一种高耐热聚丙烯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种高耐热聚丙烯材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的聚丙烯材料包括按照如下重量份计算的组分：45～85份嵌段共聚聚丙烯，5～25份无机耐热填料，10～30份特殊添加剂，0～0.8份其它添加剂，所述特殊添加剂为mLLDPE

【技术实现步骤摘要】
一种高耐热聚丙烯材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料改性领域，具体涉及一种高耐热聚丙烯材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯以密度小、性价比高，具有优异的耐热性能、刚性、耐化学药品腐蚀性，易于加工成型和回收等特性在汽车上得到广泛的应用，成为汽车用塑料中用量最大、发展速度最快的品种。但是在不同的应用场景下，对聚丙烯材料的不同性能提出了更高的要求。
[0003]例如，汽车发动机和排气管部位的温度较高，在汽车长时间运行后，局部温度可高达120℃，常规的聚丙烯无法在这么高的温度下长期使用，因此，需要对聚丙烯材料的耐热性能进行进一步改性。现有的聚丙烯耐热改性中，一般是加入玻纤、滑石粉、云母等无机刚性耐热材料，以提高聚丙烯的耐热性，如中国专利《一种耐热增强聚丙烯管材及其制备方法》在聚丙烯基体中加入硅烷偶联剂改性的玻纤。但是无机耐热填料的加入，虽然能够在一定程度上改善聚丙烯材料的耐热性能，但是由于无机填料与聚丙烯的相容性差，加入量过高，会对聚丙烯材料的力学强度产生负面影响，进而影响聚丙烯材料的使用；而有机耐热添加剂(如含卤素的化合物)与无机填料相比，虽然具有与聚丙烯更好的相容性，但是其耐热改性效果较差，且其中的卤素也会对人的身体健康产生不利的影响(例如增加癌变的风险)，还容易在聚丙烯材料中发生迁移影响材料的耐热性能。
[0004]在汽车制品中，除了需要较高的耐热性能外，还需同时保持较高的力学性能；当其用于汽车发动机盖时，还需要具有很高的剥离强度，便于喷涂。
[0005]现有的聚丙烯材料大都采用POE进行增韧改性，无法保证材料的剥离强度，想要提升聚丙烯的剥离强度，还需要添加额外的添加剂，这样会在一定程度上降低POE的增韧改性效果。
[0006]因此，现有的聚丙烯改性中，材料的耐高温性能、力学性能以及剥离性能无法同时提高，亟需提供一种耐高温性能、力学性能和剥离性能均优异的聚丙烯材料。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，为了解决聚丙烯材料的耐高温性能、力学性能和剥离性能需要同时提高的问题，提供一种耐高温性能、力学性能和剥离性能均优异的高耐热聚丙烯材料。
[0008]本专利技术的另一目的在于，提供所述高耐热聚丙烯材料的制备方法。
[0009]本专利技术的另一目的在于，提供所述高耐热聚丙烯材料在制备汽车零部件中的应用。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]一种高耐热聚丙烯材料，包括按照如下重量份计算的组分：
[0012][0013]其中，所述特殊添加剂为茂金属线型低密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(mLLDPE
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GMA)。
[0014]茂金属线型低密度聚乙烯(简称mLLDPE)是用茂金属化合物做催化剂，经配位聚合得到的具有窄分布分子量的乙烯和α
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烯烃的线型共聚物。目前mLLDPE主要用于透气膜行业，虽然有报道将其用于聚丙烯增韧改性中，但是还需要配合其它增韧剂(如POE)使用。
[0015]本专利技术的专利技术人创造性地发现，如对mLLDPE进行接枝改性，在mLLDPE上接枝特定含量的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，可以在不添加其它增韧剂的情况下，使聚丙烯的韧性得到显著的提升；将其添加到嵌段共聚聚丙烯树脂基体中，GMA可提升材料的极性，从而显著提升聚丙烯材料的涂装剥离强度。
[0016]另外，本专利技术人还发现，在嵌段共聚聚丙烯基体中，mLLDPE
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GMA还可以显著提高无机耐热填料的耐热改性效果，提高聚丙烯材料的耐热性能。这可能是因为mLLDPE
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GMA中mLLDPE链段部分与嵌段共聚聚丙烯中的乙烯链段具有较好的相容性，并且在聚丙烯熔融结晶后，mLLDPE链段部分能够牢固地穿插在聚丙烯非结晶区中，而甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)链段对无机耐热填料具有一定的吸附作用，可以将无机耐热填料均匀稳定地吸附分散到聚丙烯树脂中，形成稳定的热导网络结构，显著提升聚丙烯材料的耐热性能。
