一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物，包括以下組分及其重量百分數含量：聚丙烯45?90％、礦物填料0?40％、離子型共聚物0.5?20％、聚醚胺0?10％、馬來酸酐接枝聚丙烯2?10％、抗氧劑0.1?0.5％；本發明還公開了一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物的制備方法。與現有技術相比，本發明采用特殊體系提高聚丙烯材料的耐劃傷性能，所得到聚丙烯材料不僅具有優異的耐劃傷性能，同時具有良好的剛性、低溫抗沖擊性能，不影響材料的外觀和使用；材料使用局限性小，適用于汽車內飾、電子電器、家電外殼等領域。
【專利說明】
-種具有耐劃傷性能的聚丙稀組合物及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明設及高分子材料及其成型加工領域，特別設及一種具有耐劃傷性能的聚丙 締組合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚丙締 (PP)樹脂具有密度小、抗疲勞、無毒、化學穩定性優異、易加工成型等優點， 在汽車工業、家用電器等領域具有廣泛的應用，但是PP材料同時具有耐熱差、低溫脆性、表 面硬度較低等缺點，較低的表面硬度導致PP材料耐劃傷性能相對較差，不能滿足汽車內飾、 家電外殼等制件對于材料耐劃傷性能的要求。因此有效改善PP材料的耐劃傷性能成為近年 來PP類樹脂改性技術的一個重點研發方向。
[0003] 目前主要通過提高材料的表面硬度和降低表面摩擦系數的方法來改善PP材料的 耐劃傷性能。中國專利CN102030944A公開了一種耐劃傷聚丙締組合物及其制備方法，通過 加入聚硅氧烷潤滑劑提高材料的耐劃傷性能；中國專利CN101173074B公開了一種具有耐劃 傷性能的聚丙締組合物及其制備方法，通過添加脂肪族伯酷胺潤滑劑降低材料表面摩擦系 數，提高PP材料的耐劃傷性能。雖然潤滑劑的加入可W-定程度上改善材料的耐劃傷性能， 但在材料長期使用過程中存在潤滑劑析出問題，嚴重影響材料的外觀和使用。
[0004] 中國專利CN104356509A公開了 一種高硬度耐劃傷高光澤改性聚丙締材料，通過加 入聚甲基丙締酸甲醋（PMMA)，提高材料的表面硬度，從而改善耐劃傷性能；中國專利 CN1631960A公開了高剛性、高初性耐劃痕滑石粉填充聚丙締及其制備方法，通過加入有機 娃彈性體的方法提高材料的耐劃傷性能。但是，上述方法對材料耐劃傷性能的改善有限，且 材料使用局限性大。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的，就是為了解決上述問題而提供了一種具有耐劃傷性能的聚丙締組 合物，該組合物采用特殊體系提高聚丙締材料的耐劃傷性能，所得到聚丙締材料不僅具有 優異的耐劃傷性能，同時具有良好的剛性、低溫抗沖擊性能，不影響材料的外觀和使用;材 料使用局限性小，適用于汽車內飾、電子電器、家電外殼等領域。
[0006] 本發明的另一個目的還在于提供了一種具有耐劃傷性能的聚丙締組合物的制備 方法。
[0007] 為實現上述目的，本發明的技術方案實施如下：
[000引本發明的一種具有耐劃傷性能的聚丙締組合物，包括W下組分及其重量百分數含 量：
[0009]
[0010] 上述的一種具有耐劃傷性能的聚丙締組合物，其中，所述聚丙締為均聚聚丙締、嵌 段共聚聚丙締和無規共聚聚丙締中的至少一種。
[0011] 上述的一種具有耐劃傷性能的聚丙締組合物，其中，所述礦物填料為滑石粉、碳酸 巧、娃灰石、云母粉或硫酸領中一種，且所述礦物填料的目數為300-4000目。
[0012] 上述的一種具有耐劃傷性能的聚丙締組合物，其中，所述離子型共聚物為乙締-甲 基丙締酸鋼鹽、乙締-甲基丙締酸鋒鹽或乙締-甲基丙締酸儀鹽中的一種。
[0013] 上述的一種具有耐劃傷性能的聚丙締組合物，其中，所述乙締-甲基丙締酸鋼鹽、 乙締-甲基丙締酸鋒鹽和乙締-甲基丙締酸儀鹽中，甲基丙締酸的中和比例均為5-90%。
[0014] 所述離子型共聚物優選為杜邦公司商業化產品乙締-甲基丙締酸鋼鹽Surl yn? 8920,乙締-甲基丙締酸鋒鹽Sur I yn'?9320。離子型共聚物在材料成型過程中可W遷移到表 面，在材料表面形成堅固的保護層，提高聚丙締材料的表面硬度，從而提高耐劃傷性能。
[0015] 上述的一種具有耐劃傷性能的聚丙締組合物，其中，所述聚酸胺為端氨基聚氧化 丙締酸和端氨基聚氧化乙締酸中的至少一種。
