CN101885878A

CN101885878A - 一种聚丙烯树脂组合物

Info

Publication number: CN101885878A
Application number: CN 201010253993
Authority: CN
Inventors: 陈如意; 邓凯桓; 黎敏; 李方军
Original assignee: ZHUZHOU TIMES ENGINEERING PLASTICS Co Ltd
Current assignee: ZHUZHOU TIMES ENGINEERING PLASTICS Co Ltd
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2030-08-12
Also published as: CN101885878B

Abstract

本发明提供了一种聚丙烯树脂组合物，包括：30～80重量份的聚丙烯；10～40重量份的填料；5～20重量份的增韧剂；0.2～1.5重量份的热稳定剂；0.01～3重量份的外观改进剂，所述外观改进剂为丙烯酸酯-含羧基的烯烃-乙烯三元共聚物或环氧基脂肪族聚合物；0.2～2重量份的润滑剂。本发明使用的外观改进剂为带有丙烯酸酯基、羧基或环氧基等极性基团的脂肪族聚合物，其中聚合物本身与聚丙烯、增韧剂等组分的相容性较好，而极性基团与填料、润滑剂等组分的相容性较好，在外观改进剂的作用下，聚丙烯、增韧剂等非极性物质和填料、润滑剂等极性物质的流动性及流动方向趋于一致，从而避免了虎皮纹或流痕等外观缺陷的产生。

Description

一种聚丙烯树脂组合物

技术领域

本发明涉及树脂组合物技术领域，尤其涉及一种聚丙烯树脂组合物。

背景技术

聚丙烯由于具有质轻、耐腐蚀、设计自由度大等优点而广泛应用于汽车制造工业中，尤其是用于汽车保险杠、仪表板、门板等部件的制造。

为了使得到的汽车制品具有更好的性能，改性聚丙烯成为研究热点之一，如添加了碳酸钙、云母粉、硅酸钙或滑石粉等填充剂的填充聚丙烯；添加了橡胶胶乳、矿物或晶须等增韧剂的增韧聚丙烯；同时添加了填充剂、增韧剂和其他润滑剂的填充增韧聚丙烯等。但是，现有的改性聚丙烯在通过注塑成型制成汽车零部件，尤其是仪表板、门板等大型汽车内饰件的过程中，由于聚丙烯与填料、润滑剂等材料的流动性能不同，制得的汽车内饰件存在虎皮纹或者流痕等外观缺陷，影响汽车内饰件的美观。

现有技术一般通过修改模具或对汽车内饰件进行后处理等方法消除虎皮纹或流痕，如使用温度可以改变的金属模具，但是这种方法需要特定金属模具并且会延长成形周期，增加生产成本。对汽车内饰件进行喷涂处理也可以掩盖虎皮纹或流痕，但是喷涂处理要求聚丙烯具有较好的涂料粘结性能，需要对非极性的聚丙烯进行表面改性，不仅增加了工艺步骤，而且涂料会造成环境污染，影响人体健康。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种聚丙烯树脂组合物，用本发明提供的聚丙烯树脂组合物制作汽车内饰件时不会产生虎皮纹或流痕等外观缺陷。

本发明提供了一种聚丙烯树脂组合物，包括：

30～80重量份的聚丙烯；

10～40重量份的填料；

5～20重量份的增韧剂；

0.2～1.5重量份的热稳定剂；

0.01～3重量份的外观改进剂，所述外观改进剂为丙烯酸酯-含羧基的烯烃-乙烯三元共聚物或环氧基脂肪族聚合物；

0.2～2重量份的润滑剂。

优选的，所述丙烯酸酯-含羧基的烯烃-乙烯三元共聚物为丙烯酸酯-烯烃二元酸-乙烯三元共聚物。

优选的，所述丙烯酸酯-烯烃二元酸-乙烯三元共聚物为丙烯酸酯-顺丁烯二酸-乙烯三元共聚物、丙烯酸酯-反丁烯二酸-乙烯三元共聚物、丙烯酸酯-戊烯二酸-乙烯三元共聚物或丙烯酸酯-己烯二酸-乙烯三元共聚物。

