汽车内饰材用聚丙烯复合树脂组合物及发泡体的制造方法技术

本发明专利技术提供汽车内饰材用聚丙烯复合树脂组合物及发泡体的制造方法，该汽车内饰材用聚丙烯复合树脂组合物是耐冲击性和发泡性能优异的具有β‑结晶的聚丙烯树脂组合物，包含(a)0.1～0.3重量份的作为斜方晶系的矿物的叶蜡石(pyrophyllite)或粘土矿物群中包含膨胀性粘土矿物(蒙脱石，smectite)的微粒的矿物、(b)0.1～0.3重量份的β成核剂、和(c)20重量份以上的熔融指数10g/分钟～70g/分钟的聚丙烯。并且，汽车内饰材用聚丙烯复合树脂组合物的制造方法中，利用高浓缩母料来制造这样的组合物，提高成核剂和微粒矿物的分散，以少量的β成核剂均匀地控制发泡孔，从而低温冲击强度和刚性高。

【技术实现步骤摘要】
汽车内饰材用聚丙烯复合树脂组合物及发泡体的制造方法
本专利技术涉及耐冲击性能和发泡性能优异的聚丙烯(polypropylene)组合物及利用该组合物制造发泡体的方法，更详细而言，涉及包含通过诱导β-结晶从而注塑时发泡物制造容易且使低温冲击和机械物性特性大幅提高的聚丙烯的组合物及利用该组合物制造发泡体的方法。
技术介绍
为了应对逐步加强的燃油经济性以及二氧化碳排放量规定，所有汽车设计者都面临减少车辆重量的挑战。其中，就基于发泡的注塑成型部件而言，作为能够对汽车内外饰部件的轻量化带来革新的技术，例如，在门饰板的情况下，如果采用发泡技术，则能够实现约30％以上的轻量化，因此受到广泛关注。通过发泡成型工艺将超临界状态的二氧化碳或氮气与树脂混合而制成微细发泡状态的塑料从而成型的微发泡(MuCell)工艺或利用化学发泡剂的化学发泡技术是不仅能够实现制品的轻量化，而且能够实现塑料的流动性提高、锁模力及注塑压力的减小、低温成型、成型循环的缩短、成型品的收缩及扭曲改善等的技术。然而，为了表现出优异的机械物性，聚丙烯的发泡注塑物需要实现微米大小的发泡孔(微米孔(Microcell))或纳米孔(Nanocell)，但由于聚丙烯树脂的发泡性能的限制，因此技术上受到巨大挑战。这样的发泡性能低劣与在注塑成型过程中在熔融后将聚丙烯冷却时，聚丙烯通常会被诱导成单斜晶系α形态的结晶(α-form，α-crystals)有密切关系，且与在熔融状态下维持低强度也有密切关系。但是，聚丙烯除了α-结晶以外也会因成核剂的选择而形成六方晶系β形态的结晶(β-form，β-crystals)。这样的β-结晶能够带来改善的机械特性，尤其改善达2倍程度的冲击强度和提高的抗拉特性，β-结晶与α-结晶相比，会使聚丙烯的熔点降低10～15℃左右。就这样形成的利用β结晶的聚丙烯成型应用的实例而言，可以参照片材的热成型(Thermoform)工序。α-结晶的PP树脂的热成型是困难的。这是因为，热成型的工序温度与树脂的熔点相似，片材会突然发生刚性降低。如果稍微提高温度，则片材会在关闭模具前发生严重的下垂现象(sag)而无法成型，如果稍微降低温度，则片材的拉延(drawing)变难而发生严重的厚度偏差。然而，如果树脂中存在β-结晶，则会使熔点降低，能够与α-结晶一起扩大熔点的范围。利用β-结晶的低的成型温度和未熔融的α-结晶相，能够防止片材的下垂现象，且因β-结晶的拉延提高而能够制造具有均匀的厚度分布的片材。聚丙烯注塑工序中借助化学或超临界气体的聚丙烯的发泡由于树脂的低的熔体强度(meltstrength)而在表现均匀的微米孔方面成为问题。由于低熔体强度，因此闭孔(Closedcell)的比率低也是需要解决的课题。参照与此相关的以往技术的实例，欧洲公开专利第1479716号中公开了为了低熔体强度的提高而将由电子束进行了支化(branching)的高熔体强度聚丙烯混合的技术，美国注册专利第6066393号中公开了利用离聚物(Ionomer)的混合物的技术。这些以往技术虽然在发泡过程中因熔体强度的提高而能够改善孔的拉延，但树脂的熔融温度为α-结晶发生熔融的温度即窄的温度区间，因此不利于孔的形成，此外，在孔的拉延阶段，由于快速的强度降低，因而发泡孔只能在非常窄的区域生长，因此在发泡注塑工序中均匀的孔的形成或容易的控制是不可能的。而且，发泡后的注塑物因侧面冲击试验的失败而在安全性确保方面非常差。作为用于解决该问题的方法，需要将发泡孔均匀化以及将孔的大小微米化或纳米化，但这样的发泡孔的控制极大地受到树脂的熔体强度、结晶的形态、是否使用成核剂的影响。此外，以往欧洲注册专利第0177961号公开了通过使用β成核剂而能够诱导β-结晶。β-结晶可以通过少量添加β成核剂、比如作为redE3B而已知的喹吖啶酮颜料(quinacridonedye)来实现，但存在形成β-结晶时对工序条件敏感的缺点。作为二元有机酸盐的铝的醌茜盐(Aluminumsaltof6-quinazirinsulfonicacid)其他β-成核剂的实例，有美国专利第5231126号公开了由庚二酸、壬二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等二元酸与第2族金属(镁、钙、锶或钡)的氧化物、氢氧化物或酸盐的混合物构成的混合成分的成核剂，N-N-二环己基2-6-萘二羧基酰胺(N-N’-dicyclohexyl2-6-naphthalenedicarboximide)，但存在β-结晶的形成对树脂的分子量敏感或需要提高熔融温度的缺点。β-结晶的聚丙烯虽然具有提高的冲击性能和韧性(toughness)，但屈服应力和刚性(stiffness)比α-结晶的聚丙烯低。虽然可以进行用于改善其的复合化，尤其是添加微小的矿物或纳米大小的无机填充剂，但存在通过通常的混合工序难以进行纳米粒子的投入或分散的问题。此外，现有技术提供的β成核剂难以将β-结晶再现，存在对于将该β成核剂与聚丙烯熔融混合的过程中的熔融温度、剪切条件、配合时间等之类的参数反应敏感，β-结晶的量发生变化的缺点。因此，要求β-结晶的诱导容易且能够与冲击性能同时提高发泡性能的可应用于汽车内饰材部件的材料开发。现有技术文献专利文献专利文献1：欧洲公开专利第1479716号专利文献2：美国注册专利第6066393号专利文献3：欧洲注册专利第0177961号专利文献4：美国注册专利第5231126号
技术实现思路
所要解决的课题为了解决如上所述的问题，本专利技术人认识到如下事实：通过在聚丙烯系树脂中诱导β-结晶结构，从而能够使发泡注塑部件大幅提高冲击强度和机械物性特性。本专利技术的目的在于，提供聚丙烯树脂组合物和制造方法，该聚丙烯树脂组合物容易利用注塑工序来制造发泡部件，冲击强度及机械物性特性优异，从而能够应用于汽车内饰材的门饰板、顶棚、填料用途。本专利技术的另一目的在于，提供注塑发泡用聚丙烯的组合物，其通过利用高浓缩母料的制造方法使成核剂和微粒矿物的分散能力提高，以少量的β成核剂均匀地控制发泡孔，从而提高冲击强度和刚性。解决课题的方法以下，所谓nano是指1～1,000nm大小的纳米(nm)单位，所谓micro是指微米(μm)。本专利技术的聚丙烯的冲击强度和刚性的提高通过提供如下组合物来解决，所述组合物包含(a)作为斜方晶系的矿物的叶蜡石(pyrophyllite)或粘土矿物群中包含膨胀性粘土矿物(smectite)的微粒的矿物、(b)β成核剂、和(c)熔融指数为10g/分钟～70g/分钟的聚丙烯。这里，相对于100重量份的组合物，包含叶蜡石或粘土矿物的微粒的天然矿物优选为2～19.99重量份、成核剂优选为0.1～0.3重量份、熔融指数为10g/分钟～70g/分钟的聚丙烯为20重量份以上。这里，天然矿物包含具有1μm～5μm的质量平均粒径d50的微粒的组成物。并且，粘土矿物是将选自由蒙脱石、锂蒙脱石、皂石、蛭石组成的组中的一种或两种以上混合并进行有机化前处理而得。并且，这样的有机化前处理利用含有选自由叔铵、季铵、马来酸酯、琥珀酸酯、丙烯酸酯、苄基氢(BenzylicHydrogen)、二甲基二硬脂基铵和唑啉组成的组中的任一种以上的官能团的有机物进行前处理。本专利技术的成核剂包含选自γ-喹吖啶酮、δ-喹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车内饰材用聚丙烯复合树脂组合物，其为用于诱导聚丙烯的β‑结晶的组合物，相对于100重量份的组合物，包含2～19.99重量份的含有叶蜡石或粘土矿物的微粒的天然矿物、0.1～0.3重量份的成核剂、以及20重量份以上的熔融指数为10g/分钟～70g/分钟的聚丙烯。

