一种滑石粉填充聚丙烯组合物及其制备方法与应用与流程

本发明属于高分子材料改性，具体涉及一种滑石粉填充聚丙烯组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚丙烯(pp)树脂具有力学性能优异、密度低、环保可回收等特点，被广泛应用在汽车、家用电器等领域。聚丙烯树脂因性价比高而逐渐替代尼龙、聚酯、abs等工程塑料，在汽车内外饰零部件中得到越来越广泛的应用。为了改善聚丙烯树脂的低温韧性，通常需要加入大量的聚烯烃弹性体(poe)，但聚烯烃弹性体的加入会造成材料的耐热性、刚性等性能的显著下降。为了补偿聚烯烃弹性体加入造成的耐热性下降以及改善聚丙烯材料的尺寸稳定性，通常需要加入大量的滑石粉。但滑石粉因表面有亲水基团而呈极性，与聚丙烯树脂相容性较差，在聚丙烯中加入滑石粉会造成应力集中，导致聚丙烯材料的低温缺口冲击、低温杜邦冲击等低温韧性严重下降。

2、因此，有必要解决滑石粉加入所造成的聚丙烯材料的低温韧性严重下降的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种滑石粉填充聚丙烯组合物及其制备方法和应用，旨在解决滑石粉加入所造成的聚丙烯材料的低温韧性严重下降的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种滑石粉填充聚丙烯组合物，包括以下重量份的组分：共聚聚丙烯46～80份，聚烯烃弹性体4～18份，滑石粉14～36份，极性单体接枝聚丙烯0.3～2.5份，胺类化合物0.05～0.55份，其中极性单体接枝聚丙烯中的极性单体单元选自有机酸酸酐、有机酸酯中的至少一种。

3、上述滑石粉填充聚丙烯组合物利用极性单体接枝聚丙烯与胺类化合物反应生成带有柔性链段的极性大分子，再利用该带有柔性链段的极性大分子链端的极性基团(如氨基、羧基等)与滑石粉表面的亲水基团间的化学耦合，从而极大地改善滑石粉造成的应力集中效应，显著提高其低温韧性，如-30℃缺口冲击性能、-30℃杜邦冲击性能等。

4、优选地，所述滑石粉填充聚丙烯组合物包括以下重量份的组分：共聚聚丙烯57～69份，聚烯烃弹性体9～16份，滑石粉19～26份，极性单体接枝聚丙烯0.8～1.7份，胺类化合物0.15～0.45份。所述滑石粉填充聚丙烯组合物在该特定配方下，具有更好的低温韧性，如-30℃缺口冲击性能、-30℃杜邦冲击性能等更好。

5、优选地，所述极性单体接枝聚丙烯包括马来酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的至少一种。

6、优选地，所述胺类化合物包括脂肪族二胺、己内酰胺、聚醚胺中的至少一种。优选地，所述脂肪族二胺包括己二胺、癸二胺中的至少一种。进一步优选地，所述胺类化合物包括癸二胺和己内酰胺，所述癸二胺和所述己内酰胺的重量比为2:3～4:1。当癸二胺和己内酰胺的重量比在2:3～4:1范围内时，对改善低温韧性，如-30℃缺口冲击性能和-30℃杜邦冲击性，有协同增效的作用，能使组合物获得更好的低温韧性。

7、优选地，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯具有如下(a)-(d)特征中的至少一种：

8、(a)所述共聚聚丙烯在230℃、2.16kg负荷下的熔体质量流动速率为10～60g/10min；

9、(b)所述滑石粉的平均粒径为2000～5000目，粒径d50为3～8μm；

10、(c)所述聚烯烃弹性体包括乙烯/辛烯共聚物、乙烯/丁烯共聚物中的至少一种，所述聚烯烃弹性体在190℃、2.16kg负荷下的熔体质量流动速率为0.5～13.0g/10min；

11、(d)所述滑石粉填充聚丙烯组合物还包含以下重量份的组分：抗氧剂0.15～1.2份。

12、所述共聚聚丙烯和所述聚烯烃弹性体的熔体质量流动速率均根据iso 1133-1:2011测得。

13、优选地，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物。更优选地，所述受阻酚类抗氧剂和所述亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为2:1～1:2。

