一種高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物及其制備方法，高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的組分為（重量份）：均聚聚丙烯：10-60份，共聚聚丙烯：10-40份，熱塑性彈性體：10-25份，聚乙烯：3-8份，礦物填料：0-35份，熱穩(wěn)定劑：0.2-1份，光穩(wěn)定劑：0.2-1份，偶聯(lián)劑：0.3-1份，其他助劑：0.5-3份。制備方法：按上述重量份配比稱取原材料；低速攪拌混合2-8分鐘，得到預(yù)混料；將預(yù)混料加入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融共混，擠出造粒。本發(fā)明產(chǎn)品具有流動(dòng)性高、收縮率低、尺寸穩(wěn)定性佳，本發(fā)明生產(chǎn)配方成熟，擠出工藝簡單，產(chǎn)品的性能可以通過配方進(jìn)行調(diào)整，性能可控，注塑成型工藝范圍寬。
【專利說明】一種高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，質(zhì)輕、耐腐蝕、耐熱、耐老化、抗沖擊、剛韌平衡的聚丙烯(PP)復(fù)合材料已越來越多地被采用，當(dāng)今汽車上使用改性PP材料的零部件已十幾種，用改性PP材料成型的汽車保險(xiǎn)杠是最具代表性的零部件，且現(xiàn)在的保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)都趨向薄壁化，要求材料流動(dòng)性好，韌性高，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性佳。汽車保險(xiǎn)杠產(chǎn)品在裝配前有兩個(gè)收縮過程，即注塑成型過程中脫模冷卻后收縮與噴涂烘烤后收縮，而噴涂烘烤過程中的收縮是產(chǎn)品成型加工過程中無法控制的，從而會(huì)出現(xiàn)噴涂后尺寸波動(dòng)幅度大導(dǎo)致產(chǎn)品無法裝配。[0003]近幾年國內(nèi)研制出了一些保險(xiǎn)杠材料，如申請公布號為CN101993563A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種汽車保險(xiǎn)杠聚丙烯專用料的制備方法，以共聚聚丙烯為基礎(chǔ)樹脂，利用馬來酸酐接枝物、成核劑和無機(jī)填料滑石粉提高物料之間的相容性和體系模量，控制結(jié)晶尺寸和改善熱穩(wěn)定性，利用增韌劑共混增韌、加工改性母料調(diào)節(jié)加工流動(dòng)性，所制得的保險(xiǎn)杠專用料流動(dòng)性為4.8g/10min,拉伸強(qiáng)度為21.6Mpa，懸臂梁沖擊23°C和_20°C分別為548J/m、98.7 J/m，成型收縮率為0.91%，材料具有較高的沖擊強(qiáng)度和較低的收縮率，但材料流動(dòng)性低注塑成型時(shí)不僅加工參數(shù)設(shè)置范圍窄，而且易出現(xiàn)產(chǎn)品外觀缺陷等問題。
[0004]又如申請公布號為CN101693777A的中國專利文獻(xiàn)提供了一種汽車保險(xiǎn)杠用材料及其制備方法，成分配比包括聚丙烯49%~69%、飽和乙烯-辛烯共聚物5%~25%、硫酸鈣晶須10%~30%、聚丙烯接枝馬來酸酐共聚物5%~15%、成核劑0.1%~0.2%、抗氧劑0.3%~
0.6%、潤滑劑0.2%~0.5%，擠出加工溫度為170°C~230°C，硫酸鈣晶須通過側(cè)向喂料口加入，制得的材料懸臂梁缺口沖擊能達(dá)到120 J/m~650J/m，熔融指數(shù)13.lg/10min~21.3g/10min，成型收縮率可達(dá)到0.9%~1.3%，該專利文獻(xiàn)制備的汽車保險(xiǎn)杠材料具有良好的剛韌平衡性、流動(dòng)性，但材料的收縮率較大，不適合于生產(chǎn)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜且收縮率要求低的產(chǎn)品。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)不能有效的控制產(chǎn)品在注塑成型及烘烤噴涂過程中尺寸的波動(dòng)范圍；材料熔體速率偏低，不適合生產(chǎn)薄壁化、外觀設(shè)計(jì)復(fù)雜且外觀要求高的保險(xiǎn)杠產(chǎn)品。
[0006]其他相關(guān)專利:
1、一種低收縮高流動(dòng)高韌性聚丙烯的制備方法，申請?zhí)?200710047775.4 ；
2、一種低收縮率汽車保險(xiǎn)杠專用聚丙烯復(fù)合物及其制備方法，申請?zhí)?201210460696.7 ；
3、一種薄壁化汽車保險(xiǎn)杠專用聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，申請?zhí)?201210461727.0 ；
4、一種尺寸穩(wěn)定性良好的聚丙烯組合物及其制備方法與用途，申請?zhí)?201210372018.5 ；5、一種聚丙烯汽車保險(xiǎn)杠專用料及其制備方法，申請?zhí)?201210111297.x ；
6、一種薄壁保險(xiǎn)杠用改性聚丙烯材料及其制備方法，申請?zhí)?201010196779.0 ；
