CN112679842A - 一种高效改善流痕的聚丙烯组合物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效改善流痕的聚丙烯组合物,其包括流痕改善剂,所述流痕改善剂为高分子量的均聚聚丙烯,其在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率<0.5g/10min,重均分子量Mw>1.5×106g/mol。所述流痕改善剂在聚丙烯组合物中的重量百分含量为0.2%~4%时即可高效改善聚丙烯组合物的流痕。本发明为改善聚丙烯材料表面流痕提供了新方法,从根本上解决聚丙烯材料表面的流痕问题,同时还进一步提升了材料的力学性能,而且不会明显降低材料体系的熔体流动速率,避免了其它注塑缺陷的发生。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种高效改善流痕的聚丙烯组合物及其制备方法与应用。
背景技术
在改性聚丙烯的注塑成型过程中,尤其是制备大尺寸塑件如汽车仪表板、保险杠、门板或其它流程较长且面积较大的塑件时,产品表面容易出现类似虎皮纹的缺陷,亦称流痕,而这种缺陷会严重影响产品的外观质量。
现有技术一般都是通过将两种或以上不同熔融指数的聚丙烯进行复配来改善流痕,且其中低熔融指数的聚丙烯含量需较高,总体用量也需较高,无法实现高效改善流痕。例如,CN106147033B中公开的“一种无虎皮纹聚丙烯复合材料及其制备方法与应用”,其采用的虎皮纹消除剂是由熔融指数在 80~110g/10min、50~70g/10min以及30~40g/10min的三种聚丙烯组成, 30~40g/10min的聚丙烯含量较高,虎皮纹消除剂在配方中的添加量也较大。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的不足之处,本发明的目的在于提供一种高效改善流痕的聚丙烯组合物及其制备方法与应用。
为达到其目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种高效改善流痕的聚丙烯组合物,其包括流痕改善剂,所述流痕改善剂为高分子量的均聚聚丙烯,其在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率< 0.5g/10min,重均分子量Mw>1.5×106g/mol。
发明人经研究发现,流痕产生的根本原因在于熔体的不稳定流动,与熔体的弹性有很大关系,而在聚丙烯组合物中添加本发明所述高分子量的聚丙烯来提升熔体弹性,可从根本上解决流痕问题。试验结果表明,在聚丙烯材料中添加少量的上述高分子量均聚聚丙烯即可有效提升熔体的弹性,达到高效改善材料表面流痕的效果。而且,无论材料是纯聚丙烯体系或是聚丙烯组合物体系,该高分子量均聚聚丙烯均可发挥高效改善流痕的作用。
作为上述技术方案的优选,所述高效改善流痕的聚丙烯组合物中,所述流痕改善剂的重量百分含量为0.2%~4%。所述流痕改善剂在所述聚丙烯组合物中的含量为0.2%~4%时,可有效改善聚丙烯组合物的表面流痕,而且不会显著降低聚丙烯组合物体系的熔体流动速率,避免了欠注现象等注塑缺陷的发生。而若所述流痕改善剂的添加量过高,会造成体系的熔体流动速率显著下降;添加量过低,会导致流痕改善效果不显效。
作为上述技术方案的优选,所述高效改善流痕的聚丙烯组合物中,所述流痕改善剂的重量百分含量为1%~3%。所述流痕改善剂以该用量添加到聚丙烯组合物中时,对聚丙烯组合物表面流痕的改善效果较好,且对聚丙烯组合物体系的熔体流动速率影响较小。
作为上述技术方案的优选,所述高效改善流痕的聚丙烯组合物中还包括如下重量百分含量的组分:聚丙烯40%~98%、聚乙烯0~12%、增韧剂0~30%、填料0~40%、抗氧剂0.1%~0.5%和加工助剂0.1%~1%。
作为上述技术方案的优选,所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种,所述聚丙烯在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率≥15g/10min。
作为上述技术方案的优选,所述聚乙烯为高密度聚乙烯,其在190℃、2.16kg 测试条件下的熔体流动速率为0.5~30g/10min。
作为上述技术方案的优选,所述增韧剂在190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为0.1~30g/10min。
作为上述技术方案的优选,所述增韧剂为乙烯-α烯烃共聚物、氢化苯乙烯- 丁二烯嵌段共聚物、三元乙丙橡胶中的至少一种。
作为上述技术方案的优选,所述填料为滑石粉、晶须、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石中的至少一种。
