冲击改性聚烯烃组合物制造技术

本发明专利技术提供了显示刚性和韧性的聚烯烃组合物。根据本发明专利技术的聚烯烃组合物包括聚烯烃均聚物如聚丙烯和冲击改性流体，所述冲击改性流体包括非离子表面活性剂和任选稀释剂如矿物油。非离子表面活性剂可以是乙氧基化山梨聚糖脂肪酸酯如乙氧基化山梨聚糖三油酸酯。根据本发明专利技术形成的未填充冲击改性聚丙烯均聚物优选显示出的Ｇａｒｄｎｅｒ冲击强度为至少１００ｉｎ－ｌｂｓ、挠曲模量为至少４０ｋｐｓｉ和拉伸模量为至少６０ｋｐｓｉ。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚烯烃组合物，并且更具体地说，涉及包括冲击改性流体的聚烯烃组合物。
技术介绍
在许多应用中，可以采用低成本商品树脂如聚丙烯均聚物，通过向商品树脂中加入各种填料和/或增强材料，来代替相对昂贵的工程树脂如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。众所周知向商品树脂如聚丙烯均聚物中加入上述填料趋于提高材料的刚性，但也趋于降低材料的冲击强度。刚性和韧性之间的折衷在含填料且增强的聚烯烃的领域中是公知的。现有技术使用各种方法提高聚烯烃的冲击强度。有时将聚丙烯均聚物与约30％重量或更多的一种或多种通常使用茂金属催化剂形成的橡胶状共聚物共混，所述橡胶状共聚物包含至少一种α烯烃，如乙烯和丙烯或乙烯和辛烯。聚烯烃均聚物和橡胶状共聚物的共混物显示出比单独的聚烯烃均聚物更高的加德纳(Gardner)冲击强度，但存在挠曲模量的明显损失。此外，由于橡胶状共聚物较贵并大量使用，这种冲击改性的方法使材料增加了相当大的成本。冲击改性的另一种现有技术的方法是向熔融的聚丙烯中加入约20％重量含量的碳酸钙。采用这种方法改性的聚丙烯可获得达100in-lbs的Gardner冲击强度值，同时保持约250kpsi的挠曲模量。向聚丙烯中加入玻璃纤维可将材料的挠曲模量提高到约550kpsi，但材料的Gardner冲击强度仅为约10in-lbs。尽管这种冲击改性的方法没有使用橡胶状共聚物贵，但使用碳酸钙和/或玻璃纤维改性聚丙烯的冲击强度均提高了材料的密度，并因此提高了模压零件的重量，这在许多应用如汽车和包装应用中是不希望有的。专利技术概述本专利技术提供了显示出刚性和韧性的聚烯烃组合物。根据本专利技术的冲击改性聚烯烃组合物包括聚烯烃，例如聚丙烯均聚物，和冲击改性流体，所述冲击改性流体包含非离子表面活性剂和，任选地，还有稀释剂。根据本专利技术的冲击改性商品级聚丙烯均聚物优选显示出23℃下的Gardner冲击强度为至少100in-lbs(ASTM D 5420)、挠曲模量为至少150kpsi(ASTM D 790)，且拉伸模量为至少150kpsi(ASTM D 638)。根据本专利技术的冲击改性聚烯烃组合物可代替较贵的工程树脂用在包括例如汽车零件的生产的各种应用中。根据本专利技术的冲击改性流体不像常规填料如碳酸钙和玻璃纤维那样明显提高聚烯烃组合物的密度，并因此可用于形成重量少于常规冲击改性模压零件的模压零件。此后，更充分地描述本专利技术的上述和其它特征并在权利要求中具体指出，以下说明书详细阐述了本专利技术的某些说明性实施方案，但是，这些实施方案仅显示出使用本专利技术的原理的一些不同方式。附图简述附图说明图1表示根据本专利技术的挤出机装置的侧视图。图2表示根据本专利技术通过使用各种冲击改性流体所提供的刚性-冲击强度平衡。图3表示与0到8％的非离子表面活性剂和/或矿物油共混的聚丙烯均聚物的刚性等高线。图4表示与0到8％的非离子表面活性剂和/或矿物油共混的聚丙烯均聚物的Gardner冲击强度等高线。图5表示实施例6中的样品的挠曲强度的柱状图。图6表示实施例6中的样品的抗张强度的柱状图。图7表示实施例6中的样品在264psi下以℃计的HDT的柱状图。图8表示实施例6中的样品在230℃下以g/10min计的MFI的柱状图。专利技术详述本专利技术中可使用任一种聚烯烃均聚物。适合的聚烯烃均聚物包括，但不限于，聚乙烯和聚丙烯。本专利技术最优选商品级聚丙烯均聚物。聚丙烯均聚物通常以全同立构形式出售，但也可使用其它形式(如间规立构)。聚烯烃组合物可另外包括少量其它聚合物，所述其它聚合物包括，例如α烯烃如丙烯和乙烯或乙烯和辛烯的橡胶状共聚物。