7、一種汽車保險(xiǎn)杠用耐候抗沖聚丙烯專用材料及制備方法，申請?zhí)?201310157330.7。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物及其制備方法，其能更好的控制大型薄壁噴涂制品在注塑成型及烘烤噴涂過程中尺寸的波動(dòng)范圍；解決大型薄壁噴涂制品注塑成型時(shí)易產(chǎn)生外觀缺陷的問題。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:所述高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的組分為(重量份):均聚聚丙烯:10-60份，共聚聚丙烯:10-40份，熱塑性彈性體:10-25份，聚乙烯:3_8份，礦物填料:0-35份，熱穩(wěn)定劑:0.2-1份，光穩(wěn)定劑:0.2-1份，偶聯(lián)劑:0.3-1份，其他助劑:0.5-3份；所述其他助劑為白油、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、聚乙烯鈉、N, N’ 一乙撐雙硬脂酰胺、丙烯酸酯-羧酸-乙烯三元共聚物和脂肪族環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
[0009]所述均聚聚丙烯熔融指數(shù):70-120g/10min ;所述共聚聚丙烯熔融指數(shù):20_40g/10min,收縮率:0.7-0.9%。
[0010]所述熱塑性彈性體為三元乙丙橡膠、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一種或幾種；
所述聚乙烯為線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一種或幾種；
所述礦物填料為滑石粉、云母粉、硅灰石、蒙脫石中的一種或幾種；所述礦物填料的粒徑為0.5到5微米；`
所述熱穩(wěn)定劑為酚類抗氧劑、亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑、硫酯類熱穩(wěn)定劑中的一種或幾
種；
所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種；所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定劑、水楊酸酯類紫外線吸收劑、苯酮類紫外線吸收劑、苯并三唑類紫外線吸收劑、取代丙烯腈類紫外線吸收劑和三嗪類紫外線吸收劑中的一種或幾種。
[0011]上述高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的用途，用于制備大型薄壁噴涂制品或外觀非噴涂制品；所述大型薄壁噴涂制品是汽車保險(xiǎn)杠。
[0012]一種高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的制備方法，包括以下步驟:
A、原材料混合:按下列重量份配比稱取原材料:均聚聚丙烯:10-60份，共聚聚丙烯:10-40份，熱塑性彈性體:10-25份，聚乙烯:3-8份，礦物填料:0_35份，熱穩(wěn)定劑:0.2_1份，光穩(wěn)定劑:0.2-1份，偶聯(lián)劑:0.3-1份，其他助劑:0.5-3份，所述其他助劑為白油、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、聚乙烯鈉、N，N’ 一乙撐雙硬脂酰胺、丙烯酸酯-羧酸-乙烯三元共聚物和脂肪族環(huán)氧樹脂中的一種或幾種；先將均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、熱塑性彈性體和聚乙烯加入混料機(jī)均混，然后加入偶聯(lián)劑均混，再加入其他助劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑和礦物填料均混；低速攪拌混合2-8分鐘，得到預(yù)混料；
B、將上述步驟中獲得的預(yù)混料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在170-240°C的溫度下熔融共混，擠出造粒，得到高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物。
[0013]本發(fā)明中的高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物具有流動(dòng)性高、收縮率低、尺寸穩(wěn)定性佳，本發(fā)明提供的高流動(dòng)性、低收縮、低后收縮、耐低溫、耐老化、尺寸穩(wěn)定性佳的聚丙烯組合物及其制備方法，通過加入低收縮聚丙烯、礦粉、熱塑性彈性體及相關(guān)助劑來控制產(chǎn)品注塑成型冷確過程，通過高流動(dòng)性聚丙烯和相應(yīng)助劑來解決產(chǎn)品注塑成型時(shí)易產(chǎn)生的外觀缺陷。本發(fā)明生產(chǎn)配方成熟，擠出工藝簡單，產(chǎn)品的性能可以通過配方進(jìn)行調(diào)整，性能可控，注塑成型工藝范圍寬，適合于生產(chǎn)對裝配尺寸要求高的汽車保險(xiǎn)杠等大型薄壁噴涂制品及外觀非噴涂制品，能滿足當(dāng)前汽車保險(xiǎn)杠產(chǎn)品的成型要求和裝配要求。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)是:汽車保險(xiǎn)杠薄壁化，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料熔體流動(dòng)速率高才能滿足產(chǎn)品的外觀要求。汽車保險(xiǎn)杠材料要求低收縮、低后收縮。