优选的，所述环氧基脂肪族聚合物为1，2-环氧基-烯烃-端烯烃共聚物。

优选的，所述1，2-环氧基-烯烃-端烯烃共聚物为1，2-环氧基-5-己烯-丁二烯共聚物、1，2-环氧基-4-己烯-丁二烯共聚物、1，2-环氧基-5-庚烯-1，4-戊二烯共聚物或1，2-环氧基-6-庚烯-己烯共聚物。

优选的，所述聚丙烯的熔体流动速率为10g/10min～30g/10min。

优选的，所述聚丙烯的悬壁梁缺口冲击强度≥15kJ/m²。

优选的，所述填料为滑石粉、碳酸钙、硅石灰和云母粉中的一种或多种。

优选的，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和三元乙丙胶中的一种或多种。

优选的，还包括0.01～1.0重量份的光稳定剂。

与现有技术相比，本发明提供了一种聚丙烯树脂组合物，包括聚丙烯、填料、增韧剂、热稳定剂、外观改进剂和润滑剂，其中，外观改进剂为环氧基脂肪族聚合物或丙烯酸酯-含羧基的烯烃-乙烯三元共聚物。本发明使用的外观改进剂为带有丙烯酸酯基、羧基或环氧基等极性基团的脂肪族聚合物，其中聚合物本身与聚丙烯、增韧剂等组分的相容性较好，而极性基团与填料、润滑剂等组分的相容性较好，因此，当所述聚丙烯树脂组合物用于制作汽车内饰件时，在外观改进剂的作用下，聚丙烯、增韧剂等非极性物质和填料、润滑剂等极性物质的流动性及流动方向趋于一致，从而避免了虎皮纹或流痕等外观缺陷的产生，无需修改模具或对汽车内饰件进行后处理。此外，本发明提供的聚丙烯树脂组合物具有良好的性能，性能测试结果表明，本发明提供的聚丙烯树脂组合物在23℃时的弯曲模量超过2000MPa，悬臂梁缺口冲击强度大于30kJ/m²。

具体实施方式

本发明提供了一种聚丙烯树脂组合物，包括：

30～80重量份的聚丙烯；

10～40重量份的填料；

5～20重量份的增韧剂；

0.2～1.5重量份的热稳定剂；

0.2～2重量份的润滑剂。

按照本发明，所述聚丙烯树脂组合物的主要组分为聚丙烯，含量为30～80重量份，优选为40～80重量份，更优选为50～80重量份，最优选为60～80重量份。所述聚丙烯优选为丙烯-乙烯的共聚物，更优选为高流动聚丙烯。所述聚丙烯的熔体流动速率(MFR)优选为5g/10min～40g/10min，更优选为10g/10min～30g/10min，最优选为15g/10min～25g/10min；所述聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度优选为≥10kJ/m²，更优选为≥15kJ/m²，最优选为≥20kJ/m²。

为了提高聚丙烯的性能，本发明还包括填料，含量为10～40重量份，优选为10～30重量份，更优选为15～20重量份。所述填料优选为无机填料，更优选为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、粘土、云母和玻璃纤维中的一种或多种，更优选为滑石粉和碳酸钙。

为了提高聚丙烯的韧性，本发明还包括增韧剂，含量为5～20重量份，优选为5～15重量份，更优选为10～15重量份。所述增韧剂包括但不限于乙烯-辛烯共聚物(POE)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、三元乙丙胶(EPDM)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等，优选为POE、SBS、SEBS和EPDM中的一种或多种，更优选为POE、SBS或EPDM。

按照本发明，所述聚丙烯树脂组合物还包括热稳定剂，含量为0.2～1.5重量份，优选为0.2～1重量份，更优选为0.2～0.5重量份。所述热稳定剂优选为酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类或受阻酚类中的一种或多种，其中，酚类热稳定剂的具体例子包括但不限于2-叔丁基-4-甲氧基苯酚、2-叔丁基-4，6-二甲氧基苯酚、3，5-二叔丁基-4羟基甲苯、2，4，6-三叔丁基苯酚等；所述受阻胺类热稳定剂的具体例子包括但不限于4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶、1-烯丙基-4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶、1-苄基-4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶、1-乙基4-水杨酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、二丁基-丙二酸二(1，2，2，6，6-五甲基哌啶-4基酯)和三(1-丙基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)磷酸酯；所述亚磷酸酯类热稳定剂的具体例子包括但不限于三(2-异丁基苯基)亚磷酸酯、三(2-叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(2-叔戊基苯基)亚磷酸酯、三(2-环己基苯基)亚磷酸酯、四(2，4-二叔丁基苯基)-4，4′-亚联苯基二亚膦酸酯和双(2-环己基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯；所述受阻酚类热稳定剂包括但不限于十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、六亚甲基双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、季戊四醇四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]和3，9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1，1-二甲基乙基]-2，4，8，10-四氧杂螺环[5，5]十一烷等。