【技术特征摘要】
2017.05.22 KR 10-2017-00628971.一种汽车内饰材用聚丙烯复合树脂组合物，其为用于诱导聚丙烯的β-结晶的组合物，相对于100重量份的组合物，包含2～19.99重量份的含有叶蜡石或粘土矿物的微粒的天然矿物、0.1～0.3重量份的成核剂、以及20重量份以上的熔融指数为10g/分钟～70g/分钟的聚丙烯。2.根据权利要求1所述的汽车内饰材用聚丙烯复合树脂组合物，所述天然矿物包含具有1μm～5μm的质量平均粒径d50的微粒的组成物。3.根据权利要求1或2所述的汽车内饰材用聚丙烯复合树脂组合物，其特征在于，所述粘土矿物是通过将选自由蒙脱石、锂蒙脱石、皂石、蛭石组成的组中的一种或两种以上混合并进行有机化前处理而成。4.根据权利要求3所述的汽车内饰材用聚丙烯复合树脂组合物，其特征在于，所述有机化前处理利用含有选自由叔铵、季铵、马来酸酯、琥珀酸酯、丙烯酸酯、苄基氢、二甲基二硬脂基铵和唑啉组成的组中的任一种以上官能团的有机物进行前处理。5.根据权利要求1所述的汽车内饰材用聚丙烯复合树脂组合物，其特征在于，所述成核剂包含选自γ-喹吖啶酮、δ-喹吖啶酮、喹吖啶酮醌、溶靛素及汽巴丁有机颜料、由二聚体铝酸盐改性的碳酸钙、硬脂酸钙与庚二酸的混合物、二元酸的钙盐及锌盐、辛二酸、壬二酸、邻苯二甲酸、间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈广珍，朴大琳，
申请(专利权)人：东原科技株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR