CN115947993B - 一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯组合物及其制备方法与应用。聚丙烯组合物包括以下重量份计的组分：聚丙烯树脂40‑70份、聚乙烯树脂5‑15份、乙烯‑辛烯共聚物3‑10份、滑石粉5‑30份、丙烯‑乙烯共聚物2‑10份、马来酸酐接枝聚丙烯共聚物1‑10份、抗氧剂0.5‑1份、抗光老化剂0.5‑1份。本发明通过组分配合，降低聚丙烯、乙烯‑辛烯共聚物、滑石粉三者之间的流动差，共同起到稳定材料流动性的作用，从而避免材料在经过狭小的浇口时因压力骤降，各组分流动性差异较大，造成喷射时出现长的喷射痕，影响制件外观的问题。
Description
技术领域
本发明涉及车用内外饰材料领域，尤其是一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用。
背景技术
聚丙烯(PP)因其密度轻、价格低廉、来源广泛的特点被广泛的应用于注塑零件中，在聚丙烯基体中添加滑石粉、乙烯-辛烯共聚物可以改善聚丙烯材料的刚性及韧性，拓宽聚丙烯材料的应用范围，满足制件在高低温条件下的应用工况。但是向聚丙烯材料中添加滑石粉和乙烯-辛烯共聚物，因其为异相物质，将造成材料在后续加工过程中流动性差异变大，其中滑石粉为无机材料，其在熔融状态下流动性极差，需要由PP基体树脂作为载体参与流动。但无机材料与有机PP基体树脂因界面结合较差而出现相容性问题，导致材料在熔融状态下基体树脂与滑石粉之间的分离，造成熔体体流动不稳定，而添加的乙烯-辛烯共聚物，因一般流动性较差，粘度较大且其作为异相物质与PP基体存在相容性问题，造成其在熔融状态下，与PP树脂相比流动缓慢，剪切作用增加，会逐渐产生微观的组分呈现相分离，流动速度不一致的情况，产生熔体流动不稳定的现象。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种聚丙烯组合物及其制备方法与应用。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种聚丙烯组合物，包括以下重量份计的组分：聚丙烯树脂40-70份、聚乙烯树脂5-15份、乙烯-辛烯共聚物3-10份、滑石粉5-30份、丙烯-乙烯共聚物2-10份、马来酸酐接枝聚丙烯共聚物1-10份、抗氧剂0.5-1份、抗光老化剂0.5-1份。
优选地，所述聚丙烯组合物包括以下重量份计的组分：聚丙烯树脂56-66份、聚乙烯树脂8-10份、乙烯-辛烯共聚物6-9份、滑石粉10-20份、丙烯-乙烯共聚物5-8份、马来酸酐接枝聚丙烯共聚物2-6份、抗氧剂0.5-1份、抗光老化剂0.5-1份。
优选地，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。
所述聚丙烯树脂、聚乙烯树脂不包括丙烯-乙烯共聚物。
所述聚丙烯树脂在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为5-80g/10min；优选地，所述聚丙烯树脂在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为10-50g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行。
优选地，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯，在190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为0.7-14g/10min；更优选地，所述聚乙烯树脂在1900℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为1-12g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行。
所述乙烯-辛烯共聚物在190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为0.7-14g/10min；优选地，所述乙烯-辛烯共聚物在190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为1-10g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行。
优选地，所述滑石粉的平均粒径为1250目-4000目。
所述丙烯-乙烯共聚物在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为1.4g-21g/10mim；优选地，所述丙烯-乙烯共聚物在190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为3.5-18g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行。
所述马来酸酐接枝聚丙烯共聚物在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为4.5-28g/10min；优选地，所述马来酸酐接枝聚丙烯共聚物在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为8-22g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行。
上述聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、丙烯-乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯共聚物、抗氧剂、抗光老化剂混合，得到预混料，熔融挤出，造粒干燥，即得。
优选地，所述熔融挤出采用双螺杆挤出机，熔融挤出条件为：一区温度80-100℃，二区温度190-210℃，三区温度190-210℃，四区温度190-210℃，五区温度190-210℃，六区温度190-210℃，七区温度190-210℃，八区温度190-210℃，九区温度190-210℃，主机转速450-550转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为44:1-48:1。
上述聚丙烯组合物在制备车用内外饰零件，例如仪表板、手套箱、门板、轮眉等对外观要求较高的零件中。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明在聚丙烯配方体系中同时添加特定熔体流动速率的聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、丙烯-乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯共聚物，其中，丙烯-乙烯共聚物降低乙烯-辛烯共聚物与聚丙烯树脂的流动差异，马来酸酐接枝聚丙烯共聚物降低聚丙烯树脂与滑石粉的流动差异，同时丙烯-乙烯共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯共聚物的流动性差异较小，从而间接降低聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉三者之间的流动差，共同起到稳定材料流动性的作用，从而避免材料在经过狭小的浇口时因压力骤降，各组分流动性差异较大，造成喷射时出现长的喷射痕，影响制件外观的问题。
另外，本发明采用熔体流动速率为1-12g/10min的聚乙烯树脂和粒径为1250目-4000目的滑石粉，可进一步提高材料的性能。本发明的聚丙烯组合物材料可以更广泛的应用于车用注塑内外饰零部件中。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例和对比例中，如无特别说明，抗氧剂、抗光老化剂均通过市售获得，且平行实验中使用的是相同的抗氧剂、抗光老化剂。
现对实施例及对比例所用原料做如下说明，但不限于这些材料：
聚丙烯树脂1：PP EP300M，中海壳牌，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为10g/10min；
聚丙烯树脂2：PP EP5075X，中国石化，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为50g/10min；
聚丙烯树脂3：PP K9010，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为8g/10min；
聚丙烯树脂4：PP EP648U,中海壳牌，，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为60g/10min；
聚丙烯树脂5：PP K8003，扬子石化，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为2g/10min；
聚丙烯树脂6：PP BX3920，SK化学，据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为100g/10min；
聚乙烯树脂:1：HDPE HM5012，西湖化工，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为12g/10min；
聚乙烯树脂2：HDPE 1300J，兰州石化，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为14g/10min；
聚乙烯树脂3：HDPE 9475，天津石化，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为0.7g/10min；
聚乙烯树脂4：HDPE 5000S，大庆石化，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为1g/10min；
乙烯-辛烯共聚物1：EXACT POE 9061，埃克森美孚，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为0.5g/10min；
乙烯-辛烯共聚物2：EXACT POE 0210，埃克森美孚，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为10g/10min；
乙烯-辛烯共聚物3：POE ENGAGE 7467，陶氏化学，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为1g/10min；
乙烯-辛烯共聚物4：POE ENGAGE 8137，陶氏化学，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为13g/10min；
乙烯-辛烯共聚物5：ENGAGE POE 7270,陶氏化学，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为0.8g/10min；
乙烯-辛烯共聚物6：ENGAGE POE 8401,陶氏化学，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为30g/10min；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：EVA 2005，沙特国际，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为2g/10min；
滑石粉1：粒径为1250目，市售；
滑石粉2：粒径为4000目，市售；
滑石粉3：粒径为500目，市售；
滑石粉4：粒径为5000目，市售；
丙烯-乙烯共聚物1：Vistamaxx POP 6000，埃克森美孚，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为3.5g/10min；
丙烯-乙烯共聚物2：Vistamaxx POP 7050，埃克森美孚，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为18g/10min；
丙烯-乙烯共聚物3：Vistamaxx POP 6102埃克森美孚，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为1.4g/10min；
丙烯-乙烯共聚物4：Vistamaxx POP 6502，埃克森美孚，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为21g/10min；
丙烯-乙烯共聚物5：Vistamaxx POP 3020，埃克森美孚，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为1.2g/10min；丙烯-乙烯共聚物6：Vistamaxx POP 6902，埃克森美孚，根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为27g/10min；马来酸酐接枝聚丙烯共聚物1：OREVAC PP-g-MAH 18732，SK综合化学，根据ISO1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为8g/10min；
马来酸酐接枝聚丙烯共聚物2：ADMER PP-g-MAH QS615E，三井化学，根据ISO1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为28g/10min；
马来酸酐接枝聚丙烯共聚物3：OREVAC PP-g-MAH 18729，SK综合化学，根据ISO1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为4.5g/10min；
马来酸酐接枝聚丙烯共聚物4：FUSABOND PP-g-MAH P353，陶氏化学，根据ISO1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为22g/10min；
马来酸酐接枝聚丙烯共聚物5：OREVAC PP-g-MAH 18707，SK综合化学，根据ISO1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为4g/10min；
马来酸酐接枝聚丙烯共聚物6：OREVAC PP-g-MAH 18751，SK综合化学，根据ISO1133-1-2011标准使用2.16kg重量在230℃的温度下测量的熔体流动速率为35g/10min；抗氧剂：抗氧剂1010，市售；
抗光老化剂：抗光老化剂3808-PP5，市售。
实施例及对比例
实施例及对比例的聚丙烯组合物的组分及重量份如表1和2所示。实施例及对比例的聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：
表1实施例中的原材料组分及重量份
表2对比例中的原材料组分及重量份
实施例和对比例的聚丙烯组合物，制备方法包括如下步骤：
将聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、丙烯-乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯共聚物和抗氧剂、抗光老化剂混合均匀，得到预混料，熔融挤出，造粒干燥，即得。熔融挤出采用双螺杆挤出机，熔融挤出条件为：一区温度80℃，二区温度190℃，三区温度190℃，四区温度190℃，五区温度190℃，六区温度190℃，七区温度190℃，八区温度190℃，九区温度190℃，主机转速450转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为48:1。
性能测试
实施例及对比例的聚丙烯组合物进行性能测试，具体测试方法如下：
喷射痕长度：使用尺寸为100mm*365*mm*1.5mm燃烧板，使用卡尺测量从浇口处到喷射痕末端的距离，作为喷射痕长度。
喷射痕等级：将本发明的聚丙烯复合材料制成365*100*1.5mm样板，观察表面喷射痕状况；喷射痕等级共分为3个等级，最好为1级，即样板主平面未出现明显喷射痕；等级2：喷射痕蔓延至主平面，但仅在某个角度可轻微察觉；等级3：喷射痕蔓延至主平面，可察觉明显的喷射痕。评判时，由五个人对样板分别进行评价，最终评级时，去掉一个最高值，去掉一个最低值，取最终的平均值整数作为喷射痕等级。
测试结果如表3和表4所示。
表3
表4
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种聚丙烯组合物，其特征在于，包括以下重量份计的组分：聚丙烯树脂40-70份、聚乙烯树脂5-15份、乙烯-辛烯共聚物3-10份、滑石粉5-30份、丙烯-乙烯共聚物2-10份、马来酸酐接枝聚丙烯共聚物1-10份、抗氧剂0.5-1份、抗光老化剂0.5-1份；
所述聚丙烯树脂在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为5-80g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行；
所述乙烯-辛烯共聚物在190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为0.7-14g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行；
所述丙烯-乙烯共聚物在190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为1.4g-21g/10mim，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行；
所述马来酸酐接枝聚丙烯共聚物在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为4.5-28g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行；
所述聚乙烯树脂根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为0.7-14g/10min。
2.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，包括以下重量份计的组分：聚丙烯树脂56-66份、聚乙烯树脂8-10份、乙烯-辛烯共聚物6-9份、滑石粉10-20份、丙烯-乙烯共聚物5-8份、马来酸酐接枝聚丙烯共聚物2-6份、抗氧剂0.5-1份、抗光老化剂0.5-1份。
3.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。
4.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚乙烯树脂根据ISO 1133-1-2011标准使用2.16kg重量在190℃的温度下测量的熔体流动速率为1-12g/10min。
5.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述滑石粉的平均粒径为1250目-4000目。
6.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，包括以下各项中至少一项：
所述聚丙烯树脂在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为10-50g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行；
所述乙烯-辛烯共聚物在190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为1-10g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行；
所述丙烯-乙烯共聚物在190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为3.5-18g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行；
所述马来酸酐接枝聚丙烯共聚物在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为8-22g/10min，按照测试标准ISO 1133-1-2011执行。
7.权利要求1-6任一项所述聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、丙烯-乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯共聚物和抗氧剂、抗光老化剂混合，得到预混料，熔融挤出，造粒干燥，即得。
8.根据权利要求7所述聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出采用双螺杆挤出机，熔融挤出条件为：一区温度80-100℃，二区温度190-210℃，三区温度190-210℃，四区温度190-210℃，五区温度190-210℃，六区温度190-210℃，七区温度190-210℃，八区温度190-210℃，九区温度190-210℃，主机转速450-550转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为44:1-48:1。
9.权利要求1-6任一项所述聚丙烯组合物在制备车用内外饰零件中的应用。
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