CN102304252B

CN102304252B - 聚烯烃热塑性弹性体、其制备方法和应用

Info

Publication number: CN102304252B
Application number: CN2011101051280A
Authority: CN
Inventors: 徐东; 徐永; 张博
Original assignee: Polymer Science Shenzhen New Materials Co Ltd
Current assignee: Polymer Science Shenzhen New Materials Co Ltd
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2031-04-26
Also published as: CN102304252A

Abstract

本发明适用于工程塑料技术领域，提供了一种聚烯烃热塑性弹性体、其制备方法和应用。该聚烯烃热塑性弹性体包括如下质量百分含量的组分：共聚聚丙烯15-47％；三元乙丙橡胶40-80％；线性低密度聚乙烯4-12％；交联剂1-1.8％；成核剂0.3-0.5％；抗氧剂0.2-0.4％；润滑剂0.6-2％。本发明聚烯烃热塑性弹性体通过选择上述质量百分含量的组分，具有优异的力学性能和表面性能，和巴塞尔公司生产的TPO性能相当，但是成本更加低廉，制备方法更加简单。本发明制备方法，通过共混、熔融挤出，制备了TPO材料，解决了现有技术中需要通过聚合反应来制备TPO材料，本发明制备方法操作简单，成本低廉，生产效益高，适于工业化生产。

Description

聚烯烃热塑性弹性体、其制备方法和应用

技术领域

本发明属于工程塑料技术领域，尤其涉及一种聚烯烃热塑性弹性体、其制备方法和应用。

背景技术

PP(Polypropylene，聚丙烯)材料是一种通用型热塑性塑料，具有优异的机械性能、热性能，且比重低，易加工成型。在车用塑胶材料领域，聚丙烯改性料占有较大的市场份额，注塑产品包括保险杠、仪表台、防擦条、门板，以及侧裙板等。但保险杆和侧裙板目前流行的趋势是光面电镀或喷涂处理，对材料要求较高，素材表面不能有流纹、老虎斑等缺陷。TPO对流纹及老虎斑等由于熔体破裂引起的缺陷有极好的改善及消除作用，汽车改性行业对TPO的需求较大。

目前，TPO材料主要是由巴塞尔公司聚合而成，国内暂无该产品的聚合物。导致汽车保险杠、防擦条及侧裙板的生产成本高居不下。同时，巴塞尔公司通过聚合反应来制备TPO材料，成本较高，条件复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种成本低廉的聚烯烃热塑性弹性体、其制备方法和应用。

本发明是这样实现的，

一种聚烯烃热塑性弹性体，包括如下质量百分含量的组分：

其中，该共聚聚丙烯的冲击强度大于100J/M；该线性低密度聚乙烯的密度为0.918～0.935g/cm3，熔体流动速率为2-5g/10min。

一种聚烯烃热塑性弹性体制备方法，包括如下步骤：

将质量百分含量为15-47％的共聚聚丙烯、40-80％的三元乙丙橡胶、4-12％的线性低密度聚乙烯、1-1.8％的交联剂、0.3-0.5％的成核剂、0.2-0.4％的抗氧剂及0.6-2％的润滑剂混合，得到混合物；

将该混合物在温度为140-170℃条件下挤出处理，得到聚烯烃热塑性弹性体；

本发明实施例进一步提供上述聚烯烃热塑性弹性体在汽车保险杠、防擦条及侧裙板中的应用。

本发明实施例聚烯烃热塑性弹性体通过选择上述质量百分含量的组分，具有优异的力学性能和表面性能，和巴塞尔公司生产的TPO性能相当，但是成本更加低廉，制备方法更加简单。本发明实施例制备方法，通过共混、熔融挤出，制备了了TPO材料，解决了现有技术中通过聚合反应来制备TPO材料，操作简单，成本低廉，生产效益高，适于工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例聚烯烃热塑性弹性体制备方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种聚烯烃热塑性弹性体，包括如下质量百分含量的组分：

其中，该共聚聚丙烯的冲击强度大于100J/M；该线性低密度聚乙烯的密度为0.918～0.935g/cm3，熔体流动速率2-5g/10min。

具体地，该共聚聚丙烯(PP)呈粒状；该共聚聚丙烯悬臂梁冲击强度大于100J/M；该共聚聚丙烯可以选自中石化的EPS30R或台化的3015。本发明实施例聚烯烃热塑性弹性体中，共聚聚丙烯的质量百分含量为15-47％，优选21.3-37.8％。

