轻量纤维增强聚丙烯组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种重量减轻并维持力学性能的新型纤维增强聚丙烯组合物，以及由其形成的制品。

Light weight fiber reinforced polypropylene composite

The invention relates to a novel fiber reinforced polypropylene composition with weight reduction and mechanical properties maintenance, and a product formed therefrom.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轻量纤维增强聚丙烯组合物
本专利技术涉及一种重量减轻并维持力学性能的新型纤维增强聚丙烯组合物，以及由其形成的制品。本专利技术还涉及由所述纤维增强聚丙烯组合物形成的发泡制品。
技术介绍
聚丙烯是一种广泛用于各个
的材料，并且增强聚丙烯特别是在以前完全依靠非聚合物材料(特别是金属)的领域中已经获得相关性。增强聚丙烯的一个特别的例子是玻璃纤维增强聚丙烯。这种材料通过选择聚丙烯的类型、玻璃纤维的量，有时通过选择所使用的偶联剂的类型能够对组合物的性能进行调节。因此，如今，玻璃纤维增强聚丙烯是对于需要高刚度、高耐热挠曲性和既需要高抗冲击性又需要高抗动态断裂载荷性的应用(示例包含发动机室中具有承载功能的汽车部件，用于聚合物车身板件、洗衣机和洗碗机的支承件)良好定制的材料。然而，在本领域中仍然需要减轻重量和复杂性。由于减少碳排放的立法要求和对经济型发动机的需求，因此在汽车工业中特别感兴趣的是验证各种轻量化可能性。感兴趣的潜在领域包括通过例如利用化学发泡或物理发泡来减轻相关部件的重量。另一方面，用较轻的来源来替代“高密度材料”在本领域中也引起了很大的兴趣。“玻璃泡”，也常称为“空心玻璃微球”、“玻璃微泡”、“空心玻璃微珠”，在工业上被广泛用作聚合物组合物的添加剂。在许多工业中，玻璃泡对于降低聚合物组合物的重量和改善聚合物组合物的加工和流动性能是有用的。例如，US7365144B2公开了聚丙烯组合物，其包括50至80重量％的聚丙烯、6至30重量％的滑石、10至30重量％的橡胶、3至15重量％的玻璃泡和0.5至7重量％的顺丁烯二酸酐聚丙烯。WO2006/055612A1描述了含有聚合物基体、嵌段共聚物和具有硅烷基表面处理的微球的聚合物组合物。WO2015/103099A1公开了由聚烯烃、空心玻璃微球、化学非交联且不含有极性官能团的聚烯烃抗冲改性剂和增容剂组成的组合物。使用玻璃泡作为聚丙烯的填料的缺点是这会导致由于碰撞试验要求在汽车工业中非常重要的致密注塑部件的力学性能(特别是冲击相关性能)的损失。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是开发具有显著降低的重量并保持力学性能，特别是保持抗快速冲击性的组合物。本专利技术的发现是通过聚丙烯基体中的与填料和极性改性聚丙烯的组合的实施方案来实现的目的。因此，本专利技术涉及一种纤维增强聚合物组合物，包括(a)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的10至85重量％的聚丙烯(PP)，(b)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的12.5至53重量％的填料(F)，(c)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的2至12重量％的玻璃泡(GB)，和(d)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的0.5至5重量％的作为偶联剂的极性改性聚丙烯(PMP)。本专利技术的另一方面涉及一种包括如本文所限定的纤维增强聚合物组合物的制品。优选地，该制品是成型制品，更优选为注射成型制品或发泡制品。令人惊讶地发现，通过在纤维增强聚合物组合物中包含玻璃泡，在维持穿刺冲击性能水平的情况下实现了材料重量的显著降低。此外，与不具有玻璃泡的发泡制品相比，包括如本文所限定的纤维增强聚合物组合物的发泡制品显示出令人惊讶地改进的力学性能。具体实施方式下面更加详细地限定本专利技术。纤维增强聚合物组合物必要的是根据本专利技术的纤维增强聚合物组合物包括聚丙烯(PP)、填料(F)、玻璃泡(GB)和作为偶联剂的极性改性聚丙烯(PMP)。因此，纤维增强聚合物组合物包括(a)基于纤维增强聚合物组合物的总重量的10至85重量％，优选30至85重量％，更优选40至75重量％，最优选45至70重量％的聚丙烯(PP)，(b)基于纤维增强聚合物组合物的总重量的12.5至53重量％，优选15至50重量％，更优选20至50重量％，最优选25至40重量％的填料(F)，(c)基于纤维增强聚合物组合物的总重量的2至12重量％，优选2至10重量％，更优选3至10重量％的玻璃泡(GB)，和(d)基于纤维增强聚合物组合物的总重量的0.5至5.0重量％，优选0.5至4.0重量％，更优选0.8至3.5重量％，最优选1.0至3.0重量％的作为偶联剂的极性改性聚丙烯(PMP)。此外，纤维增强聚合物组合物可以进一步包括基于纤维增强聚合物组合物的总重量的达20重量％的弹性体聚合物抗冲改性剂(IM)。优选地，弹性体聚合物抗冲改性剂(IM)可以选自C2C3、C2C4、C2C8抗冲改性剂的组。最优选地，抗冲改性剂(H)选自C2C8抗冲改性剂的组。