一种低散发耐刮擦改性聚丙烯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种低散发耐刮擦改性聚丙烯及其制备方法和应用。主要原料组成为：聚丙烯、增溶剂、填料、弹性体、改性耐刮擦剂、抗氧剂、润滑剂、色母粒。本发明专利技术制备的改性耐刮擦剂引入的接枝单体与增溶剂有较好的相容性，使得耐刮擦剂由基体中迁移到材料表面后不会散发到空气中，而且引入的接枝单体使耐刮擦剂在材料表面分布的更加均匀，从而可以减少耐刮擦剂的用量，避免材料表面发粘，此外，耐刮擦剂中的碳碳双键被取代，使得耐刮擦剂的耐候性能提高，也降低了因降解对雾化值的影响。所制备的改性聚丙烯具有耐刮擦、低雾化值、低表面发粘的特点，可应用于汽车内试件、汽车外饰件、家电外壳等。

A low emission and scratch resistant modified polypropylene and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种低散发耐刮擦改性聚丙烯及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子材料加工领域，尤其涉及一种低散发耐刮擦改性聚丙烯及其制备方法和应用。
技术介绍
作为通用热塑性塑料聚丙烯因其无毒、价格低廉、相对密度小、耐化学腐蚀、强度高、易于回收利用等优点，广泛应用于家用电器、汽车零部件、日常用品等领域。但是聚丙烯存在耐磨耐刮擦性差，尤其是加入填料改性后其耐刮擦性能进一步降低，极大的限制了聚丙烯改性材料在汽车内外饰、家电外壳等领域的应用。目前常用的提高改性聚丙烯耐刮擦性的方法是加入耐刮擦剂，耐刮擦剂主要有硅酮类、酰胺类，硅酮类耐刮擦剂，存在添加量大，成本高，性能降低明显的缺点，酰胺类耐刮擦剂尽量添加量低、对性能影响不明显，但是存在容易导致材料表面发粘、雾化值升高的缺点。专利CN109651711A公开了低气味抗应力发白耐刮擦矿物填充聚丙烯材料及其制备方法，以聚丙烯、增韧剂、矿物填料、聚乙烯、耐刮擦剂、微孔硅酸镁、稳定剂、芥酸酰胺、色粉为原料，利用酰胺类和硅酮类耐刮擦剂提供材料的耐刮擦性能，利用微孔硅酸镁吸附小分子，降低产品气味。虽然该专利报道的方法可以解决改性聚丙烯材料的耐刮擦性能，且由于吸附剂的存在材料的气味有一定程度的降低，但是该专利报道的方法并未解决使用酰胺类耐刮擦剂材料表面发粘和由此导致的雾化值问题，也未能解决酰胺类耐刮擦剂碳碳双键容易老化降解的问题。专利CN102399392A公开了一种耐擦伤聚丙烯组合物及其制备方法，以聚丙烯、耐刮擦剂共混得到耐刮擦性能良好的聚丙烯材料，但是其使用的耐刮擦剂用量大0.3％～8％，同时并未解决酰胺类耐刮擦剂的散发、材料表面发粘的问题。专利CN109851907A公开了一种高抗噪耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，以聚丙烯、增韧剂、纳米二氧化硅、纳米碳酸氢钠、耐刮擦剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂共混得到高抗噪耐刮擦聚丙烯复合材料，以硅酮母粒为耐刮擦剂，用量为0.8％～2％，用量大，成本高，且对性能影响明显。尽管上述报道的专利文件可制备出具有一定耐刮擦性能的改性聚丙烯材料，但是未解决酰胺类耐刮擦剂的散发性、高雾化值，以及耐刮擦剂迁移到材料表面导致材料表面发粘和长时间后耐刮擦性能下降的问题，或未解决耐刮擦剂用量高，对性能影响明显，成本高推广难的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低散发耐刮擦改性聚丙烯。采用的改性耐刮擦剂不易散发、分子量高，与聚合物基体相容性好。改性耐刮擦剂引入的接枝单体与增溶剂较好的相容性，以及接枝单体的引入使耐刮擦剂的分子量提高，使得耐刮擦剂由基体中迁移到材料表面后不会散发到空气中，且高温下也不易散发到空气中，因此改性聚丙烯的雾化值降低明显；引入的接枝单体使耐刮擦剂在材料表面分布的更加均匀，从而可以减少耐刮擦剂的用量，同时常温下材料内部的耐刮擦剂迁移到表面变得艰难，避免材料表面发粘；此外，由于耐刮擦剂中的碳碳双键被取代，使得耐刮擦剂的耐候性能提高，进一步降低了因降解对雾化值的影响；最后由于耐刮擦剂在材料表面均匀分布，制得的改性聚丙烯具有优异的耐刮擦性能。为实现以上专利技术目的和达到上述技术效果，本专利技术的技术方案如下：一种低散发耐刮擦改性聚丙烯，所述改性聚丙烯包含以下组分：S1、聚丙烯，40％～90％，优选55％～85％；S2、增溶剂，0.5％～5％，优选1％～3％；S3、填料，2％～30％，优选5％～20％；S4、弹性体，2％～25％，优选5％～20％；S5、改性耐刮擦剂0.2％～1.0％，优选0.3％～0.8％；S6、助剂包，含润滑剂0.01％～2％，优选0.2％～1％，抗氧剂0.1％～2％，优选0.2％～1％，色母粒0.5％～2％，优选0.8％～1.2％；其中，所述改性耐刮擦剂是聚合接枝单体和多官能度扩链剂改性的耐刮擦剂；以上组分的比例以改性聚丙烯材料总质量计。