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CN104530573A - 低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物及制备和应用 - Google Patents

低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物及制备和应用 Download PDF

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杨波
姚程
吴国峰
丁超
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Abstract

本发明属于聚丙烯高分子材料技术领域，公开了一种低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物及其制备方法和应用。该组合物包括以下质量百分数计的组分：聚丙烯20～48％；弹性体30～40％；填料20～30％；相容剂1～10％；加工助剂0.01～1％；所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，熔体流动速率MFR>60g/10min；所述弹性体的熔体流动速率MFR<0.5 g/10min。本发明通过对使用的聚丙烯和弹性体等原料进行了熔体流动速率的限定，并通过控制原料的用料比，所得组合物制品具有极低的光泽度、平整不翘曲、手触有柔软的感觉，且刚韧平衡，可广泛应用于各种领域，特别是汽车内饰制品中。

Description

低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物及制备和应用
技术领域
本发明属于聚丙烯高分子材料技术领域，特别涉及一种低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物及其制备方法和应用。
背景技术
随着汽车内饰美学设计的要求，提出汽车内饰需要低的光泽，降低塑料感，增强真皮的质感，在视觉和触觉上给人以“柔软”的感觉。以汽车内饰件仪表盘为例，在经济车型或硬朗型SUV中常采用硬质仪表盘，即PP注塑成型，但材料表面光泽度高且塑料感强。软质发泡仪表板常由软质的表皮+发泡芯材+骨架构成，给人柔软的质感，适合温馨豪华的内饰风格。但是这种成型方法工艺复杂，价格高昂。因此，通过配方设计，赋予普通的硬质PP材料以“柔软”的触感且能通过一次注塑成型成为倍受瞩目的问题。“柔软触感”是塑料制件的一种性能，分为视觉触感和手触感两个方面。可描述为视线接触时制件的低光泽赋予材料的柔软的感觉以及用手触摸制件表面时感到有一定的柔软度。
CN 101296986 A公开了一种具有非常好的耐刮擦性和柔软触感的由填料增强的热塑性材料组成的模塑组合物，该聚合物模塑组合物至少包含5～90wt％软材料与5～60wt％作为填料的玻璃材料和3～70wt％热塑性聚合物的组合，该组合物具有良好的耐划伤性以及柔软的触感，但该实施例中软材料含量均在50％以上，由此才获得柔软的触感，但过多添加软材料将严重影响材料的力学性能。
美国专利US 8674028 B2公开了一种聚合物组合物，包括熔体流动速率为1～60g/10min(230℃，2.16kg)相对硬质的第一组分(含量10～40wt％)、熔体流动速率为1～40g/10min(190℃，2.16kg)相对软质的第二组分(含量25～70wt％)、玻璃纤维(含量5～35wt％)以及其他加工助剂。但由于采用高光泽的均聚聚丙烯且配合熔体速率较高的弹性体，无法得到低光泽的产品。
中国专利CN 103254498 A公开了一种低光泽聚丙烯组合物，该组合物包括10份聚丙烯、含矿物粉体的消光母粒1～6份、增韧剂1～5份以及短切玻纤1～2份，该组合物适用于亚光塑件的注塑，成型后具有低光泽、强度高、韧性好的特点，由于是通过玻纤与矿粉共同降低产品的光泽度，因此在有密度要求的汽车制品应用中受到限制。
上述现有技术及研究均未能满足市场的需要，无法平衡和同时实现低光泽、低翘曲、软触感等多项性能，因此研究并提供一种可同时实现低光泽、低翘曲、软触感的车用聚丙烯组合物具有迫切的市场需求。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物。
本发明另一目的在于提供一种上述低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物的制备方法。
本发明再一目的在于提供上述低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物在日用百货、汽车中的应用，特别适用于汽车内饰中。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物，包括以下质量百分数计的组分：
为了更好地实现本发明，所述的聚丙烯优选为共聚聚丙烯，熔体流动速率MFR>60g/10min(230℃，2.16kg)。
为了更好地实现本发明，所述弹性体的熔体流动速率优选为MFR<0.5g/10min(190℃，2.16kg)。所述的弹性体可为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶等常用的任意弹性体，优选为熔体流动速率MFR<0.5g/10min(190℃，2.16kg)的乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶等。
本发明通过对使用的聚丙烯和弹性体等原料进行了熔体流动速率的限定，使用特定性能的原料，实现本发明产品的低光泽特性。
为了更好地实现本发明，所述的填料优选为短切玻璃纤维，其中玻璃纤维直径优选8～20μm。
为了更好地实现本发明，所述的相容剂优选为马来酸酐接枝聚丙烯。
为了更好地实现本发明，所述的加工助剂可为抗氧剂和光稳定剂；所述的抗氧剂优选为抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种，更优选为抗氧剂1010与抗氧剂168摩尔比为1:1的复配物；所述的光稳定剂优选为UV-3808PP5。
本发明通过控制使用的各种原料的用料比，使利用该组合物制备得到的产品平整不翘曲、手触有柔软的感觉，且刚韧平衡。
为了进一步更好地实现本发明，在不影响本发明的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物性能效果的前提下，可进一步包含以下添加物中的至少一种：阻燃剂、抗静电剂、热稳定剂、着色剂、润滑剂、耐划伤剂等。
