一种聚丙烯组合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法与应用，属于高分子材料技术领域。本发明专利技术的聚丙烯组合物包括下述重量份的制备原料：聚丙烯树脂40～80份，纳米蒙脱土1～7份，相容剂3～15份；所述相容剂为SEBS‑g‑GMA。本发明专利技术通过选用纳米蒙脱土与相容剂SEBS‑g‑GMA，将蒙脱土充分剥离和分散，并增强蒙脱土与聚丙烯基体的相容性，利用纳米蒙脱土实现聚丙烯/蒙脱土复合材料增强和增韧；本发明专利技术的聚丙烯组合物具有低密度(轻质)、高刚性和高韧性的特性，可用于制备汽车内外饰件，实现减重的目的。

Polypropylene composition, preparation method and application thereof

The invention relates to a polypropylene composition and a preparation method and application thereof, belonging to the technical field of polymer materials. The polypropylene composition of the invention includes the preparation materials of the following weight parts: 40~80 parts of polypropylene resin, 1~7 copies of nano montmorillonite and 3~15 copies of compatibilizer, and the compatibilizer is SEBS g GMA. By using nano montmorillonite and compatibilizer SEBS g GMA, the montmorillonite is fully stripped and dispersed, and the compatibility of montmorillonite and polypropylene matrix is enhanced. The nano montmorillonite is used to enhance and toughen the polypropylene / montmorillonite composite material. The polypropylene composite has low density (light weight), high rigidity and high strength. The characteristics of toughness can be used to make automobile interior and exterior decorations to achieve weight reduction purposes.

