车顶衬里。
本发明提供的聚丙烯复合树脂组合物即使在低温注射条件下也具有出色的可模制性，并且提供模制制品出色的外观品质。因此，本发明提供的聚丙烯复合树脂组合物能够与柔软的仿皮织物进行整体模制，因此能够预期到工艺简化的效果和成本降低的效果。
下面讨论本发明的其它方面和示例性实施方案。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(suv)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇和船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的资源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如具有汽油动力和电力动力两者的车辆。
下面讨论本发明的上述特征及其它特征。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体描述，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将是显而易见的或得以更详细地阐明。
附图说明
图1为显示通过低温注射进行整体模制过程的工艺图，其中本发明的聚丙烯复合树脂组合物用作基底，并且与仿皮织物同时经受注压。
应当了解，附图不必是按比例绘制的，其显示了某种程度上简化表示的说明本发明基本原理的各种优选特征。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体的尺寸、方向、定位和形状)将部分地由特定所旨在的应用和使用环境来确定。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，附图标记指代本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
接下来将详细引用本发明的各个实施方案，实施方案的示例被显示在附图中并进行如下的描述。虽然将结合示例性实施方案描述本发明，但是应当了解，本说明书并非要将本发明限制于那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效方式和其它实施方案。
本发明的各个方面旨在提供一种用于低温注塑的聚丙烯复合树脂组合物和用其制备的低温注塑制品。
根据本发明示例性实施方案的用于低温注塑的聚丙烯复合树脂组合物包含：(a)聚丙烯树脂，(b)基于烯烃的弹性体，(c)无机增强剂，以及(d)添加剂。下文将详细描述构成根据本发明示例性实施方案的用于低温注塑的聚丙烯复合树脂组合物中的每种构成组分。
(a)聚丙烯树脂
本发明包含(a-1)高结晶性乙烯-丙烯共聚物和(a-2)超高流动性均聚丙烯作为聚丙烯树脂。
(a-1)高结晶性乙烯-丙烯共聚物是约70重量％至约99重量％(例如约70重量％、约75重量％、约80重量％、约85重量％、约90重量％、约95重量％、约96重量％、约97重量％、约98重量％或约99重量％)的丙烯单体和约1重量％至约30重量％(例如约1重量％、约5重量％、约10重量％、约15重量％、约20重量％、约25重量％或约30重量％)的乙烯单体聚合获得的共聚物。当作为构成高结晶性乙烯-丙烯共聚物的单体的乙烯单体的含量小于1重量％时，耐冲击性降低，因此难以使用乙烯单体作为内部部件的材料，而当含量大于30重量％时，产品刚度太差从而会使得难以使用单体，因此单体在上述范围内使用。
(a-1)高结晶性乙烯-丙烯共聚物具有98％至100％的全同立构指数，表示该共聚物高度结晶，并且所述高结晶性乙烯-丙烯共聚物具有在20至50g/10min范围内的熔体流动指数(mi)值(2.16kg，230℃)。当聚合物的主链中存在立体异构体时，全同立构指数表示沿着聚合物主链的立体构型的立构规整性指数。通常地，更高的立构规整性指数表示立体构型沿着相同的方向，并且作为本发明示例性实施方案中使用的高结晶性乙烯-丙烯共聚物，可以使用具有98％至100％(例如约98％、99％或100％)的全同立构指数的那些。当高结晶性乙烯-丙烯共聚物的全同立构指数小于98％时，模制制品的刚度会较低。