本专利技术中，所述原料聚丙烯为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯；优选的，所述聚丙烯熔融指数为1-100，优选3～60。本专利技术中，所述增溶剂为聚丙烯接枝马来酸酐和/或乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE接枝马来酸酐)。本专利技术中，所述填料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母和晶须中的一种或多种。本专利技术中，所述弹性体为三元乙丙橡胶、乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)中的一种或多种。本专利技术中，所述改性耐刮擦剂通过如下组分制备：S5-1、耐刮擦剂；S5-2、接枝单体，所述接枝单体所含巯基的摩尔量为耐刮擦剂中碳碳双键摩尔量的50％～100％，优选60％～80％；S5-3、光引发剂，所述光引发剂摩尔量为接枝单体摩尔量的1％～10％，优选2％～6％；S5-4、多官能度扩链剂，所述扩链剂所含巯基的摩尔量为接枝单体摩尔量的50％～100％，优选60％～80％。本专利技术中，所述S5-1选自油酸酰胺和/或芥酸酰胺。本专利技术中，所述S5-2选自3-巯基苯甲酸、4-巯基苯甲酸和12-巯基十二酸中的一种或多种。本专利技术中，所述S5-3选自2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)和/或二苯甲酮。本专利技术中，所述S5-4为四巯基苯。本专利技术中，所述助剂包中的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、白油和石蜡油中的一种或多种。本专利技术中，所述助剂包中的抗氧剂为1010、1076、168和626中的一种或多种。本专利技术的另一目的在于提供一种制备所述低散发耐刮擦改性聚丙烯的方法。一种制备所述低散发耐刮擦改性聚丙烯的方法，所述方法包含以下步骤：(1)将耐刮擦剂、接枝单体、光引发剂和溶剂混合后紫外照射反应，加入扩链剂，反应完成后，经干燥、洗涤、过滤，烘干，得到改性耐刮擦剂；(2)将改性耐刮擦剂与聚丙烯、增溶剂、弹性体、抗氧剂、润滑剂、色母粒混合；(3)将(2)中的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口加入，另加入填料，挤出造粒，制得所述改性聚丙烯。本专利技术中，步骤(1)中所述溶剂用量为耐刮擦剂、接枝单体和光引发剂质量之和的10～85倍。本专利技术中，步骤(1)所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。本专利技术中，步骤(1)所述混合温度为10～40℃，优选20～35℃。本专利技术中，步骤(1)所述紫外光源采用紫外灯，紫外光波长为200～360nm，优选250～350nm。本专利技术中，步骤(1)所述紫外灯下进行反应的时间为10～30min，优选15～25min，温度为10～40℃，优选20～35℃；本专利技术中，步骤(1)所述加入扩链剂后的反应时间为5～20min，优选10～15min。本专利技术中，步骤(2)的混合时间为5～10min；转速为20～100rpm；温度为10～40℃。本专利技术中，步骤(3)的螺杆温度180-230℃，优选190-220℃；转速为200-900rpm，优选300-700rpm。本专利技术的又一目的在于提供一种低散发耐刮擦改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低散发耐刮擦改性聚丙烯，其特征在于，所述改性聚丙烯包含以下组分：/nS1、聚丙烯，40％～90％，优选55％～85％；/nS2、增溶剂，0.5％～5％，优选1％～3％；/nS3、填料，2％～30％，优选5％～20％；/nS4、弹性体，2％～25％，优选5％～20％；/nS5、改性耐刮擦剂0.2％～1.0％，优选0.3％～0.8％；/nS6、助剂包，含润滑剂0.01％～2％，优选0.2％～1％，抗氧剂0.1％～2％，优选0.2％～1％，色母粒0.5％～2％，优选0.8％～1.2％；/n其中，所述改性耐刮擦剂是聚合接枝单体和多官能度扩链剂改性的耐刮擦剂；以上组分的比例以改性聚丙烯材料总质量计。/n

