專利名稱::一種耐低溫沖擊聚丙烯組合物及其制備方法與作為汽車內飾件的應用的制作方法
技術領域:
:本發明涉及汽車內飾件,具體涉及一種耐低溫沖擊聚丙烯組合物及其制備方法與作為汽車內飾件中應用。
背景技術:
:聚丙烯因其具有質量輕、耐溶劑、易加工、優異的機械性能、易回收等優點,獲得了廣泛應用,特別是在汽車工業、家電及機械領域的應用不斷提高。汽車工業未來向節能、環保、安全等方向發展。這就要求所用的材料質量輕、加工簡單、易回收等,聚丙烯滿足了這些要求。但是聚丙烯材料耐低溫性能差,剛性低,不能達到用于汽車內飾件的要求,必須通過改性提高其低溫性能和剛性,達到汽車內飾件使用要求和標準。內飾件包括儀表板、副儀表板、A、B與C立柱、手套箱、門板、后尾箱板、門檻等。汽車內飾件必須達到一定的耐低溫沖擊要求,特別是ot:到一30"c低溫沖擊性能。如果低溫性能差,汽車在嚴寒氣候條件下,會破裂或在碰撞的過程中會產生碎片,危機乘車人員的安全。提高材料的低溫沖擊性能,往往添加大量的增韌劑,即彈性體如三元乙丙橡膠(EPDM)。雖然提高了材料低溫沖擊性能,但是也降低了材料的剛性,如彎曲模量與熱變形溫度降低,達不到作為汽車內飾件材料的剛性與耐熱性能要求。如目前儀表板專用聚丙烯材料的低溫懸臂梁缺口沖擊強度(—30°C)在4KJ/m"左右,多軸沖擊在6.6m/s,-3(TC的條件下,會破碎。隨著汽車內飾件性能要求不斷提高,特別是低溫多軸沖擊要求越來越高。多軸沖擊測試標準有ASTMD3763和IS06603。多軸沖擊高速沖擊實驗樣片,通過擊穿樣片計算樣品吸收的總能量,如果在高速沖擊時破碎,則不能符合材料使用要求。所以研究開發耐低溫沖擊高性能汽車內飾件專用料迫在眉睫,以滿足高性能汽車材料需求。隨著汽車行業對產品安全性能的更高更嚴格要求,對汽車內飾件的耐低溫高剛性高韌性等性能也同時提出更高的要求,特別是汽車儀表板等內飾件聚丙烯材料的改性越來越受到重視。目前,許多專利通過多種途徑制備了汽車內飾件材料。CN1840576A制備了高性能低氣味的儀表板專用聚丙烯。CN1156155A是--種聚丙烯組合物。CN1068022C是高韌性聚丙烯復合材料。CN1927932A是一種改性聚丙烯。CN1134953A是一種熱塑性樹脂組合物。CN1737041A是一種聚烯烴組合物。CN1631960A制備了高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯。CN1119374C是一種超高韌性高強度聚丙烯組合物。US6753373B2制備了耐劃傷耐低溫聚烯烴模塑材料。US2006/0020086A1制備了耐劃傷耐低溫高剛性模塑聚丙烯材料。US2008/0128934A1制備了耐劃傷耐低溫聚烯烴模塑材料。這些專利提供的技術雖然在一定程度上提高了汽車內飾件的性能,但是這些專利大多都是對材料常溫的韌性和剛性進行研究,也有部分專利采用不同方法提髙低溫沖擊性能。此外,當前的聚丙烯材料在保證低溫性能的同時,其剛性會變差,達不到汽車材料使用的標準,無法得到耐低溫且高性能的汽車儀內飾件。隨著汽車使用量逐年增加,汽車生產銷售量也逐年增加。這必將帶動汽車內飾件改性聚丙烯材料使用。其屮耐低溫沖擊聚丙烯復合材料需求不斷擴大。本發明滿足了耐低溫高性能聚丙烯汽車內飾件材料的使用要求。
發明內容本發明的目的在于針對現有技術存在的不足,提供一種能耐低溫和耐沖擊的聚丙烯組合物。本發明的另一個目的在于提供上述聚丙烯組合物的制備方法。本發明的進一步目的在于提供上述聚丙烯組合物在制備汽車內飾件中的應用。為了實現上述目的,本發明采用如下技術方案-本發明的聚丙烯組合物由如下組分制成(按重量百分數計)聚丙烯樹脂4079.8%;礦物填料1535%;增韌劑530%。在上述聚丙烯組合物中,還可以加入0.1~1%的抗氧劑和0.11%的耐候劑。上述聚丙烯樹脂優選為共聚聚丙烯或均聚聚丙烯樹脂;共聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為10~80g/10min,其懸臂梁缺口沖擊強度在^5KJ/m2(23°C),均聚聚丙烯熔體流動速率為580g/10min,其懸臂梁缺口沖擊強度在》3KJ/m2(23°C)。共聚聚丙烯可以選擇無規、嵌段或枝形共聚物。