一種各向同性聚丙烯復(fù)合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種各向同性聚丙烯復(fù)合物及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，各大汽車廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，汽車內(nèi)飾材料的成 本、環(huán)保和節(jié)能減排的壓力越來(lái)越大，聚丙烯以其極低的密度、無(wú)毒環(huán)保、低廉的價(jià)格以及 優(yōu)異的綜合性能使其成為了汽車內(nèi)飾輕量化、環(huán)?；约暗统杀净闹髁鞑牧?，逐漸取代 PVC、ABS以及PC等塑料，成為汽車內(nèi)飾上應(yīng)用最廣泛的塑料材料。
[0003] 但是，聚丙烯屬于半結(jié)晶性材料，在注塑零件過(guò)程中通常會(huì)在流動(dòng)方向優(yōu)先取向 結(jié)晶，因此造成零件的各向異性，具體表現(xiàn)在零件縱向和橫向收縮不一致，導(dǎo)致零件翹曲變 形嚴(yán)重，同時(shí)造成零件在縱向和橫向的力學(xué)性能差異顯著，造成性能隱患。所以，如何克服 聚丙烯復(fù)合物的各向異性是亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問(wèn)題而提供了一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，該 聚丙烯復(fù)合物力學(xué)性能優(yōu)異，在注塑成汽車內(nèi)飾零件后，表現(xiàn)為各向同性，縱向和橫向的收 縮率差異和力學(xué)性能差異得到了顯著改善。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)目的還在于提供了一種各向同性聚丙烯復(fù)合物的制備方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)施如下：
[0007] 本發(fā)明的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，包括以下組分及其重量百分比含量：
[0008] 聚丙烯 胡-9·;
[0009] 乙烯-辛烯共聚物 4-15%： 高密度聚乙烯 4-15%; 熱穩(wěn)定劑 0.2-2%: 加工助劑 0. 2-2%； α 成核劑 0.1-0.5%; β 成核劑 0.1-0.5%。
[0010] 上述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，其中，所述聚丙烯為熔體流動(dòng)速率為1~ 100g/10min的均聚聚丙稀。
[0011] 上述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，其中，所述的熱穩(wěn)定劑為酚類、胺類、亞磷酸 酯類、半受阻酚類、丙烯?；倌軋F(tuán)與硫代酯的復(fù)合物類和杯芳烴類熱穩(wěn)定劑中的至少一 種。
[0012] 上述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，其中，所述的加工助劑為低分子酯類、金屬皂 類、硬脂酸復(fù)合酯類和酰胺類加工助劑中的至少一種。
[0013] 上述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，其中，所述α成核劑為山梨醇類、有機(jī)磷酸 鹽類、有機(jī)羧酸鹽類和支化酰胺類成核劑中的至少一種。
[0014] 上述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，其中，所述β成核劑為脂肪族二羧酸鹽類、 環(huán)狀二羧酸鹽類、稀土類和芳香族二酰胺類成核劑中的至少一種。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種各向同性聚丙烯復(fù)合物的制備方法，包括以下步驟：
[0016] 步驟1 :按照以下組分及其重量百分比含量準(zhǔn)備原材料：聚丙烯65-90%，乙 烯-辛烯共聚物4-15%，高密度聚乙烯4-15%，熱穩(wěn)定劑0. 2-2%，加工助劑0. 2-2%，α成 核劑 0. 1-0. 5%，β 成核劑 0. 1-0. 5% ;
[0017] 步驟2 :將步驟1中的原材料加入高速混合機(jī)中干混3-5分鐘；
[0018] 步驟3 :將步驟2中混合后的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段 溫度設(shè)置在190-240 °C，擠出造粒，得到最終產(chǎn)品。
[0019] 上述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物的制備方法，其中，所述雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑 比為40:1。
[0020] 本發(fā)明中的熱穩(wěn)定劑的作用是抑制加工過(guò)程中聚丙烯產(chǎn)生的降解；加工助劑的作 用是促進(jìn)共混物各成分之間的良好分散性；乙烯-辛烯共聚物的作用是增加材料在低溫狀 態(tài)下的韌性，防止制件在極端低溫下發(fā)脆；高密度聚乙烯的作用是與乙烯-辛烯共聚物起 到協(xié)效增韌的作用。