本发明还包括外观改进剂，含量为0.01～3重量份，优选为0.1～1.5重量份，更优选为0.1～1重量份，最优选为0.1～0.5重量份。所述外观改进剂为丙烯酸酯-含羧基的烯烃-乙烯三元共聚物或环氧基脂肪族聚合物，丙烯酸酯-含羧基的烯烃-乙烯三元共聚物或环氧基脂肪族聚合物中，三元共聚物或聚合物本身是与聚丙烯、增韧剂等非极性物质有良好的相容性，具有较为一致的流动性和流动方向；而该三元共聚物或聚合物中含有丙烯酸酯或环氧基等极性基团，该极性基团与填料、润滑剂等极性物质有良好的相容性，具有较为一致的流动性和流动方向，因此，所述外观改进剂能够平衡极性物质和非极性物质的流动性和流动方向，使其趋于一致，从而避免了虎皮纹或流痕等外观缺陷的产生。按照本发明，所述丙烯酸酯-含羧基的烯烃-乙烯三元共聚物优选为丙烯酸酯-烯烃二元酸-乙烯三元共聚物，更优选为丙烯酸酯-含4个以上碳原子的烯烃二元酸-乙烯三元共聚物，最优选为丙烯酸酯-顺丁烯二酸-乙烯三元共聚物、丙烯酸酯-反丁烯二酸-乙烯三元共聚物、丙烯酸酯-戊烯二酸-乙烯三元共聚物或丙烯酸酯-己烯二酸-乙烯三元共聚物。所述环氧基脂肪族聚合物优选为1，2-环氧基-烯烃-端烯烃共聚物，更优选为1，2-环氧基-5-己烯-丁二烯共聚物、1，2-环氧基-4-己烯-丁二烯共聚物、1，2-环氧基-5-庚烯-1，4-戊二烯共聚物或1，2-环氧基-6-庚烯-己烯共聚物。

为了提高热稳定剂的效率同时防止聚丙烯降解，本发明还包括润滑剂，含量为0.2～2重量份，优选为0.2～1.5重量份，更优选为0.2～1重量份。所述润滑剂优选为硬脂酸钙、铝酸酯、钛酸酯和石蜡中的一种或多种，更优选为钛酸酯。

按照本发明，所述树脂组合物优选包括光稳定剂，含量为0.01～1.0，优选为0.1～0.5。所述光稳定剂优选为受阻胺类光稳定剂或紫外吸收剂。所述受阻胺类光稳定剂的具体例子包括但不限于4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶、1-烯丙基-4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶、1-苄基-4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶、1-乙基4-水杨酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、二丁基-丙二酸二(1，2，2，6，6-五甲基哌啶-4基酯)和三(1-丙基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)磷酸酯；所述紫外吸收剂的具体例子包括但不限于2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)苯并三唑、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮、2，2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和双(2-甲氧基-4-羟基-5苯甲酰基苯基甲烷)。

本发明提供的聚丙烯树脂组合物优选按照以下步骤制备：

将聚丙烯、填料、热稳定剂和润滑剂混合，得到混合物；

向所述混合物中加入外观改进剂和增韧剂后进行混炼，得到聚丙烯树脂组合物。

当需要加入光稳定剂时，将所述光稳定剂与聚丙烯、填料、热稳定剂和润滑剂混合。所述混合在本领域技术人员熟知的混合机中进行，所述混合机的转速优选为300转/分钟～400转/分钟，混合时间优选为1min～3min。

得到混合物后，向其中加入外观改进剂和增韧剂再次混合后进行混炼，所述再次混合时混合机的转速优选为400转/分钟～700转/分钟，混合时间优选为1min～2min。所述混炼在本领域技术人员熟知的混炼机中进行，如双螺杆挤出机、密炼机等，本发明优选在双螺杆挤出机中进行混炼，混炼温度优选为180℃～240℃。混炼完成后，即可得到聚丙烯树脂组合物。