作为上述技术方案的优选,所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,所述主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂,所述辅抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂。
本发明中,所述加工助剂包括色料、润滑剂等。
作为上述技术方案的另一方面,本发明还提供了一种所述高效改善流痕的聚丙烯组合物的制备方法,其包括如下步骤:
(1)按配方称取各组分,将所有组分加入到高速混合机中混合1~3min,转速为1000~2000RPM,得到预混料;
(2)将预混料经双螺杆挤出机熔融挤出,螺杆各区温度为190~230℃,真空造粒即得所述高效改善流痕的聚丙烯组合物。
作为上述技术方案的另一方面,本发明还提供了所述高效改善流痕的聚丙烯组合物在汽车内饰件制备中的应用。所述汽车内饰件包括仪表板、副仪表板、立柱、手套箱、门板、门槛、车灯支架等。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明为改善聚丙烯材料表面流痕提供了新方法,即通过向聚丙烯组合物体系中添加少量特定高分子量的均聚聚丙烯来提升熔体弹性,从根本上解决材料表面流痕问题,达到了高效改善材料表面流痕的效果。本发明在高效改善材料表面流痕的同时,还进一步提升了材料的力学性能,而且不会明显降低材料体系的熔体流动速率,避免了其它注塑缺陷的发生。将本发明的聚丙烯组合物用于制备仪表板、副仪表板、立柱、手套箱、门板、门槛、车灯支架、空调壳体等汽车内饰件,可使产品具有较好的外观质量。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。实施例中,所述百分含量如无特别说明,均为重量百分含量。实施例中的方法如无特别说明,均为本领域的常规方法。
实施例和对比例所用的原料来源如下:
(1)流痕改善剂-1为均聚聚丙烯,购自:埃克森美孚,其230℃、2.16kg 测试条件下的熔体流动速率为0.2g/10min,重均分子量Mw为1.62×106g/mol;
(2)流痕改善剂-2为均聚聚丙烯,型号:PP B1101,生产商:燕山石化,其230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为0.7g/10min,重均分子量Mw为 5.8×105g/mol;
(3)聚丙烯,型号:PP H9018,其230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为54g/10min,购自:兰州石化;
(4)聚丙烯,型号:PP K9017,其230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为16.3g/10min,购自:台湾台化(台湾地区);
(5)高密度聚乙烯,型号:HDPE 5000S,其190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为1g/10min,购自:扬子石化;
(6)增韧剂为乙烯-α烯烃共聚物,型号:POE DF610,其190℃、2.16kg 测试条件下的熔体流动速率为1.2g/10min,购自:三井化学;
(7)填料为滑石粉,型号:TYT-777A,购自:北海天源;
(8)抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成,且主抗氧剂与辅抗氧剂的重量比为1:1;其中,主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂,型号:Irganox 1010,购自:巴斯夫;辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂,型号:Irganox 168,购自:巴斯夫;
(9)加工助剂
黑种(色料),型号:PE2772,购自:卡博特;
润滑剂,型号EBS B50,购自:印尼。
性能测试标准:
将聚丙烯组合物粒子在190~220℃条件下经注塑机注塑成如下标准样条进行测试:
流痕:注塑328mm×108mm×2mm的光滑矩形薄平板进行流痕评估。肉眼观察,按流痕明显程度划分等级,明显>轻微>不明显>无;
拉伸强度:按照ISO 527:1993标准进行测试;
弯曲强度和弯曲模量:按照ISO 178:2001标准进行测试;
冲击强度:按照ISO 180:2000标准进行测试;
熔体流动速率:按照ISO 1133:2011标准进行测试。
实施例1~8和对比例1~5的聚丙烯组合物的配方见表1~2,制备方法如下:
(1)按配方称取各组分,将所有组分加入到高混机中混合1~3min,转速为 1000~2000RPM,得到预混料;
(2)将预混料经双螺杆挤出机熔融挤出,螺杆各区温度为190~230℃,真空造粒即得所述聚丙烯组合物。
表1
表2
注:表中“-”表示未添加该组分。
结果分析:
从实施例1~8和对比例1可看出,含有本发明所述流痕改善剂(即流痕改善剂-1)的改性PP的表面流痕可得到有效改善;流痕改善剂-1在组合物中的含量为0.2%~4%时,即可有效改善产品的流痕,而且不会显著降低PP组合物的熔体流动速率;尤其是流痕改善剂-1在PP组合物中的含量为1%~3%时,不仅能高效改善产品流痕,还对组合物的熔体流动速率影响较小,使用效果更好。通过实施例1还可看出,本发明所述流痕改善剂的含量过低时,对产品的流痕改善效果不显效;通过实施例8还可看出,本发明所述流痕改善剂的含量过高时,会导致PP组合物的熔体流动速率显著下降,容易引发欠注等注塑缺陷发生。通过对比例2还可看出,将本发明所述流痕改善剂更换为其它的均聚聚丙烯(如,流痕改善剂-2)时,产品的流痕无法得到有效改善,说明只有添加在230℃、2.16kg 测试条件下的熔体流动速率<0.5g/10min、以及重均分子量Mw>1.5×106g/mol 的均聚聚丙烯时,才能在较少添加量的情况下有效改善产品流痕。
从实施例9可看出,即使是对于填料含量较高且增韧剂含量较低的改性PP 体系,本发明所述流痕改善剂仍能高效改善产品的流痕。
从实施例10和对比例3可看出,对于纯聚丙烯体系(即非改性PP),本发明所述流痕改善剂也能高效改善产品的流痕,且不会明显影响材料体系的熔体流动速率。通过对比例4还可看出,其它的均聚聚丙烯(如,流痕改善剂-2)在纯PP体系中并不能有效改善产品流痕。
通过上述试验还可看出,本发明所述流痕改善剂适用于熔体流动速率较大 (大于30g/10min)的聚丙烯材料中,也适用于熔体流动速率较小(小于 30g/10min)的聚丙烯材料中,适用范围广。
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 (10)
1.一种高效改善流痕的聚丙烯组合物,其特征在于,包括流痕改善剂,所述流痕改善剂为高分子量的均聚聚丙烯,其在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率<0.5g/10min,重均分子量Mw>1.5×106g/mol。
2.如权利要求1所述的高效改善流痕的聚丙烯组合物,其特征在于,所述高效改善流痕的聚丙烯组合物中,所述流痕改善剂的重量百分含量为0.2%~4%。
3.如权利要求1所述的高效改善流痕的聚丙烯组合物,其特征在于,所述高效改善流痕的聚丙烯组合物中,所述流痕改善剂的重量百分含量为1%~3%。
4.如权利要求1~3任一项所述的高效改善流痕的聚丙烯组合物,其特征在于,所述高效改善流痕的聚丙烯组合物中还包括如下重量百分含量的组分:聚丙烯40%~98%、聚乙烯0~12%、增韧剂0~30%、填料0~40%、抗氧剂0.1%~0.5%和加工助剂0.1%~1%。
5.如权利要求4所述的高效改善流痕的聚丙烯组合物,其特征在于,所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种,所述聚丙烯在230℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率≥15g/10min。
6.如权利要求4所述的高效改善流痕的聚丙烯组合物,其特征在于,所述聚乙烯为高密度聚乙烯,其在190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为0.5~30g/10min。
7.如权利要求4所述的高效改善流痕的聚丙烯组合物,其特征在于,所述增韧剂在190℃、2.16kg测试条件下的熔体流动速率为0.1~30g/10min。
8.如权利要求4所述的高效改善流痕的聚丙烯组合物,其特征在于,所述增韧剂为乙烯-α烯烃共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、三元乙丙橡胶中的至少一种。
9.如权利要求1~8任一项所述的高效改善流痕的聚丙烯组合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)按配方称取各组分,将所有组分加入到高混机中混合1~3min,转速为1000~2000RPM,得到预混料;
(2)将预混料经双螺杆挤出机熔融挤出,螺杆各区温度为190~230℃,真空造粒即得所述高效改善流痕的聚丙烯组合物。
10.如权利要求1~8任一项所述的高效改善流痕的聚丙烯组合物在汽车内饰件制备中的应用。
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