具体地，该三元乙丙橡胶(EPDM)质量百分含量为40-80％，优选50-70％，该三元乙丙橡胶由质量比为7∶1-3的乙烯和丙烯组成。该三元乙丙橡胶可以选择选择陶氏化学的3722P或3720P。

具体地，该线性低密度聚乙烯(LLDPE)的密度为0.918～0.935g/cm³，熔体流动速率2-5g/10min；该线性低密度聚乙烯的质量百分含量为4-12％，优选为6-10％。该线性低密度聚乙烯可以选自中石化的7042或7047粒料。

具体地，该交联剂选自双(叔丁过氧异丙基)苯BIPB，简称无味DCP，该交联剂的质量百分含量为1-1.8％。该交联剂可以选自湖南以翔化工有限公司的硅橡胶硫化剂。

具体地，该成核剂选自粒径为2000目以上的滑石粉，该成核剂的质量百分含量为0.3-0.5％。该滑石粉可以选自辽宁合山工业2000目滑石粉。

具体地，该抗氧剂选自由四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯按重量比1∶1-3组成的混合物，该抗氧剂的质量百分含量为0.2-0.4％。抗氧剂可以选择台湾双键化工集团1010和168的复配物。

具体地，该润滑剂选自由PE蜡和硬脂酸钙按质量比1∶3组成的混合物，该润滑剂的质量百分含量为0.6-2％。PE蜡可以选择泰国聚乙烯蜡，硬脂酸钙可以选择江苏泰雷克化工的产品。

本发明实施例聚烯烃热塑性弹性体通过选择上述质量百分含量的组分，具有优异的力学性能和表面性能，和巴塞尔公司生产的TPO性能相当，但是成本更加低廉，制备方法更加简单。

请参阅图1，图1显示本发明实施例聚烯烃热塑性弹性体制备方法流程图，包括如下步骤：

步骤S01，混合物

步骤S02，挤出处理

具体地，步骤S01中，该共聚聚丙烯、三元乙丙橡胶、线性低密度聚乙烯、交联剂、成核剂、抗氧剂及润滑剂和前述相同，在此不重复阐述。

具体地，步骤S02中，使用的挤出设备没有限制，例如单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等，基础处理过程中，一区温度140-170℃，二区温度140-170℃，三区温度140-170℃，四区温度140-170℃，机头140-170℃，停留时间5～15min，压力为19-20MPa。

本发明实施例制备方法，通过共混、熔融挤出，制备了了TPO材料，解决了现有技术中通过聚合反应来制备TPO材料，操作简单，成本低廉，生产效益高，适于工业化生产。

以下结合具体实施例对上述聚烯烃热塑性弹性体制备方法进行详细阐述。

实施例一

将质量百分含量为15.9％的共聚聚丙烯、质量百分含量为74％的三元乙丙橡胶、质量百分含量为7％的线性低密度聚乙烯、质量百分含量为1.6％的交联剂、质量百分含量为0.3％的成核剂、质量百分含量为0.2％的抗氧剂及质量百分含量为1％的润滑剂混合，得到混合物；

将该混合物在一区温度140-170℃，二区温度140-170℃，三区温度140-170℃，四区温度140-170℃，机头140-170℃，停留时间5～15min，压力为19-20Mpa的条件下挤出处理，得到聚烯烃热塑性弹性体。

实施例二

将质量百分含量为21.3％的聚丙烯、质量百分含量为70％的三元乙丙橡胶、质量百分含量为6％的线性低密度聚乙烯、质量百分含量为1.4％的交联剂、质量百分含量为0.3％的成核剂、质量百分含量为0.2％的抗氧剂及质量百分含量为0.8％的润滑剂混合，得到混合物；

实施例三

将质量百分含量为29.5％的共聚聚丙烯、质量百分含量为60％的三元乙丙橡胶、质量百分含量为8％的线性低密度聚乙烯、质量百分含量为1.2％的交联剂、质量百分含量为0.4％的成核剂、质量百分含量为0.3％的抗氧剂及质量百分含量为0.6％的润滑剂混合，得到混合物；

将该混合物在一区温度150-170℃，二区温度150-170℃，三区温度150-170℃，四区温度150-170℃，机头150-170℃，停留时间5～15min，压力为19-20Mpa的条件下挤出处理，得到聚烯烃热塑性弹性体。

实施例四

将质量百分含量为37.8％的共聚聚丙烯、质量百分含量为50％的三元乙丙橡胶、质量百分含量为10％的线性低密度聚乙烯、质量百分含量为1％的交联剂、质量百分含量为0.4％的成核剂、质量百分含量为0.3％的抗氧剂及质量百分含量为0.5％的润滑剂混合，得到混合物；

