專利名稱：高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯及其制備方法，制備的材料可用于汽車和家電領(lǐng)域，如轎車的儀表板、門板、門護(hù)板、副儀表板、手套箱、裝飾柱等汽車內(nèi)外飾件，屬于高分子加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
儀表板、門板等是轎車內(nèi)飾中比較重要的部件，其形狀和表面狀態(tài)是轎車美觀與否的關(guān)鍵。過去主要采用在儀表板骨架上附加織物的方法來增加美感，由于加工工藝相對(duì)復(fù)雜，價(jià)格較高，近年來逐漸被不覆皮的方式所取代，但對(duì)儀表板的表面提出了較高的要求，其中比較重要的就是耐劃痕性能，汽車公司因此制定了一些標(biāo)準(zhǔn)來考核相關(guān)材料。提高耐劃痕性能主要的解決辦法是提高零件的表面硬度，如采用一些硬度相對(duì)較高的材料如ABS、PC/ABS合金、改性PPO等，但這些材料相對(duì)價(jià)格也較高。在一些家用轎車中則多采用橡膠增韌滑石粉填充聚丙烯，但如何提高材料的耐劃痕性能則是開發(fā)這類材料的關(guān)鍵。
有關(guān)提高聚丙烯的耐劃痕性能已有一些報(bào)道，提出了一些解決辦法，如聚丙烯填充增強(qiáng)、提高聚丙烯的結(jié)晶度、加入一些含有機(jī)硅氧烷的方法。
國(guó)外專利WO02051934提到一種有機(jī)硅接枝改性聚乙烯與聚丙烯及滑石粉進(jìn)行共混，隨著接枝PE用量的增加，改性聚丙烯的抗劃痕性能得到了明顯提高，其適宜用量為5-10份；WO02051933涉及到一種方法通過用云母替代部分滑石粉提高改性材料硬度的方式來改善材料的抗劃痕性能；日本專利特開平6-220270報(bào)道在增韌聚丙烯中，通過加入成核劑提高材料表面硬度來達(dá)到提高抗劃痕性能的目的，同時(shí)發(fā)現(xiàn)橡膠用量的增加也有利提高材料的抗劃痕性能；美國(guó)專利US2002/0077396提出聚丙烯的等規(guī)度提高從而提高材料的結(jié)晶度來解決抗劃痕性能；US2002/0082328提出一種材料動(dòng)態(tài)交聯(lián)的方法來提高材料的抗劃痕性能；US5585420及US5731376提出了一種加入高分子硅氧烷的方法來提高滑石粉填充聚丙烯的抗劃痕性能，但未提及橡膠增韌。
聚丙烯具有加工性能優(yōu)良、韌性高、耐汽油和化學(xué)藥品性的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)質(zhì)輕、價(jià)廉，廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾件、電子和家用電器產(chǎn)品的外殼等。但聚丙烯也有耐熱差、剛性低、耐劃痕性差及低溫沖擊性能較差的缺點(diǎn)，通常通過加入橡膠的方法來提高聚丙烯材料的韌性，但同時(shí)剛性有所降低，很難達(dá)到剛性和韌性的平衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于目的提供一種抗劃痕、外觀漂亮、剛性和韌性達(dá)到平衡、具有良好加工性能，生產(chǎn)成本低的高剛性、高韌性、耐劃痕滑石粉填充聚丙烯及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種高剛性、高韌性、耐劃痕滑石粉填充聚丙烯，用滑石粉與橡膠預(yù)先共混制成的母粒，它由以下重量份配比的原料制成a.聚丙烯50-80b.滑石粉母粒20-50c.高分子的有機(jī)硅彈性體 0.5-5d.穩(wěn)定劑0.1-1.0e.滑石粉表面鈍化劑 0.2-1.5
f.加工助劑 0.05-1.0g.色粉 0.3-2.0上述配方中a+b為100重量份，其它助劑為重量份。本發(fā)明開發(fā)了一種滑石粉母粒的生產(chǎn)技術(shù)，在降低生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)粉塵的同時(shí)，大幅度改善了材料的剛性和韌性。
制備方法是先用滑石粉與橡膠預(yù)先共混制成母粒，然后再與聚丙烯及其它組份進(jìn)行共混制得改性聚丙烯。
所述的聚丙烯可以為不同流動(dòng)性的均聚丙烯和嵌段共聚丙烯，可以是單一的也可以是混合的，其中嵌段共聚丙烯的共聚單體常見為乙烯，其含量在4-10mol％的范圍內(nèi)，聚丙烯的熔體流動(dòng)速率(230℃×2.16kg)為5-50g/10min，更為常用為5-30g/10min。