可以采用正離子或Ziegler-Natta負離子配位聚合。均聚聚丙烯有等規、間規與無規聚丙烯,選擇等規或間規聚丙烯,選擇用茂金屬催化劑合成的聚丙烯。上述礦物填料優選為滑石粉、碳酸鈣、硅灰石或云母,優先選擇滑石粉,其粒徑為0.15pm,優先選擇0.1lpm粒徑的滑石粉。優先采用二氧化硅含量》61%,燒失量(IOO(TC)《6%的滑石粉。滑石粉是一種片狀填料,其作用是提高聚丙烯改性材料的剛性,提高彎曲模量和熱變形溫度。上述增韌劑為彈性體,添加彈性體保證了用于汽車內飾件低溫韌性要求,對提高低溫沖擊起到關鍵作用。可釆用乙烯一己烯共聚物、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物、乙烯一丙烯一辛烯三元共聚物、氫化乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物中的一種或幾種;本發明的彈性體在選擇時,選擇密度為0.8500.900g/cm3,優先選擇密度為0.8550.870g/cm3的。這些彈性體有埃克森±矣克森美孚(Exxonmobil)的EXACT牌號系列,陶氏(DOW)的ENGAGE牌號系列,三井化學(Mitsuichemicals)的TFMER牌號系列,岳陽化工總廠的SBS與SEBS系列產品。上述抗氧劑是一種能在高溫加工過程中抑制和延緩聚合物材料氧化和降解的化學助劑。本發明可選用的抗氧劑為受阻酚類、胺類、亞磷酸酯類、硫脂類等。優先選擇的抗氧劑有2,6—二叔丁基對甲酚、2,4,6—三叔丁基苯酚、4一羥甲基一2,6—二叔丁基苯酚、四[fi—(3,5—二叔丁基一4—羥基苯基)丙酸]季戊四醇、N—環已基一N'一苯基對苯二胺、N,N'-二一13—萘基一對苯胺、亞磷酸三(2,4二叔丁基苯基)酉旨、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯等中的一種或多種復配。上述耐候劑是提高聚合物材料光穩定性的助劑。由于汽車經常在室外,受到紫外線(UV)的輻射,必須滿足-一定的耐候要求,防止內飾件褪色、表面粉化等現象。使用的耐候劑有紫外線吸收劑、受阻胺光穩定劑等。本發明可選用的耐候劑為水楊酸對辛基苯酯、水楊酸對叔丁基苯酯、間苯二酚單苯甲酸酯、2—氰基一3,3'—二苯基丙烯酸—2—乙基乙酯、2—羥基一4一正辛氧基一二苯甲酮2-(2'-羥基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2'-羥基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、雙(2,2,6,6-四甲基_4-哌啶基)癸二酸酯、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(十二垸基)-4-甲基苯酚、2陽(2'-羥基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-[2,4-雙(2,4-二甲苯基)-2-(l,3,5-三嗪基)5-辛氧基苯酚、2-羥基-4-甲氧基-5-磺酰基二苯甲酮、2,4-二羥基二苯甲酮、[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基]均三嗪-2,4-二][[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]己基-l,6-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]、3一十二垸基一1—(2,2,6,6-四甲基一吡啶基)一吡咯一2,5—二垸酮、1,3,5_三(4一叔丁基一3—羥基一2,6—二甲基苯基)一1,3,5—三嗪一2,4,6—(1H,3H,5H)—三酮、4—苯甲酰氧基一2,2,6,6四甲基哌啶等中的一種或多種復配。除此之外本發明的組合物中還可以包含有機顏料和無機顏料。由于本發明用于注塑汽車內飾件,為了達到美觀需要,常制作不同顏色。所以本發明組合物中還包含有微量有機顏料和無機顏料。有機顏料有永固紅、永固黃、酞菁藍、酞菁綠等,無機有二氧化鈦、碳黑、氧化鐵紅、氧化鐵黑、群青等。這些顏料可以根據注塑件顏色要求單獨使用,也可以復合使用。