实施例五

将质量百分含量为45.9％的共聚聚丙烯、质量百分含量为40％的三元乙丙橡胶、质量百分含量为12％的线性低密度聚乙烯、质量百分含量为0.8％的交联剂、质量百分含量为0.4％的成核剂、质量百分含量为0.3％的抗氧剂及质量百分含量为0.6％的润滑剂混合，得到混合物；

性能测试：

拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：(176±2)(长)×(12.6±0.2)(端部宽度)×(3.05±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度和弯曲模量按ASTM D-790标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(128±2)×(12.67±0.2)×(3.11±0.2)，弯曲速度为20mm/min；悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(63±2)×(12.45±0.2)×(3.1±0.2)，缺口类型为A类，缺口剩余厚度为1.9mm；其他测试：密度按照ASTM D792测试。

组成	实施例	实施例	实施例	实施例	实施例
						PP	12.9	21.3	29.5	37.8	45.9
EPDM	80	70	60	50	40
						LLDPE	4	6	8	10	12
交联剂	1.6	1.4	1.2	1	0.8
						成核剂	0.3	0.3	0.4	0.4	0.5
润滑剂	1	0.8	0.6	0.5	0.4
						抗氧剂	0.2	0.2	0.3	0.3	0.4
密度(g/cm³)	0.880	0.886	0.891	0.895	0.901
						缺口冲击(J/m)	No	No	850	740	690
拉伸强度(MPa)	12	12.8	13.9	15	16
						断裂伸长率(％)	600	524	400	380	365
弯曲强度(MPa)	18	18.9	19	19.8	20.6
						弯曲模量(MPa)	460	469	475	480	486

表1

由表1可以看出，PP与EPDM的共混物在本实施例范围内表现出良好的力学性能，随着EPDM含量的增加，冲击强度增加明显。

本发明产品与现有技术做比较，即与巴塞尔TPO Hifax X1956A对比，采用保险杠配方体系：PP 73.4％，TPO 10％，白油0.3％，滑石粉15％，抗氧剂0.3％，润滑剂1％。以实施例4的共混TPO与X 1956A做对比，数据如表2所示：

组成	本发明	现有技术
			密度(g/cm³)	1.0	1.0
缺口冲击(J/m)	300	240
			拉伸强度(MPa)	15	16
断裂伸长率(％)	320	260
			弯曲强度(MPa)	30	28
弯曲模量(MPa)	1300	1264
			注塑件外观(目视)	无老虎斑	无老虎斑

表2

由表2可知，采用实施例共混法制得的TPO材料应用于汽车保险杠时具有与巴塞尔材料同样的外观，力学性能相当，在使用上可以进行取代。由实施例可以看出，共混法可以制得不同橡胶含量的TPO材料，即可以制作不同成本的TPO材料，在满足应用的前提下，可以节约成本。本发明TPO在汽车材料上的成功应用，可缓解国外对TPO材料的垄断，在较大程度上降低了成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种聚烯烃热塑性弹性体，包括如下质量百分含量的组分：

所述交联剂选自双（叔丁过氧异丙基）苯。

其中，所述共聚聚丙烯的冲击强度大于100J/M；所述线性低密度聚乙烯的密度为0.918～0.935g/cm³，熔体流动速率为2-5g/10min。

2.如权利要求1所述的聚烯烃热塑性弹性体，其特征在于，所述线性低密度聚乙烯的质量百分含量为6-10%。

3.如权利要求1所述的聚烯烃热塑性弹性体，其特征在于，所述三元乙丙橡胶由质量比为7:1-3的乙烯和丙烯构成。

4.如权利要求1所述的聚烯烃热塑性弹性体，其特征在于，所述成核剂的粒径在2000目以上。

5.如权利要求1所述的聚烯烃热塑性弹性体，其特征在于，所述润滑剂由质量比3:1的PE蜡和硬脂酸钙构成。

6.一种聚烯烃热塑性弹性体制备方法，包括如下步骤：

将质量百分含量为21.3-37.8%的共聚聚丙烯、50-70%的三元乙丙橡胶、4-12%的线性低密度聚乙烯、1-1.8%的交联剂、0.3-0.5%的成核剂、0.2-0.4%的抗氧剂及0.6-2%的润滑剂混合，得到混合物，所述交联剂选自双（叔丁过氧异丙基）苯；

将所述混合物在温度为140-170℃条件下挤出处理，得到聚烯烃热塑性弹性体；

7.如权利要求1-5任一项所述的聚烯烃热塑性弹性体在汽车保险杠、防擦条及侧裙板中的应用。