本发明还提供了一种上述低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：把20～48wt％聚丙烯、30～40wt％弹性体、1～10wt％相容剂和0.01～1wt％加工助剂混合均匀，经双螺杆挤出机主喂料口加入，20～30wt％填料从侧喂料口加入，熔融造粒，得到低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物。
所述的双螺杆挤出机各段的温度优选为190～230℃。
所述混合均匀优选在高速混合机中混合1～3分钟，转速为1000～2000转/分钟。
本发明的聚丙烯组合物具有低光泽、低翘曲、软触感等特性，可广泛应用于日用百货、汽车中，特别适用于汽车内饰中，如仪表板、副仪表板、立柱、手套箱、门板、门槛等。
本发明的机理为：
本发明通过对使用的聚丙烯和弹性体等原料进行了熔体流动速率的限定，使用特定性能的原料，实现产品的低光泽特性，并通过控制使用的各种原料的用料比，使利用该组合物制备得到的产品平整不翘曲、手触有柔软的感觉，且刚韧平衡，可广泛应用于各种领域，特别是汽车内饰制品中。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明通过对使用的聚丙烯和弹性体等原料进行了熔体流动速率的限定，使用特定性能的原料，实现产品的低光泽特性，赋予视觉上柔软的触感。
(2)本发明通过控制使用的各种原料的用料比，使利用该组合物制备得到的产品平整不翘曲、手触有柔软的感觉，且兼具一定刚性和良好韧性。
(3)本发明的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物可广泛应用于仪表板、副仪表板、立柱、手套箱、门板、门槛等汽车用内饰件中。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
现对具体实施方式中的实施例及对比例所用的原材料作出如下说明，但本发明适用的原料不限于这些材料：
聚丙烯：EP540V，韩国大林；HJ4045，大韩油化。
弹性体：ENGAGE 7387(MFR<0.5g/10min，190℃，2.16kg)，陶氏化学；POE DF610(MFR＝1.2g/10min，190℃，2.16kg)，三井化学。
玻璃纤维：ECS13-4.5-508A，巨石集团。
硅灰石：NYAD MG，NYCO公司。
相容剂：马来酸酐接枝PP，型号为PC-1，广州柏晨。
抗氧剂：抗氧剂1010，全称为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯，型号为Irganox 1010，德国巴斯夫：抗氧剂168，全称为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，型号为Irganox 168，德国巴斯夫。
光稳定剂：UV-3808PP5，全称为紫外线光稳定剂UV-3808PP5，型号为CYASORB UV-3808 PP5，美国氰特。
实施例1：低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物的制备
将48.5wt％共聚PP EP540V、30wt％弹性体ENGAGE 7387、1wt％相容剂PC-1和0.5wt％加工助剂(抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1wt％，光稳定剂UV-3808PP5 0.3wt％)加入到高速混合机中混合1～3分钟，转速为1000～2000转/分钟，得到预混料；预混料在双螺杆挤出机的主喂料口加入，20wt％玻璃纤维在侧喂料口加入，螺杆各区温度为190～230℃，真空造粒即得到本发明的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物。
实施例2：低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物的制备
将36.5wt％共聚PP EP540V、35wt％弹性体ENGAGE 7387、3wt％相容剂PC-1和0.5wt％加工助剂(抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1wt％，光稳定剂UV-3808PP5 0.3wt％)加入到高速混合机中混合1～3分钟，转速为1000～2000转/分钟，得到预混料；预混料在双螺杆挤出机的主喂料口加入，25wt％玻璃纤维在侧喂料口加入，螺杆各区温度为190～230℃，真空造粒即得到本发明的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物。
实施例3：低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物的制备
将19.5wt％共聚PP EP540V、40wt％弹性体ENGAGE 7387、10wt％相容剂PC-1和0.5wt％加工助剂(抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1wt％，光稳定剂UV-3808PP5 0.3wt％)加入到高速混合机中混合1～3分钟，转速为1000～2000转/分钟，得到预混料；预混料在双螺杆挤出机的主喂料口加入，30wt％玻璃纤维在侧喂料口加入，螺杆各区温度为190～230℃，真空造粒即得到本发明的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物。
对比例1
将48.5wt％均聚PP HJ4046、30wt％弹性体ENGAGE 7387、1wt％相容剂PC-1和0.5wt％加工助剂(抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1wt％，光稳定剂UV-3808PP5 0.3wt％)加入到高速混合机中混合1～3分钟，转速为1000～2000转/分钟，得到预混料；预混料在双螺杆挤出机的主喂料口加入，20wt％玻璃纤维在侧喂料口加入，螺杆各区温度为190～230℃，真空造粒即得到聚丙烯组合物。
对比例2