本發明的聚丙烯組合物的制備方法為將上述各組成材料根據配方所述重量百分數稱料,并混合均勻后,通過雙螺桿擠出機或往復式單螺桿擠出機。螺桿長徑比不小于32,在17023(TC的溫度下熔融混煉,優先選擇190—21(TC。擠出造粒、水冷、風干,粒徑在任何方向的尺寸為l5mm,優先選擇為3mm,包裝即可。本發明的聚丙烯組合物可用于制備汽車內飾件,內飾件包括儀表板、副儀表板、A、B與C立柱、手套箱、門板、后尾箱板、門檻等。采用ISO標準和ASTM標準檢測,按標準測試試樣由CJ80C型注塑機在20023(TC溫度下成型。成型條件和試樣制備符合IS0294.1—96和IS01873.2—97的要求。經過測試,本發明的聚丙烯材料制備的內飾件,其各種性能均達到使用要求,克服了低溫性能差的缺點。與現有技術相比,本發明具有如下有益效果本發明的聚丙烯材料制備的汽車內飾件不但具有良好的低溫性能,在0'C到-4(TC保持有良好的懸臂梁缺口沖擊強度和多軸沖擊強度,同時還保證了其具有良說明書第7/13頁好的剛性,韌性等其他性能,滿足汽車工業安全使用要求。具體實施方式領'j試方法(1)密度按IS01183測試;(2)拉伸強度按IS0527測試;速度為50mm/min;(3)懸臂梁缺口沖擊強度按ISO180測試;(4)熔體流動速率(MFR):按IS01133測試,條件230°C,2.16Kg;(5)彎曲模量按IS0178測試,速度為2mm/min;(6)熱變形溫度按IS075測試,負載0.45Mpa;(7)多軸沖擊強度按ASTMD3763,沖擊速度為2.2~6.6m/s,沖擊頭直徑為12.7mm,支撐圈直徑為76.2mm。實施例l耐低溫沖擊聚丙烯組合物本實施例的聚丙烯組合物,其組成如表l所示。表l聚丙烯組合物的原料及用量<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>劑744),汽巴精細化學工業有限公司<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>本實施例的聚丙烯組合物,其制備方法如下-按表l所述原料按其用量比例稱好,混合均勻后,加入雙螺桿擠出機,在1卯21(TC的溫度下熔融混煉,擠出造粒,水冷、風干,粒徑為3mm,包裝即可。本實施例的聚丙烯組合物的檢測結果,如表2所示。表2產品性能測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實施例2耐低溫沖擊聚丙烯組合物本實施例的聚丙烯組合物,其組成如表3所示,表3聚丙烯組合物的原料及用』原料名稱用量。%<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>實施例3耐低溫沖擊聚丙烯組合物本實施例的汽車內飾件用聚丙烯組合物,其組成如表5所示。表5聚丙烯組合物的原料及用量<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>本實施例的聚丙烯組合物,其制備方法如實施例1。本實施例的聚丙烯組合物的檢測結果,如表6所示。表6產品性能測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>實施例4耐低溫沖擊聚丙烯組合物本實施例的聚丙烯組合物,其組成如表7所示。表7聚丙烯組合物的原料及用量<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>本實施例的聚丙烯組合物,其制備方法如實施例1。本實施例的聚丙烯組合物的檢測結果,如表8所示。表8產品性能測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>實施例5耐低溫沖擊聚丙烯組合物本實施例的聚丙烯組合物,其組成如表7所示。表9聚丙烯組合物的原料及用量<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>本實施例的聚丙烯組合物,其制備方法如實施例1。本實施例的聚丙烯組合物的檢測結果,如表io所示。