对于(a-1)高结晶性乙烯-丙烯共聚物，可以使用具有约20g/10min至50g/10min的mi值(2.16kg，230℃)的那些。原因是当mi值小于20g/10min时，在注塑过程中难以用共聚物填充模具的内部，因此可模制性不好，而当mi值大于50g/10min时，耐冲击性降低，因此共聚物难以用作车辆内部部件的材料。
对于(a-2)超高流动性均聚丙烯，可以使用具有约2至4(例如约2、3或4)的窄多分散指数(pdi)的那些。当(a-2)超高流动性均聚丙烯具有小于2的低pdi值时，可加工性和可模制性会变差。
对于(a-2)超高流动性均聚丙烯，可以使用具有约1000g/10min至1800g/10min的极高熔体流动指数值(2.16kg，230℃)的那些。这不同于如下事实：通常用于注塑的均聚丙烯的熔体流动指数(mi)值大约为10至100g/10min(2.16kg，230℃)。在本发明的示例性实施方案中，选择和使用具有约1000g/10min至1800g/10min的mi值(2.16kg，230℃)的超高流动性均聚丙烯作为均聚丙烯，从而提供即使在低温注射条件下也能维持出色的可模制性和外观品质的聚丙烯复合树脂产品。如上所述，选择和使用超高流动性均聚丙烯以改进即使在低温范围内的流动性并且使作为注塑缺陷的流痕和缩痕最小化，从而获得使可能出现在织物表面上的缺陷最小化的效果。此时可能存在的问题在于，当超高流动性均聚丙烯的mi值小于1000g/10min时，难以提供本发明的用于低温注塑的目标复合树脂组合物，而相反地，当mi值大于1800g/10min时，从注塑制品中产生大量的气体，并且不能调节复合pp的mi。
在构成本发明复合树脂组合物的(a)聚丙烯树脂中，以100重量份的(a-1)高结晶性乙烯-丙烯共聚物计，可以以如下含量包含(a-2)超高流动性均聚丙烯：约5至约20重量份(例如约5重量份、约6、约7、约8、约9、约10、约11、约12、约13、约14、约15、约16、约17、约18、约19或约20重量份)。如果(a-2)超高流动性均聚丙烯的含量小于5重量份，则不能提供本发明的用于低温注塑的目标复合树脂组合物，而当含量大于20重量份时，在注射过程中产生大量的气体，并且不能调节复合pp的mi。
在本发明的复合树脂组合物中，可以以如下范围包含上述(a)聚丙烯树脂：约50重量％至约70重量％(例如约50重量％、约51重量％、约52重量％、约53重量％、约54重量％、约55重量％、约56重量％、约57重量％、约58重量％、约59重量％、约60重量％、约61重量％、约62重量％、约63重量％、约64重量％、约65重量％、约66重量％、约67重量％、约68重量％、约69重量％或约70重量％)。当本发明复合树脂组合物中包含的(a)聚丙烯树脂的含量小于50重量％时，耐冲击强度会变差，而当含量大于70重量％时，刚度变差并且在注射过程中不能模制部件，因此含量需要维持在上述范围内。
(b)基于烯烃的弹性体
本发明包括基于烯烃的弹性体以增强复合树脂组合物的耐冲击性。对于基于烯烃的弹性体，能够使用具有在约1至约30ml1+4(例如约1ml1+4、约2ml1+4、约3ml1+4、约5ml1+4、约7ml1+4、约9ml1+4、约10ml1+4、约15ml1+4、约20ml1+4、约23ml1+4、约25ml1+4、约27ml1+4或约30ml1+4)范围内的门尼粘度(astmd1646)的那些。对于基于烯烃的弹性体，当门尼粘度小于1ml1+4时可能出现问题，耐冲击强度会因分子量的降低而降低。相反地，当门尼粘度大于30ml1+4时，可模制性变差。更优选地，在基于烯烃的弹性体的情况下，使用具有1至10ml1+4(例如约1ml1+4、约2ml1+4、约3ml1+4、约4ml1+4、约5ml1+4、约6ml1+4、约7ml1+4、约8ml1+4、约9ml1+4或约10ml1+4)的低门尼粘度(astmd1646)的那些。
基于烯烃的弹性体可以是乙烯单体和碳原子数为4至10的α烯烃单体的共聚物。此时，α烯烃单体可以包括丁烯、戊烯、己烯、丙烯、辛烯等，并且优选具有长侧链的那些，因为可使低温下的耐冲击性增强效果更非凡。基于烯烃的弹性体可以特别包括选自如下的一者或多者：乙烯-丁烯橡胶(ebr)、乙烯-己烯橡胶(ehr)和乙烯-辛烯橡胶(eor)。