[0017]mLLDPE
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GMA的加入量不能过少或过多，如果加入过少，则材料的韧性和涂装剥离强度不能明显提高；如果加入量过多，虽然材料韧性和涂装剥离强度能明显提高，但会导致材料的刚性明显下降，不满足使用的要求，而刚性的下降，也会导致耐热性能的下降。
[0018]优选地，所述mLLDPE
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GMA中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的质量接枝率≥0.8％。
[0019]需要说明的是，理论上，GMA的接枝率越高，得到的聚丙烯材料的综合性能越好，但是碍于现有技术中接枝技术以及设备的限制，现有的mLLDPE
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GMA中GMA的接枝率最高仅能达到2.0wt％左右。
[0020]更为优选地，所述mLLDPE
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GMA中甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的质量接枝率为0.9～1.5％。
[0021]选用该质量接枝率范围内的mLLDPE
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GMA，得到的聚丙烯材料的涂装剥离强度和耐热性能更好，且mLLDPE
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GMA容易制备得到。
[0022]现有常规市售的嵌段共聚聚丙烯均可用于本专利技术中，市售的嵌段共聚聚丙烯在230℃、2.16kg载荷下的熔体质量流动速率(MFR)一般在10～150g/10min范围内。本专利技术中，熔体质量流动速率(MFR)按照ISO 1133
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1:2011标准方法检测得到。
[0023]可选地，所述无机耐热填料为滑石粉或碱式硫酸镁晶须中的一种或两种的组合。
[0024]本专利技术中，为了提高材料的加工性能或赋予聚丙烯材料其它功能(例如较好的抗氧性)特性，还可以加入相应地其它添加剂。例如加入润滑剂赋予聚丙烯材料更好的加工性能；加入抗氧剂使聚丙烯材料具有较好的抗老化性能。
[0025]现有常规的润滑剂均可用于本专利技术中，所述润滑剂包括但不限于硬脂酸盐类润滑剂、酰胺类润滑剂或石蜡中的一种或几种的组合。
[0026]所述抗氧剂包括但不限于受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的组合。
[0027]所述高耐热聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
[0028]将嵌段共聚聚丙烯、无机耐热填料、特殊添加剂和其他添加剂混合均匀后，经熔融挤出制备得到。
[0029]优选地，所述混合在高速混合机中进行。
[0030]优选地，所述高速混合机的转速为500～800转/min。
[0031]优选地，所述混合的时间为3～5min。
[0032]优选地，所述熔融挤出在双螺杆挤出机中进行。
[0033]优选地，所述双螺杆挤出机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐热聚丙烯材料，其特征在于，包括按照如下重量份计算的组分：其中，所述特殊添加剂为茂金属线型低密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。2.根据权利要求1所述高耐热聚丙烯材料，其特征在于，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量接枝率为≥0.8％。3.根据权利要求2所述高耐热聚丙烯材料，其特征在于，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量接枝率为0.9～1.5％。4.根据权利要求1所述高耐热聚丙烯材料，其特征在于，所述嵌段共聚聚丙烯在230℃、2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为10～150g/10min。5.根据权利要求1所述高耐热聚丙烯材料，其特征在于，所述无机耐热填料为滑石粉或碱式硫酸镁晶须中的一种或两种...

【专利技术属性】
技术研发人员：维贾伊，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：