[0015]所述高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物包括以下組分(重量份):均聚聚丙烯10-60，共聚聚丙烯10-40，熱塑性彈性體10-25，聚乙烯3_8，礦物填料0_35，熱穩(wěn)定劑
0.2-1，光穩(wěn)定劑0.2-1，偶聯(lián)劑0.3-1，其他助劑0.5-3。
[0016]所述均聚聚丙烯熔融指數(shù)為70_120g/10min。
[0017]所述共聚聚丙烯熔融指數(shù):20-40 g/10min,收縮率:0.7-0.9%。
[0018]所述熱塑性彈性體為三元乙丙橡膠、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一種或幾種。
[0019]所述聚乙烯為線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一種或幾種。
[0020]所述礦物填料，粒徑為0.5到5微米。
[0021]所述酚類熱穩(wěn)定劑為抗氧劑1010，亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑為抗氧劑168，硫酯類熱穩(wěn)定劑為高分子量、耐高溫型抗氧劑412`S。
[0022]所述光穩(wěn)定劑為受阻胺HALS與紫外光吸收劑的復(fù)配，受阻胺為3808PP5，紫外光吸收劑為UV-531。
[0023]所述偶聯(lián)劑為硅烷類、鈦酸酯、鈦鋁酸酯中的一種或幾種。
[0024]所述其他助劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、石蠟、白油、N，N’ 一乙撐雙硬脂酰胺、丙烯酸酯-羧酸-乙烯三元共聚物、脂肪族環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
[0025]所述高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的制備方法，包括以下步驟:
步驟一、按重量份配比將相應(yīng)份量的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、熱塑性彈性體、線性低密度聚乙烯加入混料機(jī)均混，然后加入偶聯(lián)劑均混，再加入其他助劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、礦物填料，混合低速攪拌2-8min,得到預(yù)混料。
[0026]步驟二、將步驟一獲得的預(yù)混料加入到雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)置喂料頻率為6-lOHz，主機(jī)頻率 22-26HZ，擠出段溫度設(shè)置為 170-180 V，190-230 V，190-230 V，190-230 V，190-230°C，185-225°C，185-225°C，185-225°C，200-240°C，擠出塑料條經(jīng)水冷，水槽溫度20-60 0C，風(fēng)干切粒，得到高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物。
[0027]本發(fā)明產(chǎn)品經(jīng)實(shí)驗(yàn)裝車應(yīng)用，無不良反饋，本發(fā)明已經(jīng)覆蓋了汽車保險(xiǎn)杠所用技術(shù)的改性聚烯烴配方。
[0028]以下通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0029]表一是按上述方法制備高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的五個(gè)實(shí)施例的組分
【權(quán)利要求】
1.一種高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物，其特征是，所述高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的組分為(重量份):均聚聚丙烯:10-60份，共聚聚丙烯:10-40份，熱塑性彈性體:10-25份，聚乙烯:3-8份，礦物填料:0-35份，熱穩(wěn)定劑:0.2-1份，光穩(wěn)定劑:0.2-1份，偶聯(lián)劑:0.3-1份，其他助劑:0.5-3份；所述其他助劑為白油、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、聚乙烯鈉、N, N’ 一乙撐雙硬脂酰胺、丙烯酸酯-羧酸-乙烯三元共聚物和脂肪族環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物，其特征在于， 所述均聚聚丙纟布溶融指數(shù)為70-120g/10min ;所述共聚聚丙纟布溶融指數(shù)為20-40g/10min,收縮率為 0.7-0.9% ； 所述熱塑性彈性體為三元乙丙橡膠、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一種或幾種； 所述聚乙烯為線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一種或幾種； 所述礦物填料為滑石粉、云母粉、硅灰石、蒙脫石中的一種或幾種；所述礦物填料的粒徑為0.5到5微米； 所述熱穩(wěn)定劑為酚類抗氧劑、亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑、硫酯類熱穩(wěn)定劑中的一種或幾種； 