在本发明的复合树脂组合物中，可以以如下范围包含上述(b)基于烯烃的弹性体：10重量％至20重量％(例如约10重量％、约11重量％、约12重量％、约13重量％、约14重量％、约15重量％、约16重量％、约17重量％、约18重量％、约19重量％或约20重量％)。当本发明的复合树脂组合物中包含的(b)基于烯烃的弹性体的含量小于10重量％时，柔软质地和低温耐冲击性会变差，而当含量大于20重量％时，刚度会降低并且流动性会明显变差，因此优选将含量维持在所述范围内。
(c)无机增强剂
本发明包括包含无机增强剂以增强尺寸稳定性和耐热性并且改进生产率。无机增强剂可以包括选自如下的一者或多者：滑石、云母、晶须、碳酸钙、硫酸钡和玻璃泡。无机增强剂是具有层状结构的无机增强剂并且选自滑石和云母，并且更优选地包括粒径为1μm至15μm(例如约1μm、约3μm、约5μm、约7μm、约10μm、约12μm或约15μm)的无机增强剂。特别优选地，当无机增强剂包含粒径为3μm至6μm(例如3μm、4μm、5μm或6μm)的层状结构时，在实现车辆内部材料所需的物理性质方面能够获得更优选的效果。
在本发明的复合树脂组合物中，可以以如下范围包含上述(c)无机增强剂：约1重量％至约20重量％(例如约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％、约5重量％、约6重量％、约7重量％、约8重量％、约9重量％、约10重量％、约11重量％、约12重量％、约13重量％、约14重量％、约15重量％、约16重量％、约17重量％、约18重量％、约19重量％或约20重量％)。可能存在的问题是，当本发明的复合树脂组合物中的(c)无机增强剂的含量小于1重量％时，尺寸稳定性会变差，而当含量大于20重量％时，模制制品的整体柔软感觉变差，因此优选将含量维持在所述范围内。
(d)添加剂
本发明可以包含选自如下的一者或多者作为通常的添加剂：抗氧化剂、紫外线吸收剂、成核剂、偶联剂、分散剂、加工润滑剂、爽滑剂和无机颜料。在本发明的示例性实施方案中，这些添加剂的选择不受特别限制。此外，添加剂可以适当地以1至10重量％的范围包含在本发明的复合树脂组合物中。
如上所述的根据本发明示例性实施方案的聚丙烯复合树脂组合物的特征在于，能够在约180℃至约200℃(例如约180℃、约185℃、约190℃、约195℃或约200℃)的低温下进行注射。亦即，根据本发明示例性实施方案的聚丙烯复合树脂组合物具有在200℃和2.16kg的负载条件下测得的约20g/10min至30g/10min(例如约20g/10min、约25g/10min或约30g/10min)的熔体流动指数(mi)值，以及根据200℃注射标准的约500mm至约800mm(例如约500mm、约525mm、约550mm、约575mm、约600mm、约625mm、约650mm、约675mm、约700mm、约725mm、约750mm、约775mm或约800mm)的螺旋流动值。
通常的聚丙烯复合树脂组合物具有在200℃和2.16kg的负载条件下测得的约10g/10min至15g/10min的熔体流动指数(mi)值以及根据200℃注射标准的300至450mm的螺旋流动值，与以上的事实相比而言，根据本发明示例性实施方案的聚丙烯复合树脂组合物具有改进的效果。
因此，本发明提供的聚丙烯复合树脂组合物能够与柔软的仿皮织物进行整体模制，因此能够预期到工艺简化的效果和成本降低的效果。
图1为显示在仿皮织物和聚丙烯复合树脂组合物上同时进行注压的整体模制过程的工艺图。根据图1，可以通过以下方式制得合并了仿皮织物和基底的模制制品：将预热的仿皮织物设置在模具的顶部，注射并同时挤压作为基底的聚丙烯复合树脂组合物。在整体模制过程中，可以使用具有40mm直径和l/d52的双螺杆挤出机，并且作为工艺条件的注射和挤压温度可以维持于190℃至210℃。通过上述整体模制过程可制得的模制制品可以特别包括车辆的内部部件，选自门饰板、填充件、后备箱垫、包装饰件和车顶衬里。
将参考如下实施例更详细地描述上述的本发明，并且本发明不限于此。
实施例
以下实施例举例说明本发明，但是并不旨在限制本发明。
通过以在下表1和2中显示的含量比共混组合物组分来制得聚丙烯复合树脂组合物。
此时，使用的组合物组分如下。此外，由制备的聚丙烯复合树脂组合物制得样品，并且通过用于测量物理性质的如下方法测得物理性质。
组合物组分
聚丙烯树脂
(a-1)高结晶性乙烯-丙烯共聚物(全同立构指数为98％至100％；2.16kg、230℃下，mi值为30g/10min；乙烯含量为3至7重量％)