将56.5wt％共聚PP EP540V、10wt％弹性体ENGAGE 7387、3wt％相容剂PC-1和0.5wt％加工助剂(抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1wt％，光稳定剂UV-3808PP5 0.3wt％)加入到高速混合机中混合1～3分钟，转速为1000～2000转/分钟，得到预混料；预混料在双螺杆挤出机的主喂料口加入，30wt％玻璃纤维在侧喂料口加入，螺杆各区温度为190～230℃，真空造粒即得到聚丙烯组合物。
对比例3
将46.5wt％共聚PP EP540V、30wt％弹性体POE DF610、3wt％相容剂PC-1和0.5wt％加工助剂(抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1wt％，光稳定剂UV-3808PP5 0.3wt％)加入到高速混合机中混合1～3分钟，转速为1000～2000转/分钟，得到预混料；预混料在双螺杆挤出机的主喂料口加入，20wt％玻璃纤维在侧喂料口加入，螺杆各区温度为190～230℃，真空造粒即得到聚丙烯组合物。
对比例4
将66.5wt％共聚PP EP540V、20wt％弹性体ENGAGE 7387、3wt％相容剂PC-1和0.5wt％加工助剂(抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1wt％，光稳定剂UV-3808PP5 0.3wt％)加入到高速混合机中混合1～3分钟，转速为1000～2000转/分钟，得到预混料；预混料在双螺杆挤出机的主喂料口加入，10wt％玻璃纤维在侧喂料口加入，螺杆各区温度为190～230℃，真空造粒即得到聚丙烯组合物。
对比例5
将46.5wt％共聚PP EP540V、30wt％弹性体ENGAGE 7387、3wt％相容剂PC-1和0.5wt％加工助剂(抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1wt％，光稳定剂UV-3808PP5 0.3wt％)加入到高速混合机中混合1～3分钟，转速为1000～2000转/分钟，得到预混料；预混料在双螺杆挤出机的主喂料口加入，30wt％硅灰石在侧喂料口加入，螺杆各区温度为190～230℃，真空造粒即得到聚丙烯组合物。
对实施例1～3及对比例1～5制备得到的聚丙烯组合物进行性能测定，结果见表1，各项性能测试方法：
(1)力学性能：拉伸性能按ISO 527：1993标准进行测试；弯曲强度和弯曲模量按照ISO 178：2001标准进行测试；冲击强度按ISO 180：2000标准进行测试。
(2)表面光泽度：按ASTM D523测试材料表面光泽度，样板选用福特Stucco皮纹板，光线入射角60°。
(3)翘曲：注塑边长为100mm、厚度为2mm的方板，常温放置一天后目测其翘曲程度。
从表1可看出，本发明通过对使用的聚丙烯和弹性体等原料进行了熔体流动速率的限定，使用特定性能的原料，并通过控制使用的各种原料的用料比，所得组合物制品具有极低的光泽度、平整不翘曲、手触有柔软的感觉。而对比例中，采用均聚聚丙烯或MFR>0.5g/10min(190℃，2.16kg)的弹性体POE时，所得制品的光泽度过高；而当体系中玻纤含量低于本发明限定的添加量时，体系出现严重的翘曲，且光泽度过高；采用硅灰石作为填料增强时，体系刚性大幅下降，无法满足汽车内饰制品的性能要求。因此，本发明的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物具有优良的各项性能，且刚韧平衡，可广泛应用于各种领域，特别是汽车内饰制品中。
表1聚丙烯组合物的配比及其测试性能结果
备注：手感以触感是否柔软判断，“+”表示触感柔软，“-”表示触感硬。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物，其特征在于包括以下质量百分数计的组分：
所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，熔体流动速率MFR>60g/10min(230℃，2.16kg)；
所述弹性体的熔体流动速率MFR<0.5g/10min(190℃，2.16kg)。
2.根据权利要求1所述的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物，其特征在于：所述的填料为短切玻璃纤维；所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；所述的加工助剂为抗氧剂和光稳定剂中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物，其特征在于：所述的短切玻璃纤维的直径为8～20μm。
4.根据权利要求2所述的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种；所述的光稳定剂为UV-3808PP5。
5.根据权利要求2所述的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168摩尔比为1:1的复配物。
6.根据权利要求1所述的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物，其特征在于：所述的弹性体为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物和三元乙丙橡胶中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物，其特征在于：还包含有阻燃剂、抗静电剂、热稳定剂、着色剂、润滑剂和耐划伤剂中的至少一种。
8.一个根据权利要求1～7任一项所述的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：把20～48wt％聚丙烯、30～40wt％弹性体、1～10wt％相容剂和0.01～1wt％加工助剂混合均匀，经双螺杆挤出机主喂料口加入，20～30wt％填料从侧喂料口加入，熔融造粒，得到低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物。
9.根据权利要求1～7任一项所述的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物在日用百货、汽车中的应用。
10.根据权利要求1～7任一项所述的低光泽、低翘曲、软触感车用聚丙烯组合物在汽车内饰中的应用。
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