[0016] 上述的一種具有耐劃傷性能的聚丙締組合物，其中，所述端氨基聚氧化丙締酸和 端氨基聚氧化乙締酸的分子量均為600-5000。聚酸胺具有高的反應活性，可與多種活性基 團發生反應，如簇酸、環氧、醋基、酸酢。
[0017] 所述聚酸胺優選為亨斯曼公司商業化產品端氨基聚氧化丙締酸JeffamineSD- 4000,端氨基聚氧化乙締酸Jeffamine?ED-900。高反應活性聚酸胺可與未完全中和的離 子型共聚物發生擴鏈反應，從而產生良好的低溫增初作用。
[0018] 上述的一種具有耐劃傷性能的聚丙締組合物，其中，所述馬來酸酢接枝聚丙締的 接枝率大于0.6。其作用為與高反應活性的離子型共聚物、聚酸胺反應形成活性網絡體系， 同時提高基體樹脂聚丙締與離子型共聚物、聚酸胺之間的相容性。
[0019] 上述的一種具有耐劃傷性能的聚丙締組合物，其中，所述抗氧劑為受阻酪類、受阻 胺類和亞憐酸醋類抗氧劑中的一種或兩種的混合物。所述受阻酪類抗氧劑可W為亞憐酸= (2,4-二叔下基苯酪醋），所述受阻胺類抗氧劑可W為3,5-二叔下基-4-徑基苯丙酷-己二 胺，所述亞憐酸醋類抗氧劑可W為四[e-(3,5-二叔下基-4-徑基苯基)丙酸]季戊四醇醋。
[0020] 本發明還提供了一種具有耐劃傷性能的聚丙締組合物的制備方法，包括W下制備 步驟：
[0021] 步驟1:按照W下組分及其重量百分數含量準備原材料:聚丙締45-90%、礦物填料 0-40%、離子型共聚物0.5-20%、聚酸胺0-10%、馬來酸酢接枝聚丙締2-10%、抗氧劑0.1- 0.5%;
[0022] 步驟2:將聚丙締、礦物填料、離子型共聚物、聚酸胺、馬來酸酢接枝聚丙締和抗氧 劑置于高速混合機中混合，所述高速混合機轉速為300-50化pm，混合時間為20-40min;
[0023] 步驟3:將混合后的原材料通過雙螺桿擠出機烙融混合，并擠出造粒，所述雙螺桿 擠出機的螺桿轉速200-45化pm，擠出機烙融溫度設定為190-220°C，最終獲得本發明的產 品。
[0024] 本發明的有益效果如下：
[0025] 1.本發明的聚丙締組合物不僅具有優異的耐劃傷性能，同時具有良好的耐低溫沖 擊性能。
[0026] 2.本發明體系中=種組分離子型共聚物、高反應活性聚酸胺、馬來酸酢接枝聚丙 締可W反應形成網絡結構，有效提高材料的耐劃傷性能和低溫初性。
[0027] 3.本發明中馬來酸酢接枝聚丙締不僅可W作為活性組分促進形成網絡體系，同時 可W提高聚丙締與極性組分間的相容性，使材料改善后的耐劃傷具有持久性，穩定性。
【具體實施方式】
[0028] 下面將結合實施例，對本發明作進一步說明。
[0029] 實施例1-5及對比例1-3所使用的原材料及其生產廠家和牌號見下表：
[0030]
[0031] W下為實施例1-5:
[0032] 實施例1
[0033] 將75.5kg共聚聚丙締、10.0 kg滑石粉、5. Okg乙締-甲基丙締酸鋼鹽、5. Okg端氨基 聚氧化乙締酸、4.Okg馬來酸酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧劑1010和0.25kg抗氧劑168置于高 混機中攬拌混合，高速混合機轉速為35化pm，混合時間為30min。隨后，將混合后的原材料通 過雙螺桿擠出機烙融混合，并擠出造粒，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉速3(K)巧m，擠出機烙融 溫度設定為190-220°C，最終獲得產品1。
[0034] 實施例2
[0(X3日]將65.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、5. Okg乙締-甲基丙締酸鋼鹽、5. Okg端氨基 聚氧化乙締酸、4.Okg馬來酸酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧劑1010和0.25kg抗氧劑168置于高 混機中攬拌混合，高速混合機轉速為40化pm，混合時間為25min。隨后，將混合后的原材料通 過雙螺桿擠出機烙融混合，并擠出造粒，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉速35化pm，擠出機烙融 溫度設定為190-220°C，最終獲得產品2。
[0036] 實施例3