【技术特征摘要】
1.一种低散发耐刮擦改性聚丙烯，其特征在于，所述改性聚丙烯包含以下组分：
S1、聚丙烯，40％～90％，优选55％～85％；
S2、增溶剂，0.5％～5％，优选1％～3％；
S3、填料，2％～30％，优选5％～20％；
S4、弹性体，2％～25％，优选5％～20％；
S5、改性耐刮擦剂0.2％～1.0％，优选0.3％～0.8％；
S6、助剂包，含润滑剂0.01％～2％，优选0.2％～1％，抗氧剂0.1％～2％，优选0.2％～1％，色母粒0.5％～2％，优选0.8％～1.2％；
其中，所述改性耐刮擦剂是聚合接枝单体和多官能度扩链剂改性的耐刮擦剂；以上组分的比例以改性聚丙烯材料总质量计。


2.根据权利要求1所述的改性聚丙烯，其特征在于，所述原料聚丙烯为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯；
优选的，所述聚丙烯熔融指数为1-100，优选3～60。


3.根据权利要求1或2所述的改性聚丙烯，其特征在于，所述增溶剂为聚丙烯接枝马来酸酐和/或乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的改性聚丙烯，其特征在于，所述填料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母和晶须中的一种或多种。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的改性聚丙烯，其特征在于，所述弹性体为三元乙丙橡胶、乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或多种。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的改性聚丙烯，其特征在于，所述改性耐刮擦剂通过如下组分制备：
S5-1、耐刮擦剂；
S5-2、接枝单体，所述接枝单体所含巯基的摩尔量为耐刮擦剂中碳碳双键摩尔量的50％～100％，优选60％～80％；
S5-3、光引发剂，所述光引发剂摩尔量为接枝单体摩尔量的1％～10％，优选2％～6％；
S5-4、多官能度扩链剂，所述扩链剂所含巯基的摩尔量为接枝单体摩尔量的50％～100％，优选60％～80％。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的聚丙烯，其特征在于，所述S5-1选自油酸酰胺和/或芥酸酰胺；
和/或，所述S5-2选自3-巯基苯甲酸、4-巯基苯甲酸和12-巯...

【专利技术属性】
技术研发人员：花月庆，顾永江，王绍杰，
申请(专利权)人：万华化学宁波有限公司，万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33