[0021] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0022] 1. α成核劑可以大幅度提高聚丙烯材料的剛性，但其沖擊性能略有下降；而β成 核劑可以大幅提高聚丙烯材料的沖擊強(qiáng)度，其剛性略有下降。將兩種成核劑復(fù)配使用，不僅 可以同時(shí)提高聚丙烯材料的剛性和沖擊性能，而且由于結(jié)晶過(guò)程中α成核劑和β成核劑 的協(xié)效成核作用，聚丙烯在注塑零件的過(guò)程中，在流動(dòng)方向和垂直流動(dòng)方向晶體等效生長(zhǎng)， 最終零件的縱橫向收縮率和力學(xué)性能表現(xiàn)為各向同性。
[0023] 2.本發(fā)明提供的材料具有優(yōu)異的綜合性能。注塑成汽車內(nèi)飾立柱后，通過(guò)零件縱 向和橫向分別截取力學(xué)樣條后測(cè)試性能，拉伸強(qiáng)度多22MPa，彎曲模量多l(xiāng)OOOMPa，缺口沖 擊強(qiáng)度彡7KJ/m 2。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面將結(jié)合兩個(gè)對(duì)比例和三個(gè)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025] 對(duì)比例1
[0026] 將77kg聚丙稀、0. 25kg酸類熱穩(wěn)定劑、0. 25kg亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑、0. 3kg加工助 劑、0. 2kg芳基磷酸鹽類成核劑、8kg乙稀-辛稀共聚物、IOkg高密度聚乙稀置于高速混合機(jī) 中混合后，再在雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合后造粒，得到最終產(chǎn)品。
[0027] 上述原料的型號(hào)和廠家如下表所示：
[0028]
[0029] 對(duì)比例2
[0030] 將77kg聚丙烯、0. 25kg酚類熱穩(wěn)定劑、0. 25kg亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑、0. 3kg加工助 劑、0. 2kg芳香族二酰胺類成核劑、8kg乙稀-辛稀共聚物、IOkg高密度聚乙稀置于高速混合 機(jī)中混合后，再在雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合后造粒，得到最終產(chǎn)品。
[0031] 上述原料的型號(hào)和廠家如下表所示：
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 將77kg聚丙烯、0. 25kg酚類熱穩(wěn)定劑、0. 25kg亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑、0. 3kg加工助 劑、0.1 kg芳基磷酸鹽類成核劑、0.1 kg芳基二酰胺類成核劑、8kg乙稀-辛稀共聚物、IOkg 高密度聚乙烯置于高速混合機(jī)中混合3-5分鐘后，將混合后的物料加入長(zhǎng)徑比為40:1的雙 螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在190-240°C，擠出造粒，得到最終產(chǎn)品。
[0035] 上述原料的型號(hào)和廠家如下表所示：
[0036]
[0037] 實(shí)施例2
[0038] 將80. 5kg聚丙稀、0. 3kg酸類熱穩(wěn)定劑、0. 3kg亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑、0. 5kg加工助 劑、0. 2kg有機(jī)羧酸鹽類成核劑、0. 2kg芳基二酰胺類成核劑、9kg乙烯-辛烯共聚物、9kg高 密度聚乙烯置于高速混合機(jī)中混合3-5分鐘后，將混合后的物料加入長(zhǎng)徑比為40:1的雙螺 桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在190-240 °C，擠出造粒，得到最終產(chǎn)品。
[0039] 上述原料的型號(hào)和廠家如下表所示：
[0041] 實(shí)施例3
[0042] 將77聚丙稀、0. 5kg酸類熱穩(wěn)定劑、0. 5kg亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑、0. 7kg加工助劑、 0. 3kg有機(jī)羧酸鹽類成核劑、0. 3kg稀土類成核劑、IOkg乙稀-辛稀共聚物、12kg高密度聚 乙烯置于高速混合機(jī)中混合3-5分鐘后，將混合后的物料加入長(zhǎng)徑比為40:1的雙螺桿擠出 機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在190-240°C，擠出造粒，得到最終產(chǎn)品。
[0043] 上述原料的型號(hào)和廠家如下表所示：
[0046] 將對(duì)比例1和2,以及實(shí)施例1-3中所獲得的產(chǎn)品通過(guò)注塑機(jī)注塑成汽車立柱后， 測(cè)試縱向和橫向收縮率，并通過(guò)制樣機(jī)零件取樣條測(cè)試縱向和橫向力學(xué)性能，結(jié)果如下表 所示：

[0048] 通過(guò)上表可以清晰的看到，本發(fā)明的材料注塑成汽車內(nèi)飾立柱后，通過(guò)零件縱向 和橫向分別截取力學(xué)樣條后測(cè)試性能，拉伸強(qiáng)度多22MPa，彎曲模量多l(xiāng)OOOMPa，缺口沖擊 強(qiáng)度多7KJ/m 2。這體現(xiàn)了通過(guò)本發(fā)明獲得的材料具有優(yōu)異的綜合性能。