可商购获得的弹性体聚合物抗冲改性剂(IM)的示例为以等商标销售的那些。因此，根据本专利技术的一个实施方案，纤维增强聚合物组合物包括(a)基于纤维增强聚合物组合物的总重量的30至85重量％，更优选40至75重量％，最优选45至70重量％的聚丙烯(PP)，(b)12.5至53重量％，优选15至50重量％，更优选20至50重量％，最优选25至40重量％的基于纤维增强聚合物组合物的总重量的填料(F)，(c)基于纤维增强聚合物组合物的总重量的2至12重量％，优选2至10重量％，更优选3至10重量％的玻璃泡(GB)，和(d)基于纤维增强聚合物组合物的总重量的0.5至5.0重量％，优选0.5至4.0重量％，更优选0.8至3.5重量％，最优选1.0至3.0重量％的作为偶联剂的极性改性聚丙烯(PMP)。(e)基于纤维增强聚合物组合物的总重量的达20重量％，优选达18重量％，更优选达15重量％的弹性体聚合物抗冲改性剂(IM)。此外，纤维增强聚合物组合物可以包括至少一种添加剂。术语“添加剂”还涵盖作为含有聚合物载体材料的母料提供的添加剂。典型的添加剂是除酸剂、抗氧化剂(例如，酚类抗氧化剂(AO)和受阻胺光稳定剂(HALS))、着色剂、颜料(例如，炭黑或TiO2)、抗划剂、分散剂和载体。术语“至少一种”添加剂在本专利技术的含义中是指添加剂包括一种或多种添加剂，优选地由一种或多种添加剂组成。在本专利技术的一个实施方案中，至少一种添加剂包括一种添加剂，优选地由一种添加剂组成。可选地，至少一种添加剂包括两种或更多种添加剂的混合物，优选地由两种或更多种添加剂的混合物组成。例如，至少一种抗氧化剂包括两种或三种抗氧化剂的混合物，优选地由两种或三种抗氧化剂的混合物组成。优选地，至少一种添加剂包括两种或更多种添加剂的混合物，更优选地由两种或更多种添加剂的混合物组成。在优选的实施方案中，纤维增强聚合物组合物还含有α-成核剂。因此，成核剂优选地选自由以下物质组成的组：(i)一元羧酸的盐和多元羧酸的盐，例如苯甲酸钠或叔丁基苯甲酸铝，和(ii)二亚苄基山梨(糖)醇(例如，1,3:2,4二亚苄基山梨(糖)醇)和C1-C8烷基取代的二亚苄基山梨(糖)醇衍生物，例如，甲基二亚苄基山梨(糖)醇、乙基二亚苄基山梨(糖)醇或二甲基二亚苄基山梨(糖)醇(例如，1,3:2,4-二(甲基亚苄基)山梨(糖)醇)，或取代的诺尼醇(nonitol)衍生物，例如1,2,3-三脱氧-4,6:5,7-双-O-[(4-丙基苯基)亚甲基]-诺尼醇，和(iii)磷酸二酯的盐，例如，2,2’-亚甲基双(4,6,-二叔丁基苯基)磷酸钠或双[2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸]羟基铝，和(iv)乙烯基环烷烃聚合物和乙烯基烷烃聚合物，和(v)其混合物。该添加剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维增强聚合物组合物，包括(a)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的10至85重量％的聚丙烯(PP)，(b)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的12.5至53重量％的填料(F)，(c)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的2至12重量％的玻璃泡(GB)，和(d)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的0.5至5重量％的作为偶联剂的极性改性聚丙烯(PMP)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.23 EP 15202256.21.一种纤维增强聚合物组合物，包括(a)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的10至85重量％的聚丙烯(PP)，(b)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的12.5至53重量％的填料(F)，(c)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的2至12重量％的玻璃泡(GB)，和(d)基于所述纤维增强聚合物组合物的总重量的0.5至5重量％的作为偶联剂的极性改性聚丙烯(PMP)。2.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中所述聚丙烯(PP)包括丙烯均聚物(H-PP)和/或丙烯共聚物(C-PP)。3.根据权利要求1或2所述的纤维增强聚合物组合物，其中所述聚丙烯(PP)包括多相丙烯共聚物(HECO)，所述多相丙烯共聚物(HECO)包括(a)聚丙烯基体(M)，所述聚丙烯基体(M)为丙烯均聚物或丙烯共聚物，和(b)弹性体丙烯共聚物(E)，所述弹性体丙烯共聚物(E)包括衍生自丙烯和乙烯和/或C4至C20α-烯烃的单元。4.根据权利要求3所述的纤维增强聚合物组合物，其中所述多相丙烯共聚物(HECO)具有(a)在1.0至50g/10min范围内的根据ISO1133测量的熔体流动速率MFR2(...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔布雷希特·迪克斯，安娜·哈特尔，弗朗茨·米特，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT