一種各向同性聚丙烯復合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子材料領域，特別涉及一種各向同性聚丙烯復合物及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車工業的發展，各大汽車廠商之間的競爭越來越激烈，汽車內飾材料的成 本、環保和節能減排的壓力越來越大，聚丙烯以其極低的密度、無毒環保、低廉的價格以及 優異的綜合性能使其成為了汽車內飾輕量化、環保化以及低成本化的主流材料，逐漸取代 PVC、ABS以及PC等塑料，成為汽車內飾上應用最廣泛的塑料材料。
[0003] 但是，聚丙烯屬于半結晶性材料，在注塑零件過程中通常會在流動方向優先取向 結晶，因此造成零件的各向異性，具體表現在零件縱向和橫向收縮不一致，導致零件翹曲變 形嚴重，同時造成零件在縱向和橫向的力學性能差異顯著，造成性能隱患。所以，如何克服 聚丙烯復合物的各向異性是亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的，就是為了解決上述問題而提供了一種各向同性聚丙烯復合物，該 聚丙烯復合物力學性能優異，在注塑成汽車內飾零件后，表現為各向同性，縱向和橫向的收 縮率差異和力學性能差異得到了顯著改善。
[0005] 本發明的另一個目的還在于提供了一種各向同性聚丙烯復合物的制備方法。
[0006] 為實現上述目的，本發明的技術方案實施如下：
[0007] 本發明的一種各向同性聚丙烯復合物，包括以下組分及其重量百分比含量：
[0008] 聚丙烯 胡-9·;
[0009] 乙烯-辛烯共聚物 4-15%： 高密度聚乙烯 4-15%; 熱穩定劑 0.2-2%: 加工助劑 0. 2-2%； α 成核劑 0.1-0.5%; β 成核劑 0.1-0.5%。
[0010] 上述的一種各向同性聚丙烯復合物，其中，所述聚丙烯為熔體流動速率為1~ 100g/10min的均聚聚丙稀。
[0011] 上述的一種各向同性聚丙烯復合物，其中，所述的熱穩定劑為酚類、胺類、亞磷酸 酯類、半受阻酚類、丙烯酰基官能團與硫代酯的復合物類和杯芳烴類熱穩定劑中的至少一 種。
[0012] 上述的一種各向同性聚丙烯復合物，其中，所述的加工助劑為低分子酯類、金屬皂 類、硬脂酸復合酯類和酰胺類加工助劑中的至少一種。
[0013] 上述的一種各向同性聚丙烯復合物，其中，所述α成核劑為山梨醇類、有機磷酸 鹽類、有機羧酸鹽類和支化酰胺類成核劑中的至少一種。
[0014] 上述的一種各向同性聚丙烯復合物，其中，所述β成核劑為脂肪族二羧酸鹽類、 環狀二羧酸鹽類、稀土類和芳香族二酰胺類成核劑中的至少一種。
[0015] 本發明還提供了一種各向同性聚丙烯復合物的制備方法，包括以下步驟：
[0016] 步驟1 :按照以下組分及其重量百分比含量準備原材料：聚丙烯65-90%，乙 烯-辛烯共聚物4-15%，高密度聚乙烯4-15%，熱穩定劑0. 2-2%，加工助劑0. 2-2%，α成 核劑 0. 1-0. 5%，β 成核劑 0. 1-0. 5% ;
[0017] 步驟2 :將步驟1中的原材料加入高速混合機中干混3-5分鐘；
[0018] 步驟3 :將步驟2中混合后的物料加入雙螺桿擠出機中熔融混合分散，擠出機各段 溫度設置在190-240 °C，擠出造粒，得到最終產品。
[0019] 上述的一種各向同性聚丙烯復合物的制備方法，其中，所述雙螺桿擠出機的長徑 比為40:1。
[0020] 本發明中的熱穩定劑的作用是抑制加工過程中聚丙烯產生的降解；加工助劑的作 用是促進共混物各成分之間的良好分散性；乙烯-辛烯共聚物的作用是增加材料在低溫狀 態下的韌性，防止制件在極端低溫下發脆；高密度聚乙烯的作用是與乙烯-辛烯共聚物起 到協效增韌的作用。
[0021] 本發明的有益效果如下：