[0037] 將60.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、10.0 kg乙締-甲基丙締酸鋼鹽、5. Okg端氨基 聚氧化乙締酸、4.Okg馬來酸酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧劑1010和0.25kg抗氧劑168置于高 混機中攬拌混合，高速混合機轉速為50化pm，混合時間為20min。隨后，將混合后的原材料通 過雙螺桿擠出機烙融混合，并擠出造粒，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉速45化pm，擠出機烙融 溫度設定為190-220°C，最終獲得產品3。
[003引實施例4
[0039] 將55.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、10.0 kg乙締-甲基丙締酸鋼鹽、10.0 kg端氨 基聚氧化乙締酸、4.Okg馬來酸酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧劑1010和0.25kg抗氧劑168置于 高混機中攬拌混合，高速混合機轉速為45化pm，混合時間為30min。隨后，將混合后的原材料 通過雙螺桿擠出機烙融混合，并擠出造粒，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉速45化pm，擠出機烙 融溫度設定為190-220°C，最終獲得產品4。
[0040] 實施例5
[0041 ] 將53.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、10.0 kg乙締-甲基丙締酸鋼鹽、10.0 kg端氨 基聚氧化乙締酸、6.Okg馬來酸酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧劑1010和0.25kg抗氧劑168置于 高混機中攬拌混合，高速混合機轉速為30化pm，混合時間為40min。隨后，將混合后的原材料 通過雙螺桿擠出機烙融混合，并擠出造粒，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉速35化pm，擠出機烙 融溫度設定為190-220°C，最終獲得產品5。
[0042] W下為對比例1-3:
[0043] 比較例1
[0044] 將73.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、6. Okg馬來酸酢接枝聚丙締、0.25kg抗氧劑 1010和0.25kg抗氧劑168置于高混機中攬拌混合，高速混合機轉速為3(K)rpm，混合時間為 40min。隨后，將混合后的原材料通過雙螺桿擠出機烙融混合，并擠出造粒，所述雙螺桿擠出 機的螺桿轉速35化pm，擠出機烙融溫度設定為190-220°C，最終獲得產品6。
[0045] 比較例2
[0046] 將63.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、10.0 kg端氨基聚氧化乙締酸、6. Okg馬來酸 酢接枝聚丙締、0.2化g抗氧劑1010和0.25kg抗氧劑168置于高混機中攬拌混合，高速混合機 轉速為3(K)巧m，混合時間為40min。隨后，將混合后的原材料通過雙螺桿擠出機烙融混合，并 擠出造粒，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉速35化pm，擠出機烙融溫度設定為190-220°C，最終 獲得產品7。
[0047] 比較例3
[004引將59.5kg共聚聚丙締、20.0 kg滑石粉、10.0 kg乙締-甲基丙締酸鋼鹽、10.0 kg端氨 基聚氧化乙締酸、0.2化g抗氧劑1010和0.25kg抗氧劑168置于高混機中攬拌混合，高速混合 機轉速為3(K)巧m，混合時間為40min。隨后，將混合后的原材料通過雙螺桿擠出機烙融混合， 并擠出造粒，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉速35化pm，擠出機烙融溫度設定為190-220°C，最 終獲得產品8。
[0049] 將產品1-8進行相關性能的測試，相關測試標準如下：
[0050] 使用國際標準對所制備材料的力學性能、表面硬度進行測試;采用耐劃傷測試儀 評價材料的耐劃傷性能，具體方法為:首先利用色度計測試注塑成型塑料板劃傷前表面的 光散射值，然后用一把機械驅動的刮刀在塑料板表面刮出一段線段圖形，測試材料表面劃 傷后的光散射值，W劃傷前后光散射差值A E度量材料耐劃傷性能的好壞，A E值越小，材料 耐劃傷性能越好，結果如下表中所示。
[0化1 ] 具體測試條件為:溫度：23 ± 5 r、支撐力：10N、劃傷速度：lOOOmm/min、刮刀：直徑 IrniTi O [00日21