表10產品性能測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>由各個實施例的產品測試結果可以看出,本發明克服了現有技術中制備汽車儀表板的材料在保證低溫性能的同時其材料本身剛性會變差的問題,不但改進了材料的低溫性能,使得所制備的汽車內飾件具有良好的低溫性能,同吋還保證了材料具有良好的剛性,達到汽車材料使用的各項標準。權利要求1、一種耐低溫沖擊聚丙烯組合物,其特征在于,該組合物按重量百分比計,由如下組分制成聚丙烯樹脂40~79.8%;礦物填料15~35%;增韌劑5~30%。2、根據權利要求1所述的聚丙烯組合物,其特征在于該組合纟由如下組分制成:聚丙烯樹脂礦物填料增韌劑4079線1535%;530%;0.11%;耐候劑0.11%。3、根據權利要求1所述的聚丙烯組合物,其特征在于所述聚丙烯樹脂為共聚聚丙烯或均聚聚丙烯樹脂。4、根據權利要求1所述的聚丙烯組合物,其特征在于所述礦物填料為滑石粉、碳酸鈣、硅灰石或云母。5、根據權利要求1所述的聚丙烯組合物,其特征在于所述增韌劑為乙烯一己烯共聚物、乙烯一丁烯共聚形乙烯—丙烯一辛烯三元共聚物、氫化乙烯一丁的一種或幾種的混合物,增韌劑為密度0.8500.900g/cm3的彈性體。6、根據權利要求2所述的聚丙烯組合物,其特征在于所述抗乙烯一辛烯共聚物、:烯一苯乙烯共聚物中氧化劑為2,6—二叔丁基對甲酚、2,4,6—三叔丁基苯酚、4—羥甲基_2,6—二叔丁基苯酚-四[13—(3,5—二叔丁基一4一羥基苯基)丙酸]季戊四醇、N—環己基一N'—苯基對苯二胺、N,N-二一J3—萘基—對苯胺、亞磷酸三(2,4二叔丁基苯基)酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯中的一種或多種的混合物。7、根據權利要求2所述的聚丙烯組合物,其特征在于所述耐候劑為水楊酸對辛基苯酯、水楊酸對叔丁基苯酯、間苯二酚單苯甲酸酯、2—氰基一3,3'—二苯基丙烯酸一2—乙基乙酯、2—羥基一4—正辛氧基-二苯甲酮2-(2'-羥基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2畫(2'-羥基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酉旨、2-(211-苯并三唑-2-基)-6-(十二烷基)-4-甲基苯酚、2-(2'-羥基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-[2,4-雙(2,4-二甲苯基)-2-(l,3,5-三嗪基)5-辛氧基苯酚、2-羥基-4-甲氧基-5-磺酰基二苯甲酮、2,4-二羥基二苯甲酮、[6-[(l,l,3,3-四甲基丁基)胺萄均三嗪-2,4-二][[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]己基-1,6-[(2,2,6,6-四甲基_4_哌啶基)亞胺基]、3—十二垸基一l一(2,2,6,6-四甲基一吡啶基)一吡咯一2,5—二烷酮、1,3,5—三(4一叔丁基一3—羥基一2,6—二甲基苯基)一1,3,5—三嗪一2,4,6—(1H,3H,5H)—三酮、4一苯甲酰氧基一2,2,6,6四甲基哌啶中的一種或幾種的混合物。8、權利要求17所述任一項聚丙烯組合物的制備方法,其特征在于該制備方法包括如下步驟將各組分混合均勻后,通過雙螺桿擠出機或往復式單螺桿擠出機,在17023(TC的溫度下熔融混煉,螺桿長徑比不小于32,擠出造粒,包裝即可。9、權利要求17所述任一項耐低溫沖擊聚丙烯組合物在制備汽車內飾件中應用。全文摘要本發明公開一種耐低溫沖擊聚丙烯組合物及其制備方法與作為汽車內飾件的應用,該聚丙烯組合物按重量百分比計包含如下組分聚丙烯樹脂40~79.8%,礦物填料15~35%,增韌劑5~30%,抗氧劑0.1~1%,耐候劑0.1~1%。本發明的聚丙烯組合物通過注塑加工汽車內飾件的各種性能均達到使用要求,克服了低溫性能差的缺點,特別是在0℃到-40℃具有良好的低溫沖擊性能。文檔編號C08L23/00GK101659768SQ20081019807公開日2010年3月3日申請日期2008年8月28日優先權日2008年8月28日發明者超丁,周英輝,李永華,羅忠富,陳廣強,達黃申請人:金發科技股份有限公司;上海金發科技發展有限公司