[0022] 1. α成核劑可以大幅度提高聚丙烯材料的剛性，但其沖擊性能略有下降；而β成 核劑可以大幅提高聚丙烯材料的沖擊強度，其剛性略有下降。將兩種成核劑復配使用，不僅 可以同時提高聚丙烯材料的剛性和沖擊性能，而且由于結晶過程中α成核劑和β成核劑 的協效成核作用，聚丙烯在注塑零件的過程中，在流動方向和垂直流動方向晶體等效生長， 最終零件的縱橫向收縮率和力學性能表現為各向同性。
[0023] 2.本發明提供的材料具有優異的綜合性能。注塑成汽車內飾立柱后，通過零件縱 向和橫向分別截取力學樣條后測試性能，拉伸強度多22MPa，彎曲模量多lOOOMPa，缺口沖 擊強度彡7KJ/m 2。
【具體實施方式】
[0024] 下面將結合兩個對比例和三個實施例，對本發明作進一步說明。
[0025] 對比例1
[0026] 將77kg聚丙稀、0. 25kg酸類熱穩定劑、0. 25kg亞磷酸酯類熱穩定劑、0. 3kg加工助 劑、0. 2kg芳基磷酸鹽類成核劑、8kg乙稀-辛稀共聚物、IOkg高密度聚乙稀置于高速混合機 中混合后，再在雙螺桿擠出機中熔融混合后造粒，得到最終產品。
[0027] 上述原料的型號和廠家如下表所示：
[0028]
[0029] 對比例2
[0030] 將77kg聚丙烯、0. 25kg酚類熱穩定劑、0. 25kg亞磷酸酯類熱穩定劑、0. 3kg加工助 劑、0. 2kg芳香族二酰胺類成核劑、8kg乙稀-辛稀共聚物、IOkg高密度聚乙稀置于高速混合 機中混合后，再在雙螺桿擠出機中熔融混合后造粒，得到最終產品。
[0031] 上述原料的型號和廠家如下表所示：
[0033] 實施例1
[0034] 將77kg聚丙烯、0. 25kg酚類熱穩定劑、0. 25kg亞磷酸酯類熱穩定劑、0. 3kg加工助 劑、0.1 kg芳基磷酸鹽類成核劑、0.1 kg芳基二酰胺類成核劑、8kg乙稀-辛稀共聚物、IOkg 高密度聚乙烯置于高速混合機中混合3-5分鐘后，將混合后的物料加入長徑比為40:1的雙 螺桿擠出機中熔融混合分散，擠出機各段溫度設置在190-240°C，擠出造粒，得到最終產品。
[0035] 上述原料的型號和廠家如下表所示：
[0036]
[0037] 實施例2
[0038] 將80. 5kg聚丙稀、0. 3kg酸類熱穩定劑、0. 3kg亞磷酸酯類熱穩定劑、0. 5kg加工助 劑、0. 2kg有機羧酸鹽類成核劑、0. 2kg芳基二酰胺類成核劑、9kg乙烯-辛烯共聚物、9kg高 密度聚乙烯置于高速混合機中混合3-5分鐘后，將混合后的物料加入長徑比為40:1的雙螺 桿擠出機中熔融混合分散，擠出機各段溫度設置在190-240 °C，擠出造粒，得到最終產品。
[0039] 上述原料的型號和廠家如下表所示：
[0041] 實施例3
[0042] 將77聚丙稀、0. 5kg酸類熱穩定劑、0. 5kg亞磷酸酯類熱穩定劑、0. 7kg加工助劑、 0. 3kg有機羧酸鹽類成核劑、0. 3kg稀土類成核劑、IOkg乙稀-辛稀共聚物、12kg高密度聚 乙烯置于高速混合機中混合3-5分鐘后，將混合后的物料加入長徑比為40:1的雙螺桿擠出 機中熔融混合分散，擠出機各段溫度設置在190-240°C，擠出造粒，得到最終產品。
[0043] 上述原料的型號和廠家如下表所示：
[0046] 將對比例1和2,以及實施例1-3中所獲得的產品通過注塑機注塑成汽車立柱后， 測試縱向和橫向收縮率，并通過制樣機零件取樣條測試縱向和橫向力學性能，結果如下表 所示：
[0048] 通過上表可以清晰的看到，本發明的材料注塑成汽車內飾立柱后，通過零件縱向 和橫向分別截取力學樣條后測試性能，拉伸強度多22MPa，彎曲模量多lOOOMPa，缺口沖擊 強度多7KJ/m 2。這體現了通過本發明獲得的材料具有優異的綜合性能。