[0049] 同時(shí)，本發(fā)明采用了 α成核劑和β成核劑。α成核劑可以大幅度提高聚丙烯材 料的剛性，但其沖擊性能略有下降；而β成核劑可以大幅提高聚丙烯材料的沖擊強(qiáng)度，其 剛性略有下降。將兩種成核劑復(fù)配使用，不僅可以同時(shí)提高聚丙烯材料的剛性和沖擊性能， 而且由于結(jié)晶過(guò)程中α成核劑和β成核劑的協(xié)效成核作用，聚丙烯在注塑零件的過(guò)程中， 在流動(dòng)方向和垂直流動(dòng)方向晶體等效生長(zhǎng)，最終零件的縱橫向收縮率和力學(xué)性能表現(xiàn)為各 向同性。
[0050] 以上實(shí)施例僅供說(shuō)明本發(fā)明之用，而非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的 技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，包括以下組分及其重量百分比含量： 聚丙烯 65-90%； 乙烯-辛烯共聚物 4-15? 高密度聚乙烯 4-15%; 熱穩(wěn)定劑 0.2-2%;: .工助劑 om; α成核劑 0.1-0. 5%; β成核劑 0.1-0.5%。2. 如權(quán)利要求1所述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，所述聚丙烯為熔體 流動(dòng)速率為1~l〇〇g/l〇min的均聚聚丙稀。3. 如權(quán)利要求1所述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，所述熱穩(wěn)定劑為酚 類、胺類、亞磷酸酯類、半受阻酚類、丙烯?；倌軋F(tuán)與硫代酯的復(fù)合物類和杯芳烴類熱穩(wěn) 定劑中的至少一種。4. 如權(quán)利要求1所述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，所述的加工助劑為 低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸復(fù)合酯類和酰胺類加工助劑中的至少一種。5. 如權(quán)利要求1所述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，所述α成核劑為山 梨醇類、有機(jī)磷酸鹽類、有機(jī)羧酸鹽類和支化酰胺類成核劑中的至少一種。6. 如權(quán)利要求1所述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，其特征在于，所述β成核劑為脂 肪族二羧酸鹽類、環(huán)狀二羧酸鹽類、稀土類和芳香族二酰胺類成核劑中的至少一種。7. -種如權(quán)利要求1所述的各向同性聚丙烯復(fù)合物的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟： 步驟1 :按照以下組分及其重量百分比含量準(zhǔn)備原材料：聚丙烯65-90%，乙烯-辛烯 共聚物4-15%，高密度聚乙烯4-15%，熱穩(wěn)定劑0.2-2%，加工助劑0.2-2%，α成核劑 0· 1-0. 5%，β成核劑 0· 1-0. 5% ; 步驟2 :將步驟1中的原材料加入高速混合機(jī)中干混3-5分鐘； 步驟3 :將步驟2中混合后的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度 設(shè)置在190-240 °C，擠出造粒，得到最終產(chǎn)品。8. 如權(quán)利要求7中所述的一種各向同性聚丙烯復(fù)合物的制備方法，其特征在于，所述 雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為40:1。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種各向同性聚丙烯復(fù)合物，包括以下組分及其重量百分比含量：聚丙烯65-90％，乙烯-辛烯共聚物4-15％，高密度聚乙烯4-15％，熱穩(wěn)定劑0.2-2％，加工助劑0.2-2％，α成核劑0.1-0.5％，β成核劑0.1-0.5％。本發(fā)明還提供了一種各向同性聚丙烯復(fù)合物的制備方法，主要步驟包括高速混合機(jī)混合原料和雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出產(chǎn)品等。采用該發(fā)明制備獲得的聚丙烯復(fù)合物力學(xué)性能優(yōu)異，在注塑成汽車內(nèi)飾零件后，表現(xiàn)為各向同性，縱向和橫向的收縮率差異和力學(xué)性能差異得到了顯著改善。
【IPC分類】C08K5/526, C08L23/08, C08K5/20, C08L23/12, C08K5/134, C08K5/00, C08L23/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105385032
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510929034
【發(fā)明人】程文超, 陳廣強(qiáng), 杜賞
【申請(qǐng)人】上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日