一种耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物，该组合物由包括如下重量份的原料制成：树脂A 45‑81份，聚烯烃弹性体10‑40份，填充增强剂1‑30份，低温增韧剂1‑5份，耐刮擦剂1‑3份，其他助剂0.1‑4份。本发明专利技术所述的耐超低温、耐刮擦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)和良好耐刮擦性能；并保持良好的尺寸稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物及其制备方法
本专利技术属于聚丙烯复合材料
，尤其是涉及一种耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物。
技术介绍
聚丙烯是一种用途广泛的通用塑料，由丙烯单体聚合而成，英文缩写为PP，其熔点为165-175℃，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。汽车制件越来越关注安全性能。汽车受到车外意外冲击能量时，需要保证仪表板及时将安全气囊爆开，用以保护司乘人员受到的损伤减到最小，同时不能因为破坏产生碎片或者锐角使司乘人员受到伤害。因此，汽车内饰件必须达到一定的耐低温冲击要求，特别是0℃到-40℃的低温冲击性能。材料的低温韧性成为汽车内饰用材料中，特别是硬质仪表板设计中优先考虑的性能。目前，表征材料的低温冲击只要是悬臂梁(简支梁)冲击强度，目前仪表板专用聚丙烯材料的低温悬臂梁缺口冲击强度(-30℃)在4KJ/m2，多轴冲击在6.6m/s,-30℃的条件下，其断裂形式为脆性断裂；随着汽车内饰件要求的不断提高，越来越多的主机厂会对材料的多轴冲击性能进行要求。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；在PCT申请WO97/38050中，报道了包括乙烯-丙烯基聚合物组合物，乙烯-α烯烃共聚物基橡胶和/或含乙烯基芳香化合物和滑石的橡胶的热塑性树脂的类似平衡性能。WO03/07076511A1采用HDPE与乙烯-己烯或者乙烯-丁烯共聚物增韧PP。影响耐刮擦性能的因素很多，如PP的结晶性能、填料、润滑剂、增韧剂等。Chu等人研究了滑石粉填充PP的表面耐刮擦性能，实验结果表明，添加0.5％的润滑剂可明显改善材料的表面耐刮擦性能。同时，他们还考察了滑石粉，成核剂等的影响，通过差示扫描量热仪，扫描电镜以及衰减全反射傅立叶红外光谱研究了PP填充体系的结晶度，微观形貌和划伤机理。Yu等人用高结晶的PP与乙烯-α-烯烃共聚物、填料、过氧化物和交联助剂等一起共混，制备得到了耐刮擦性优良的改性PP材料，适用于汽车内饰件。然而，现有技术中公开的聚丙烯复合材料的缺点是没有获得令人满意的低温冲击韧性和良好的耐刮擦性能的综合。并且，这些技术使用悬臂梁或简支梁缺口冲击强度来评价低温冲击性能，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。综上所述，为满足高性能汽车材料需求，研究出开发超低温(-40℃)多轴冲击并且具有良好耐刮擦性能的汽车内饰专用材料将具有广阔的市场。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物，具有良好的低温冲击韧性(尤其是多轴低温冲击强度)和良好耐刮擦性能；并保持良好的尺寸稳定性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物，该组合物由包括如下重量份的原料制成：所述的树脂A为聚丙烯树脂。优选的，所述的组合物由包括如下重量份的原料制成：所述的树脂A为聚丙烯树脂。进一步，所述的树脂A的熔体流动速率为25－100g/10min(230℃/2.16KG)。所述的聚丙烯树脂为丙烯共聚物。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。进一步，所述的聚烯烃弹性体的密度为0.850-0.870g/cm3；所述的聚烯烃弹性体为乙烯－丁烯共聚物或乙烯－辛烯共聚物中的至少一种。进一步，所述的低温增韧剂的橡胶含量≥70％；所述的低温增韧剂为丙烯酸-聚硅氧烷橡胶-甲基丙烯酸甲酯多元共聚物或丙烯酸-乙丙橡胶-甲基丙烯酸甲酯多元共聚物中的至少一种。此类多元共聚物具有核-壳结构。因此在较低的温度下，多元共聚物中的橡胶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，从而提高组合物的低温韧性。进一步，所述的耐刮擦剂的分子量为80-110万；所述的耐刮擦剂为二甲基硅橡胶。进一步，所述的其他助剂为热稳定剂、光稳定剂、润滑剂或颜料中的至少一种；所述的热稳定剂为酚类稳定剂、亚磷酸酯类稳定剂、硫代酯类稳定剂的复合物中的至少一种；所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂或紫外线吸收剂；所述的润滑剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂、硬脂酸复合酯或酰胺类化合物中的至少一种。由于本专利技术为汽车内饰用聚丙烯组合物，可根据不同汽车内饰的结构、技术要求等对上述助剂进行单独使用，或者复合使用。所述的酰胺类化合物为芥酸酰胺。进一步，所述的填充增强剂为滑石粉。