(a-2)超高流动性均聚丙烯(2.16kg、230℃下，mi值为1200g/10min；pdi值为2至4)
(a-3)乙烯-丙烯共聚物(全同立构指数为94％至97％；2.16kg、230℃下，mi值为30g/10min)
(a-4)均聚丙烯(2.16kg、230℃下，mi值为800g/10min；pdi值为4至8)
基于烯烃的弹性体
(b-1)乙烯-辛烯橡胶(eor)，门尼粘度为20至30ml1+4(astmd1646)
(b-2)乙烯-辛烯橡胶(eor)，门尼粘度为1至10ml1+4(astmd1646)
无机增强剂
(c-1)层状滑石，粒径为6至12μm
(c-2)层状滑石，粒径为3至6μm
添加剂
(d-1)抗氧化剂(基于受阻酚)
(d-2)紫外线吸收剂(基于受阻哌啶)
(d-3)成核剂(基于磷酸盐)
(d-4)分散剂(十八烷酸)
(2)用于测量样品的物理性质的方法
用于测量制得的聚丙烯复合树脂组合物的物理性质的方法如下：
熔体流动指数(mi，g/10min):根据astmd1238在200℃的温度和2.16kg的负载条件下测得。
比重：根据astmd792测得。
伸长和抗张强度：根据astmd638测得(样品厚度3mm，23℃)。
弯曲模量：根据astmd790测得(样品厚度6mm，23℃)。
耐冲击强度(有缺口的izod，j/m)：根据astmd256测得(样品厚度6mm，23℃)。
螺旋流动：在250rpm至350rpm的条件下在190℃至210℃的温度区间中通过使用具有40mm直径和l/d52的双螺杆挤出机进行注射并同时搅拌。
试验实施例
实施例1和2以及比较例1至3。
实施例和比较例旨在选出最佳的聚丙烯混合树脂。实施例1和2是包含(a-1)高结晶性乙烯-丙烯共聚物和(a-2)超高流动性均聚丙烯作为聚丙烯树脂的组合物。此外，比较例1至3是包含(a-3)非结晶性乙烯-丙烯共聚物或(a-4)低流动性均聚丙烯作为聚丙烯树脂的组合物。
[表1]
根据表1中的结果可以确定，实施例1和2中的以合适的组成比包含(a-1)高结晶性乙烯-丙烯共聚物和(a-2)超高流动性均聚丙烯作为聚丙烯树脂的聚丙烯复合树脂组合物具有在200℃和2.16kg的负载条件下测得的在20至30g/10min的范围内的熔体流动指数(mi)值以及500至800mm的螺旋流动值，并且所有物理性质(例如耐冲击强度)都很出色。
相反，可以确定，比较例1和2的聚丙烯树脂中包含(a-3)非结晶性乙烯-丙烯共聚物而不是(a-1)高结晶性乙烯-丙烯共聚物的聚丙烯复合树脂组合物具有全部低于(a-1)的弯曲模量、抗张强度和耐冲击强度。
还可以确定比较例3的聚丙烯树脂中包含(a-4)低流动性均聚丙烯而不是(a-2)超高流动性均聚丙烯的聚丙烯复合树脂组合物具有与包含(a-1)的聚丙烯复合树脂组合物相似的所有物理性质(例如耐冲击强度)，但是螺旋流动值低于实施例2。
实施例3至7
提供这些实施例从而证实通过在(a)聚丙烯混合树脂中选择性地加入(b)基于烯烃的弹性体和(c)无机增强剂作为聚丙烯复合树脂组合物中包含的组分所获得的效果。
[表2]
根据表2中的结果可以确定，在实施例3至5的包含粒径为3至6μm的较小层状滑石作为(c)无机增强剂的聚丙烯复合树脂组合物的情况下，相比于实施例2的复合树脂组合物，获得了改进物理性质(例如抗张强度和耐冲击强度)的效果。
还可以确定，在实施例6和7中选择性地使用具有1至10ml1+4的低门尼粘度(astmd1646)的乙烯-辛烯橡胶(eor)作为(b)基于烯烃的弹性体的聚丙烯复合树脂组合物的情况下，相比于实施例2的复合树脂组合物，不仅获得了改进物理性质(例如抗张强度和耐冲击强度)的效果，而且获得了显著改进在200℃下测得的熔体流动指数(mi)值以及螺旋流动值的效果。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的或把本发明限制为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导可以进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使得本领域的其他技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同的替代和改变。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。