采用本领域技术人员熟知的注塑成型工艺将所述聚丙烯树脂组合物加工成标准样条，对其外观进行观察，并未发现虎皮纹或流痕等缺陷。对所述标准样条进行性能测试，结果表明，在23℃时，所述聚丙烯树脂组合物的弯曲模量超过2000MPa，悬臂梁缺口冲击强度大于30kJ/m²，能够满足汽车行业对内饰件材料的要求。

与现有技术相比，本发明在聚丙烯树脂组合物中添加了环氧基脂肪族聚合物或丙烯酸酯-含羧基的烯烃-乙烯三元共聚物作为外观改进剂，使聚丙烯、增韧剂等非极性物质和填料、润滑剂等极性物质的流动性及流动方向趋于一致，从而避免了虎皮纹或流痕等外观缺陷的产生，适于制作汽车仪表板、门板等大型内饰件。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的聚丙烯树脂组合物进行详细描述。

以下实施例及比较例中所用各原料均为市场上购买得到的。

实施例1

将68kg聚丙烯、20kg碳酸钙、0.3kg2-叔丁基-4-甲氧基苯酚、0.2kg4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶和0.3kg硬脂酸钙在混合机中混合2min，混合机的转速为350转/分钟；然后向其中加入12kgPOE和0.2kg丙烯酸酯-顺丁烯二酸-乙烯三元共聚物继续混合1.5min，混合机的转速为500转/分钟，然后将物料转移到双螺杆挤出机中，200℃时熔融混炼，挤出后得到聚丙烯树脂组合物。其中，所述聚丙烯的MFR为10g/10min，悬臂梁缺口冲击强度为15kJ/m²。

将所述聚丙烯树脂组合物于80℃干燥2h，经注射机注塑成型后得到标准样条，成型工艺参数如下：

物料温度：一段230℃，二段230℃，三段230℃，四段220℃，五段210℃；

射出压力：一段80kg，二段75kg，三段75kg，四段78kg；

射出速度：一段95％，二段85％，三段65％，四段55％；

终止位置：一段55mm，二段45mm，三段40mm，四段32mm；

保压：压力35kg，速度10％，时间2s；

储料一：压力135kg，速度90％，终止位置30mm，背压20kg；

储料二：压力125kg，速度90％，终止位置45mm，背压18kg；

储料三：压力124kg，速度90％，终止位置115mm，背压18kg；

注射时间：7s；

冷却时间：14s；

对所述标准样条的外观进行观察，结果见表1，表1为本发明实施例及比较例提供的汽车内饰件的外观观察结果。

对所述标准样条进行性能测试，结果见表2，表2为本发明实施例及比较例提供的聚丙烯树脂组合物的性能指标。

实施例2

将68kg聚丙烯、10kg碳酸钙、10kg滑石粉、0.4kg三(2-异丁基苯基)亚磷酸酯、0.2kg2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑和0.3kg钛酸酯在混合机中混合2min，混合机的转速为350转/分钟；然后向其中加入12kgPOE和0.2kg1，2-环氧基-5-己烯-丁二烯共聚物继续混合1.5min，混合机的转速为600转/分钟，然后将物料转移到双螺杆挤出机中，200℃时熔融混炼，挤出后得到聚丙烯树脂组合物。其中，所述聚丙烯的MFR为15g/10min，悬臂梁缺口冲击强度为20kJ/m²。

将所述聚丙烯树脂组合物于80℃干燥2h，经注射机按照实施例1提供的工艺参数注塑成型后得到标准样条，对所述标准样条的外观进行观察，结果见表1，表1为本发明实施例及比较例提供的汽车内饰件的外观观察结果。

实施例3

将61kg聚丙烯、15kg碳酸钙、10kg滑石粉、0.3kg十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、0.2kg2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑和0.3kg铝酸酯在混合机中混合2min，混合机的转速为350转/分钟；然后向其中加入14kgSEBS和0.2kg丙烯酸酯-反丁烯二酸-乙烯三元共聚物继续混合1.5min，混合机的转速为600转/分钟，然后将物料转移到双螺杆挤出机中，200℃时熔融混炼，挤出后得到聚丙烯树脂组合物。其中，所述聚丙烯的MFR为20g/10min，悬臂梁缺口冲击强度为18kJ/m²。