[0049] 同時，本發明采用了 α成核劑和β成核劑。α成核劑可以大幅度提高聚丙烯材 料的剛性，但其沖擊性能略有下降；而β成核劑可以大幅提高聚丙烯材料的沖擊強度，其 剛性略有下降。將兩種成核劑復配使用，不僅可以同時提高聚丙烯材料的剛性和沖擊性能， 而且由于結晶過程中α成核劑和β成核劑的協效成核作用，聚丙烯在注塑零件的過程中， 在流動方向和垂直流動方向晶體等效生長，最終零件的縱橫向收縮率和力學性能表現為各 向同性。
[0050] 以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關技術領域的技術人 員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的 技術方案也應該屬于本發明的范疇，應由各權利要求所限定。
【主權項】
1. 一種各向同性聚丙烯復合物，其特征在于，包括以下組分及其重量百分比含量： 聚丙烯 65-90%； 乙烯-辛烯共聚物 4-15? 高密度聚乙烯 4-15%; 熱穩定劑 0.2-2%;: .工助劑 om; α成核劑 0.1-0. 5%; β成核劑 0.1-0.5%。2. 如權利要求1所述的一種各向同性聚丙烯復合物，其特征在于，所述聚丙烯為熔體 流動速率為1~l〇〇g/l〇min的均聚聚丙稀。3. 如權利要求1所述的一種各向同性聚丙烯復合物，其特征在于，所述熱穩定劑為酚 類、胺類、亞磷酸酯類、半受阻酚類、丙烯酰基官能團與硫代酯的復合物類和杯芳烴類熱穩 定劑中的至少一種。4. 如權利要求1所述的一種各向同性聚丙烯復合物，其特征在于，所述的加工助劑為 低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸復合酯類和酰胺類加工助劑中的至少一種。5. 如權利要求1所述的一種各向同性聚丙烯復合物，其特征在于，所述α成核劑為山 梨醇類、有機磷酸鹽類、有機羧酸鹽類和支化酰胺類成核劑中的至少一種。6. 如權利要求1所述的一種各向同性聚丙烯復合物，其特征在于，所述β成核劑為脂 肪族二羧酸鹽類、環狀二羧酸鹽類、稀土類和芳香族二酰胺類成核劑中的至少一種。7. -種如權利要求1所述的各向同性聚丙烯復合物的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟： 步驟1 :按照以下組分及其重量百分比含量準備原材料：聚丙烯65-90%，乙烯-辛烯 共聚物4-15%，高密度聚乙烯4-15%，熱穩定劑0.2-2%，加工助劑0.2-2%，α成核劑 0· 1-0. 5%，β成核劑 0· 1-0. 5% ; 步驟2 :將步驟1中的原材料加入高速混合機中干混3-5分鐘； 步驟3 :將步驟2中混合后的物料加入雙螺桿擠出機中熔融混合分散，擠出機各段溫度 設置在190-240 °C，擠出造粒，得到最終產品。8. 如權利要求7中所述的一種各向同性聚丙烯復合物的制備方法，其特征在于，所述 雙螺桿擠出機的長徑比為40:1。
【專利摘要】本發明公開了一種各向同性聚丙烯復合物，包括以下組分及其重量百分比含量：聚丙烯65-90％，乙烯-辛烯共聚物4-15％，高密度聚乙烯4-15％，熱穩定劑0.2-2％，加工助劑0.2-2％，α成核劑0.1-0.5％，β成核劑0.1-0.5％。本發明還提供了一種各向同性聚丙烯復合物的制備方法，主要步驟包括高速混合機混合原料和雙螺桿擠出機熔融擠出產品等。采用該發明制備獲得的聚丙烯復合物力學性能優異，在注塑成汽車內飾零件后，表現為各向同性，縱向和橫向的收縮率差異和力學性能差異得到了顯著改善。
【IPC分類】C08K5/526, C08L23/08, C08K5/20, C08L23/12, C08K5/134, C08K5/00, C08L23/06
【公開號】CN105385032
【申請號】CN201510929034
【發明人】程文超, 陳廣強, 杜賞
【申請人】上海金發科技發展有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月14日