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯组合物及其制备方法与应用
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法与应用。
技术介绍
汽车轻量化是汽车工业发展的重要方向，要求使用轻质的材料。在保证材料性能不变的情况下，降低填料的添加量来降低材料的密度，是实现减重的主要方法。通常填料含量低时，材料的刚性低，如要保持材料性能不变，就需要采用高性能的纳米填料。二维层状结构的纳米蒙脱土(MMT)由于片层间可进行阳离子交换、插层及层间剥离成1nm厚片层的特性，已成为制备聚合物纳米复合材料的优良填料。CN1182192C先对蒙脱土进行离子交换反应，然后进行液相反应接枝改性的聚丙烯，得到聚丙烯/蒙脱土复合材料。该方法使用了液相反应，不利于工业大规模生产。CN104231319A依次采用十六烷基三甲基溴化铵、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、十八胺对蒙脱土进行改性，得到有机蒙脱土，然后将其与聚丙烯进行共混挤出，得到聚丙烯/蒙脱土复合材料。该方法工艺流程多，不利于工业生产。CN106366456A将丙烯酰胺改性的蒙脱土与聚丙烯进行熔融共混加工，利用丙烯酰胺与聚丙烯发生接枝反应，使蒙脱土剥离，得到聚丙烯/蒙脱土复合材料。该方法虽然工艺简单，但没加引发剂，仅利用剪切热，很难发生接枝反应，因此该方法制得的蒙脱土剥离程度并不高。然而，上述专利公开的聚丙烯/蒙脱土复合材料存在制备过程复杂和性能不足的缺陷。因此，本领域尚需开发一种制备简单且轻质高性能的聚丙烯复合材料，用于汽车内外饰件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种轻质高性能的聚丙烯组合物及其制备方法与应用。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种聚丙烯组合物，其包括下述重量份的制备原料：聚丙烯树脂40～80份，纳米蒙脱土1～7份，相容剂3～15份；所述相容剂为SEBS-g-GMA。上述SEBS-g-GMA即为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。本专利技术研究惊讶地发现，采用纳米蒙脱土为增强填料、SEBS-g-GMA为相容剂改性的聚丙烯具有低密度、高刚性和高韧性的特点。在双螺杆剪切作用下，相容剂插层到纳米蒙脱土层间，将蒙脱土剥离，同时SEBS-g-GMA中GMA上的环氧基团与蒙脱土上的羟基反应，SEBS-g-GMA中的SEBS与聚丙烯树脂具有更好的相容性，且SEBS-g-GMA中SEBS具有增韧作用，这样就既使得纳米蒙脱土很好的剥离分散，同时将与聚丙烯基体有很好的相容性，从而在低蒙脱土含量下，大幅度提高材料的刚性和韧性。作为本专利技术所述聚丙烯组合物的优选实施方式，所述纳米蒙脱土为3～6重量份，所述相容剂为5～10重量份。更优选地，所述纳米蒙脱土为4重量份，所述相容剂为8重量份。当蒙脱土含量低时，增刚效果差，模量低；当蒙脱土含量高时，材料的密度偏大，不利于产品的减重。而当相容剂含量太低时，对蒙脱土的改性程度较低，材料模量和冲击性能较差，当相容剂含量太高时，材料的模量较低。作为本专利技术所述聚丙烯组合物的优选实施方式，如下(a)～(c)中的至少一项：(a)所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂或均聚聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂的熔体质量流动速率(MFR)为10～60g/10min，所述熔体质量流动速率(MFR)是根据ISO1133使用2.16kg重量并在230℃的温度测量；(b)所述纳米蒙脱土为十六烷基三甲基溴化铵处理过的纳米蒙脱土，所述纳米蒙脱土的层间距为1～5nm，径厚比为100～500；(c)所述SEBS-g-GMA中GMA的接枝率为0.5％～1.5％；所述SEBS-g-GMA的熔体质量流动速率为5～10g/10min，所述熔体质量流动速率是根据ISO1133使用2.16kg重量并在230℃的温度测量。作为本专利技术所述聚丙烯组合物的优选实施方式，所述纳米蒙脱土的层间距为1～3nm，径厚比为150～300；所述SEBS-g-GMA中GMA的接枝率为0.8％～1.2％；更优选地，所述纳米蒙脱土的层间距为1.5nm，径厚比为200；所述SEBS-g-GMA中GMA的接枝率为1.0％。当蒙脱土层间距较小时，蒙脱土剥离分散程度低，材料的模量和冲击性能均较差。蒙脱土层间距较大时，需要较多的相容剂，而相容剂较多会使得模量降低。当径厚比较小时，材料模量较低，当径厚比较大时，蒙脱土易被剪断而产生大小不一的脆片，使得材料模量和冲击降低。SEBS-g-GMA中GMA的接枝率较低时，蒙脱土剥离和分散的程度低，聚丙烯组合物的模量和冲击均较差，当SEBS-g-GMA中GMA的接枝率较高时，聚丙烯组合物粘度增大，难以加工。本专利技术中，在230℃，2.16Kg负荷下，SEBS-g-GMA的熔体质量流动速率(MFR)优选为5～10g/10min，当MFR较低时，SEBS-g-GMA难插层进入蒙脱土层间，蒙脱土分散程度低，聚丙烯组合物性能较差；当MFR较高时，聚丙烯组合物的粘度较低，也不利于蒙脱土的剥离和分散，聚丙烯组合物性能较低。作为本专利技术所述聚丙烯组合物的优选实施方式，所述聚丙烯组合物还包括下述重量份的组分：增韧剂10～30份，颜料0.5～2份，助剂0.2～2份。作为本专利技术所述聚丙烯组合物的优选实施方式，所述增韧剂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少一种，所述增韧剂的密度为0.85～0.9g/cm3，熔体质量流动速率(MFR)为0.3～3g/10min，所述熔体质量流动速率(MFR)是根据ISO1133使用2.16kg重量并在230℃的温度测量；所述颜料为炭黑；所述助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂中的至少一种。作为本专利技术所述聚丙烯组合物的优选实施方式，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；更优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂3114、抗氧剂168、抗氧剂RCPEP36中的至少一种。作为本专利技术所述聚丙烯组合物的优选实施方式，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；更优选地，所述光稳定剂为光稳定剂UV-3808PP5、光稳定剂LA-402XP、光稳定剂LA-402AF中的至少一种。作为本专利技术所述聚丙烯组合物的优选实施方式，所述润滑剂为硅酮类润滑剂、酯类润滑剂、酰胺类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、脂肪酸类润滑剂中的至少一种；更优选地，所述脂肪酸类润滑剂为硬脂酸类润滑剂。第二方面，本专利技术还提供了上述聚丙烯组合物的制备方法，其包括以下步骤：称取聚丙烯树脂、纳米蒙脱土、相容剂、增韧剂、颜料和助剂，混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，熔融混炼的温度为170～220℃，螺杆的转速为350～450转/分，挤出造粒，得到所述聚丙烯组合物。第三方面，本专利技术还提供了一种车内外饰件，其含有上述聚丙烯组合物。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1)本专利技术通过选用纳米蒙脱土与相容剂SEBS-g-GMA，将蒙脱土充分剥离和分散，并增强蒙脱土与聚丙烯基体的相容性，实现聚丙烯/蒙脱土复合材料增强和增韧。2)本专利技术的聚丙烯组合物具有低密度(轻质)、高刚性和高韧性的特性。3)本专利技术的聚丙烯组合物可用于制备汽车内外饰件，实现减重的目的。具体实施方式为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。下述实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯组合物，其特征在于，包括下述重量份的制备原料：聚丙烯树脂40～80份，纳米蒙脱土1～7份，相容剂3～15份；所述相容剂为SEBS‑g‑GMA。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯组合物，其特征在于，包括下述重量份的制备原料：聚丙烯树脂40～80份，纳米蒙脱土1～7份，相容剂3～15份；所述相容剂为SEBS-g-GMA。2.如权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述纳米蒙脱土为3～6重量份，所述相容剂为5～10重量份。3.如权利要求2所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述纳米蒙脱土为4重量份，所述相容剂为8重量份。4.如权利要求1～3任一项所述的聚丙烯组合物，其特征在于，如下(a)～(c)中的至少一项：(a)所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂或均聚聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂的熔体质量流动速率为10～60g/10min，所述熔体质量流动速率是根据ISO1133使用2.16kg重量并在230℃的温度测量；(b)所述纳米蒙脱土为十六烷基三甲基溴化铵处理过的纳米蒙脱土，所述纳米蒙脱土的层间距为1～5nm，径厚比为100～500；(c)所述SEBS-g-GMA中GMA的接枝率为0.5％～1.5％；所述SEBS-g-GMA的熔体质量流动速率为5～10g/10min，所述熔体质量流动速率是根据ISO1133使用2.16kg重量并在230℃的温度测量。5.如权利要求4所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述纳米蒙脱土的层间距为1～3nm，径厚比为15...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗忠富，雷亮，苏娟霞，孙刚，谢正瑞，李晟，杨波，王大中，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，上海金发科技发展有限公司，天津金发新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44