进一步，所述的填充增强剂为以聚丙烯为载体的滑石母粒；所述的以聚丙烯为载体的滑石母粒由包括如下重量份的原料制成：树脂B10-30份，滑石粉70-90份；所述的树脂B为聚丙烯树脂；所述的树脂B的熔体流动速率(230℃/2.16KG)为10-100g/10min，悬臂梁缺口冲击强度Izod≥5KJ/m2；所述的滑石粉的粒径为0.1-5μm，SiO2的含量≥61％，在1000℃下的烧失量小于等于6％。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。使用粒径小的滑石粉可以使材料的结晶度提高，并且选用SiO2含量高于61％，烧失量在1000℃下≤6％可进一步增强聚丙烯复合材料的刚性。所述的树脂A和树脂B相同或不同。所述的耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：(1)将滑石粉和树脂B加入到高温混炼机中，在170-250℃的温度下进行预混合，造粒冷却得到填充增强剂；(2)将所述的填充增强剂、树脂A、聚烯烃弹性体、低温增韧剂、耐刮擦剂和其他助剂混合均匀，混合机的转速为450-500转/分钟，然后加入到双螺杆挤出机中，在180-230℃的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥、包装即得所述的耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物。所述的耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物的用途，所述的耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物在制备汽车内饰件中的应用。所述的内饰件包括仪表板，副仪表板，A、B与C立柱，手套箱，门板，后尾箱板等。相对于现有技术，本专利技术所述的耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物具有以下优势：本专利技术所述的耐超低温、耐刮擦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)和良好耐刮擦性能；并保持良好的尺寸稳定性。本专利技术提供的以聚丙烯(PP)为载体的滑石粉母粒的制备方法，有助于改善工作环境。具体实施方式除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本专利技术，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。下面结合实施例来详细说明本专利技术。实施例1一种耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物，该组合物由包括如下重量份的原料制成：聚丙烯树脂78.4份，聚烯烃弹性体15份，滑石母粒4份(滑石粉和聚丙烯树脂的质量比为4:1)，丙烯酸-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物，其特征在于：该组合物由包括如下重量份的原料制成：

【技术特征摘要】
1.一种耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物，其特征在于：该组合物由包括如下重量份的原料制成：所述的树脂A为聚丙烯树脂。2.根据权利要求1所述的耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的树脂A的熔体流动速率在230℃/2.16KG的条件下为25－100g/10min。3.根据权利要求1所述的耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的聚烯烃弹性体的密度为0.850-0.870g/cm3；所述的聚烯烃弹性体为乙烯－丁烯共聚物或乙烯－辛烯共聚物中的至少一种。4.根据权利要求1所述的耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的低温增韧剂的橡胶含量≥70％；所述的低温增韧剂为丙烯酸-聚硅氧烷橡胶-甲基丙烯酸甲酯多元共聚物或丙烯酸-乙丙橡胶-甲基丙烯酸甲酯多元共聚物中的至少一种。5.根据权利要求1所述的耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的耐刮擦剂的分子量为80-110万；所述的耐刮擦剂为二甲基硅橡胶。6.根据权利要求1所述的耐超低温、耐刮擦的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的其他助剂为热稳定剂、光稳定剂、润滑剂或颜料中的至少一种；所述的热稳定剂为酚类稳定剂、亚磷酸酯类稳定剂、硫代酯类稳定剂的复合物中的至少一种；所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂或紫外线吸收剂；所述的润滑剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂、硬脂酸复合酯或酰胺类化合物中的至少一种。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖华明，王扬利，郝垠龙，
申请(专利权)人：天津金发新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12