如本文和附加的权利要求中所用，术语“少量”意思是少于15％重量。本专利技术中所用的聚烯烃组合物的熔体流动指数(“MFI”)优选为约0.5g/10min到约30g/10min，且更优选约1.0g/10min到约14g/10min。相反，聚合物的熔体流动指数通常与其分子量成反比。因此，尽管这种关系非线性，分子量越高，熔体流动指数也较低。与较高熔体流动指数的聚烯烃均聚物(如，12MFI的聚丙烯均聚物)相比，在较低熔体流动指数的聚烯烃均聚物(如，4MFI的聚丙烯均聚物)中观察到在冲击强度方面较大的改善。冲击改性流体包括非离子表面活性剂和任选稀释剂。非离子表面活性剂优选包括脂肪酸尾部和极性头部，且最优选一些类型的环结构。稀释剂优选为矿物油和/或聚丁烯。用于本专利技术的适合的非离子表面活性剂的特定实例包括乙氧基化醚类(如，分别作为BRIJ 35和BRIJ 97购自ICI Americas，Inc.的聚氧乙烯(23)月桂基醚和聚氧乙烯(10)油烯基醚)、乙氧基化烷基酚类(如，作为SURFONICN-60购自Huntsman Petroleum Corporation的壬基苯酚乙氧基化物和作为TRITON X-100购自Dow Surfactants的聚氧乙烯辛基苯酚醚)、乙氧基化芳基酚类(如，作为SOPROPHOR 3D33购自Rhodia Chemical的乙氧基化多芳基苯酚磷酸酯)和在多种商品名的名义下以各种类型购自多个制造商的乙氧基化山梨聚糖脂肪酸酯类(如，聚氧乙烯山梨聚糖单月桂酸酯，其作为TWEEN20购自Uniqema division of ICI Americas，Inc.、作为T-MAZ 20购自BASFCorporation和作为POLISORBAC 20购自Specialty Industrial Products，Inc.；聚氧乙烯山梨聚糖单棕榈酸酯，其作为TWEEN 40购自Uniqema division ofICI Americas，Inc.和作为POLISORBAC 40购自Specialty Industrial Products，Inc.；聚氧乙烯山梨聚糖单硬脂酸酯，其作为TWEEN 60购自Uniqema divisionof ICI Americas，Inc.和作为POLISORBAC 60购自Specialty IndustrialProducts，Inc.；聚氧乙烯山梨聚糖三硬脂酸酯，其作为TWEEN 65购自Uniqema division of ICI Americas，Inc.、作为T-MAZ 65购自BASF Corporation和作为POLISORBAC 65购自Specialty Industrial Products，Inc.；聚氧乙烯山梨聚糖单油酸酯，其作为TWEEN 80购自Uniqema division of ICI Americas，Inc.、作为T-MAZ 80购自BASF Corporation和作为POLISORBAC 80购自Specialty Industrial Products，Inc.；和聚氧乙烯山梨聚糖三油酸酯，其作为TWEEN 85购自Uniqema division of ICI Americas，Inc.、作为T-MAZ 85购自BASF Corporation和作为POLISORBAC 85购自Specialty Industrial Products，Inc.)。考虑到诸如性能和成本的因素，目前最优选将乙氧基化山梨聚糖脂肪酸酯用于本专利技术中，所述乙氧基化山梨聚糖脂肪酸酯通常经山梨糖醇与一分子或三分子的脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冲击改性聚烯烃组合物，包括聚烯烃均聚物树脂和冲击改性流体，所述冲击改性流体包括非离子表面活性剂和任选选自矿物油和聚丁烯的稀释剂，其中冲击改性聚烯烃组合物具有的Ｇａｒｄｎｅｒ冲击强度为１００ｉｎ－ｌｂｓ或更多，根据ＡＳＴＭＤ５４２０所测。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安M帕内克，安娜C安德鲁斯，哈勒艾罗姆科伊歇尔，保罗J德弗朗科，罗伯特J奥帕乌科，
申请(专利权)人：费罗公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]