12 通過上表可知，本發明制備的具有耐劃傷性能的聚丙締組合物同時具備良好的低 溫沖擊性能和優異的耐劃傷性能。通過實施例和對比例性能對比可W發現離子型共聚物、 聚酸胺、馬來酸酢接枝聚丙締對于提高材料的耐劃傷性能、低溫初性具有協同作用，同時材 料的表面硬度、剛性也得到了有效提高。該組合物可W滿足汽車內飾、電子電器、家電外殼 等對于耐劃傷、低溫初性的要求。 2 W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W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. 一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物，其特征在于，包括以下組分及其重量百分數 含量： 聚丙烯 45-90%; 礦物填料 0-40%; 離子型共聚物 0.5-20%; 聚醚胺 0-10%; 馬來酸If接枝聚芮烯 2-10%; 抗氧劑 0.1-0.51。2. 如權利要求1所述的一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物，其特征在于，所述聚丙烯 為均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和無規共聚聚丙烯中的至少一種。3. 如權利要求1所述的一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物，其特征在于，所述礦物填 料為滑石粉、碳酸鈣、硅灰石、云母粉或硫酸鋇中一種，且所述礦物填料的目數為300-4000 目。4. 如權利要求1所述的一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物，其特征在于，所述離子型 共聚物為乙烯-甲基丙烯酸鈉鹽、乙烯-甲基丙烯酸鋅鹽或乙烯-甲基丙烯酸鎂鹽中的一種。5. 如權利要求4所述的一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物，其特征在于，所述乙烯-甲基丙烯酸鈉鹽、乙烯-甲基丙烯酸鋅鹽和乙烯-甲基丙烯酸鎂鹽中，甲基丙烯酸的中和比 例均為5-90 %。6. 如權利要求1所述的一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物，其特征在于，所述聚醚胺 為端氨基聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚中的至少一種。7. 如權利要求1所述的一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物，其特征在于，所述端氨基 聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚的分子量均為600-5000。8. 如權利要求1所述的一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物，其特征在于，所述馬來酸 酐接枝聚丙烯的接枝率大于〇. 6。9. 如權利要求1所述的一種具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物，其特征在于，所述抗氧劑 為受阻酚類、受阻胺類和亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或兩種的混合物。10. -種如權利要求1所述的具有耐劃傷性能的聚丙烯組合物的制備方法，其特征在 于，包括以下制備步驟： 步驟1:按照以下組分及其重量百分數含量準備原材料：聚丙烯45-90%、礦物填料0-40%、離子型共聚物0.5-20%、聚醚胺0-10%、馬來酸酐接枝聚丙烯2-10%、抗氧劑0.1- 0.5% ； 步驟2:將聚丙烯、礦物填料、離子型共聚物、聚醚胺、馬來酸酐接枝聚丙烯和抗氧劑置 于高速混合機中混合，所述高速混合機轉速為300_500rpm，混合時間為20_40min; 步驟3:將混合后的原材料通過雙螺桿擠出機熔融混合，并擠出造粒，所述雙螺桿擠出 機的螺桿轉速200-450rpm，擠出機熔融溫度設定為190-220°C，最終獲得本發明的產品。
【文檔編號】C08K3/34GK105924798SQ201610318419
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】夏建盟, 張爽爽, 劉樂文
【申請人】上海金發科技發展有限公司