所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種； 所述光穩(wěn)定劑為受阻 胺類光穩(wěn)定劑、水楊酸酯類紫外線吸收劑、苯酮類紫外線吸收劑、苯并三唑類紫外線吸收劑、取代丙烯腈類紫外線吸收劑和三嗪類紫外線吸收劑中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物，其特征在于，所述高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的組分為(重量份):均聚聚丙烯:36.6份，共聚聚丙烯:40份，熱塑性彈性體:14份，聚乙烯:8份，礦物填料:0份，熱穩(wěn)定劑:0.3份，光穩(wěn)定劑:0.4份，偶聯(lián)劑:0.2份，其他助劑:0.5份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物，其特征在于，所述高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的組分為(重量份):均聚聚丙烯:31.3份，共聚聚丙烯:36份，熱塑性彈性體:15份，聚乙烯:6份，礦物填料:10份，熱穩(wěn)定劑:0.3份，光穩(wěn)定劑:0.4份，偶聯(lián)劑:0.5份，其他助劑:0.5份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物，其特征在于，所述高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的組分為(重量份):均聚聚丙烯:28.3份，共聚聚丙烯:28份，熱塑性彈性體:18份，聚乙烯:4份，礦物填料:20份，熱穩(wěn)定劑:0.3份，光穩(wěn)定劑:0.4份，偶聯(lián)劑:0.5份，其他助劑:0.5份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物，其特征在于，所述高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的組分為(重量份):均聚聚丙烯:27.3份，共聚聚丙烯:25份，熱塑性彈性體:17份，聚乙烯:4份，礦物填料:25份，熱穩(wěn)定劑:0.3份，光穩(wěn)定劑:0.4份，偶聯(lián)劑:0.5份，其他助劑:0.5份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物，其特征在于，所述高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的組分為(重量份):均聚聚丙烯:22.3份，共聚聚丙烯:20份，熱塑性彈性體:18份，聚乙烯:3份，礦物填料:35份，熱穩(wěn)定劑:0.3份，光穩(wěn)定劑:0.4份，偶聯(lián)劑:0.5份，其他助劑:0.5份。
8.權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的用途，用于制備大型薄壁噴涂制品或外觀非噴涂制品；所述大型薄壁噴涂制品是汽車保險(xiǎn)杠。
9.一種高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的制備方法，包括以下步驟: A、原材料混合:按下列重量份配比稱取原材料:均聚聚丙烯:10-60份，共聚聚丙烯:10-40份，熱塑性彈性體:10-25份，聚乙烯:3-8份，礦物填料:0_35份，熱穩(wěn)定劑:0.2_1份，光穩(wěn)定劑:0.2-1份，偶聯(lián)劑:0.3-1份，其他助劑:0.5-3份，所述其他助劑為白油、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、聚乙烯鈉、N，N’ 一乙撐雙硬脂酰胺、丙烯酸酯-羧酸-乙烯三元共聚物和脂肪族環(huán)氧樹脂中的一種或幾種；先將均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、熱塑性彈性體和聚乙烯加入混料機(jī)均混，然后加入偶聯(lián)劑均混，再加入其他助劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑和礦物填料均混；低速攪拌混合2-8分鐘，得到預(yù)混料； B、將上述步驟中獲得的預(yù)混料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在170-240°C的溫度下熔融共混，擠出造粒，得到高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高流動(dòng)高尺寸穩(wěn)定性聚丙烯組合物的制備方法，其特征是，在步驟B中，設(shè)置喂料頻率為6-lOHz，主機(jī)頻率22-26HZ，擠出段溫度分別設(shè)置為 170-180 °C, 190-230 °C, 190-230 °C, 190-230 °C, 190-230 °C, 185-225 °C, .185-225 V，.185-225°C，200 -240°C，擠出塑料條經(jīng)水冷，水槽溫度20-60°C，風(fēng)干切粒。
【文檔編號】C08L53/02GK103819817SQ201410087449
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】楊治, 陳如意, 孟凡地, 韓領(lǐng), 王雄剛, 黃安民 申請人:株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司