14、本发明的另一目的在于提供所述滑石粉填充聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：将极性单体接枝聚丙烯、胺类化合物和共聚聚丙烯混合均匀后喂入挤出机，加热反应，反应结束后再喂入其他原料，熔融分散，塑化造粒，得到滑石粉填充聚丙烯组合物。

15、优选地，所述反应的温度为180～220℃，所述反应的时间为0.05～0.2h；所述熔融分散的温度为180～220℃。

16、本发明的再一目的在于提供所述滑石粉填充聚丙烯组合物在制备汽车内饰和/或外饰中的应用，如汽车仪表板、门板等汽车内饰，保险杠、大包围等汽车外饰。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的滑石粉填充聚丙烯组合物利用极性单体接枝聚丙烯与胺类化合物反应生成带有柔性链段的极性大分子，并利用该极性大分子链端的极性基团与滑石粉表面的亲水基团间的化学耦合，有效改善了滑石粉造成的应力集中效应，使其低温韧性得到显著改善，适用于对低温韧性要求比较高的汽车内饰或外饰零部件，而且该组合物制备方法操作简单、成本低，应用前景广阔。

技术特征：

1.一种滑石粉填充聚丙烯组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：共聚聚丙烯46～80份，聚烯烃弹性体4～18份，滑石粉14～36份，极性单体接枝聚丙烯0.3～2.5份，胺类化合物0.05～0.55份，其中极性单体接枝聚丙烯中的极性单体单元选自有机酸酸酐、有机酸酯中的至少一种。

2.如权利要求1所述的滑石粉填充聚丙烯组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：共聚聚丙烯57～69份，聚烯烃弹性体9～16份，滑石粉19～26份，极性单体接枝聚丙烯0.8～1.7份，胺类化合物0.15～0.45份。

3.如权利要求1所述的滑石粉填充聚丙烯组合物，其特征在于，所述极性单体接枝聚丙烯包括马来酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的至少一种。

4.如权利要求1所述的滑石粉填充聚丙烯组合物，其特征在于，所述胺类化合物包括脂肪族二胺、己内酰胺、聚醚胺中的至少一种。

5.如权利要求4所述的滑石粉填充聚丙烯组合物，其特征在于，所述脂肪族二胺包括己二胺、癸二胺中的至少一种。

6.如权利要求5所述的滑石粉填充聚丙烯组合物，其特征在于，所述胺类化合物包括癸二胺和己内酰胺，所述癸二胺和所述己内酰胺的重量比为2:3～4:1。

7.如权利要求1所述的滑石粉填充聚丙烯组合物，其特征在于，具有如下(a)-(d)特征中的至少一种：

8.如权利要求1-7任一项所述的滑石粉填充聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将极性单体接枝聚丙烯、胺类化合物和共聚聚丙烯混合均匀后喂入挤出机，加热反应，反应结束后再喂入其他原料，熔融分散，塑化造粒，得到滑石粉填充聚丙烯组合物。

9.如权利要求8所述的滑石粉填充聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于：所述反应的温度为180～220℃，所述反应的时间为0.05～0.2h；所述熔融分散的温度为180～220℃。

10.如权利要求1-7任一项所述的滑石粉填充聚丙烯组合物或如权利要求8-9任一项所述的制备方法制得的滑石粉填充聚丙烯组合物在制备汽车内饰和/或外饰中的应用。

技术总结
本发明公开了一种滑石粉填充聚丙烯组合物及其制备方法与应用，属于高分子材料改性技术领域。本发明的滑石粉填充聚丙烯组合物包括以下重量份的组分：共聚聚丙烯46～80份，聚烯烃弹性体4～18份，滑石粉14～36份，极性单体接枝聚丙烯0.3～2.5份，胺类化合物0.05～0.5份，其中极性单体接枝聚丙烯中的极性单体单元选自有机酸酸酐、有机酸酯中的至少一种，该组合物在较低温度如‑30℃下仍具有较好的韧性，适用于汽车外饰或内饰零部件。

技术研发人员：孙刚,陈桂吉,程文超,赵鹏伟,秦炜,杨霄云
受保护的技术使用者：上海金发科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13