实施例4

将61kg聚丙烯、15kg碳酸钙、10kg滑石粉、0.3kg2-叔丁基-4-甲氧基苯酚、0.2kg4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶和0.3kg硬脂酸钙在混合机中混合2min，混合机的转速为350转/分钟；然后向其中加入14kgEPDM和0.2kg丙烯酸酯-顺丁烯二酸-乙烯三元共聚物继续混合1.5min，混合机的转速为500转/分钟，然后将物料转移到双螺杆挤出机中，200℃时熔融混炼，挤出后得到聚丙烯树脂组合物。其中，所述聚丙烯的MFR为30g/10min，悬臂梁缺口冲击强度为19kJ/m²。

实施例5

将61kg聚丙烯、15kg碳酸钙、10kg滑石粉、0.3kg2-叔丁基-4-甲氧基苯酚、0.2kg4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶和0.3kg硬脂酸钙在混合机中混合2min，混合机的转速为350转/分钟；然后向其中加入14kgEPDM和2.5kg1，2-环氧基-4-己烯-丁二烯共聚物继续混合1.5min，混合机的转速为500转/分钟，然后将物料转移到双螺杆挤出机中，200℃时熔融混炼，挤出后得到聚丙烯树脂组合物。其中，所述聚丙烯的MFR为30g/10min，悬臂梁缺口冲击强度为19kJ/m²。

比较例1

将68kg聚丙烯、20kg滑石粉、0.3kg2-叔丁基-4-甲氧基苯酚、0.2kg4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶和0.3kg硬脂酸钙在混合机中混合2min，混合机的转速为350转/分钟；然后向其中加入14kgPOE继续混合1.5min，混合机的转速为500转/分钟，然后将物料转移到双螺杆挤出机中，200℃时熔融混炼，挤出后得到聚丙烯树脂组合物。其中，所述聚丙烯的MFR为30g/10min，悬臂梁缺口冲击强度为19kJ/m²。

表1本发明实施例及比较例提供的汽车内饰件的外观观察结果

表2 本发明实施例及比较例提供的聚丙烯树脂组合物的性能指标

由表1和表2可知，本发明提供的聚丙烯树脂组合物经过注塑得到的标准样条的弯曲模量超过2000MPa，悬臂梁缺口冲击强度大于30kJ/m²，弯曲强度大于27MPa，硬度能够达到2B铅笔的硬度，能够满足汽车行业对内饰件材料的要求；其外观也未出现虎皮纹和流痕等缺陷，无需再进行喷涂处理，适用于制作汽车仪表板、门板等大型内饰件。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种聚丙烯树脂组合物，包括：

30～80重量份的聚丙烯；

10～40重量份的填料；

5～20重量份的增韧剂；

0.2～1.5重量份的热稳定剂；

0.2～2重量份的润滑剂。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述丙烯酸酯-含羧基的烯烃-乙烯三元共聚物为丙烯酸酯-烯烃二元酸-乙烯三元共聚物。

3.根据权利要求2所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述丙烯酸酯-烯烃二元酸-乙烯三元共聚物为丙烯酸酯-顺丁烯二酸-乙烯三元共聚物、丙烯酸酯-反丁烯二酸-乙烯三元共聚物、丙烯酸酯-戊烯二酸-乙烯三元共聚物或丙烯酸酯-己烯二酸-乙烯三元共聚物。

4.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述环氧基脂肪族聚合物为1，2-环氧基-烯烃-端烯烃共聚物。

5.根据权利要求4所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述1，2-环氧基-烯烃-端烯烃共聚物为1，2-环氧基-5-己烯-丁二烯共聚物、1，2-环氧基-4-己烯-丁二烯共聚物、1，2-环氧基-5-庚烯-1，4-戊二烯共聚物或1，2-环氧基-6-庚烯-己烯共聚物。

6.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚丙烯的熔体流动速率为10g/10min～30g/10min。

7.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚丙烯的悬壁梁缺口冲击强度≥15kJ/m²。

8.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述填料为滑石粉、碳酸钙、硅石灰和云母粉中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和三元乙丙胶中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物，其特征在于，还包括0.01～1.0重量份的光稳定剂。