所述的填充母粒為滑石粉、橡膠、及加工助劑的混合物，其中滑石粉粒徑范圍為1-10微米，用量為70-90，橡膠用量為10-30，加工助劑用量為母粒用量的0.5-3％，這里用到的橡膠，主要品種為乙烯類線性共聚物，典型產(chǎn)品為乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物，其中辛烯或丁烯含量為20-30％，熔體流動(dòng)速率(190℃×2.16kg)為0.2-10g/10min，密度0.86-0.88g/cm3。
所述的高分子有機(jī)硅化合物，為二甲基硅橡膠，其分子量為70-100萬(wàn)。
所述的穩(wěn)定劑為熱氧穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑中的一種或其組合，熱氧穩(wěn)定劑為1010([β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)和Irganox PS 802(硫代二丙酸二硬脂醇酯)；光穩(wěn)定劑為770(雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯)和Chimassorb 944；所述的滑石粉表面鈍化劑為高級(jí)脂肪酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑，典型的為環(huán)氧樹脂Araltide 7072；所述的加工助劑為乙撐雙硬脂酰胺。
一種高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯的制備方法(1)按重量配比秤取原料；(2)將聚丙烯、填料母粒、高分子的有機(jī)硅彈性體、穩(wěn)定劑、滑石粉表面鈍化劑、加工助劑和色粉在高速攪拌機(jī)中混合10～20分鐘；(3)將混合后的原料放入雙螺桿擠出機(jī)，物料在螺桿內(nèi)停留時(shí)間為1～2分鐘，螺桿內(nèi)溫度為一區(qū)185～195℃，二區(qū)190～210℃，三區(qū)190～210℃，四區(qū)195～215℃；雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為300-700轉(zhuǎn)/分；(4)出料，在雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，擠出后冷卻、干燥、切粒即得成品。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.本發(fā)明改善了聚丙烯的抗劃痕性能、抗紫外性能和耐熱性能，材料的韌性和剛性達(dá)到了良好的平衡，可以滿足汽車零部件對(duì)材料的要求。
2.由于本發(fā)明采用了滑石粉母粒制造技術(shù)，在保持改性聚丙烯韌性的同時(shí)，材料的剛性得到了大幅度提高，材料的耐劃痕性能和加工性能均得到了明顯改善，可在較高溫度下脫模，大大提高成型效率，降低加工成本。
3.本發(fā)明使用的滑石粉母粒，大大改善生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，降低粉塵，同時(shí)減少產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)。
4.本發(fā)明中使用的各種材料均為市售通用商品，來源廣泛，對(duì)廠家無(wú)嚴(yán)格要求。
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一種高剛性、高韌性、耐劃痕滑石粉填充聚丙烯，用滑石粉與橡膠預(yù)先共混制成的母粒，它由以下重量份配比的原料制成a.聚丙烯 50-80b.滑石粉母粒 20-50c.高分子的有機(jī)硅彈性體 0.5-5d.穩(wěn)定劑 0.1-1.0e.滑石粉表面鈍化劑 0.2-1.5f.加工助劑 0.05-1.0g.色粉 0.3-2.0上述配方中a+b為100重量份，其它助劑為重量份。
本發(fā)明中提到的聚丙烯是一種或多種等規(guī)聚丙烯的共混物，這些等規(guī)聚丙烯包括均聚丙烯和共聚丙烯，其中共聚丙烯又分為無(wú)規(guī)共聚丙烯和嵌段共聚丙烯，共聚單體為乙烯、丁烯到20碳烯烴。在本發(fā)明中使用的共聚丙烯中典型的共聚單體為乙烯，其含量不超過15mol％，更為常見的不超過5mol％。
本發(fā)明中使用的聚丙烯可以采用不同的聚合方法得到，如懸浮聚合和溶液聚合，丙烯單體的狀態(tài)可以為氣相或漿液態(tài)，使用的催化劑常見為齊格勒-納塔型，當(dāng)然也包括其它任何催化劑能制備高規(guī)整度結(jié)構(gòu)的聚丙烯，其等規(guī)度應(yīng)大于95％。
本發(fā)明中使用的聚丙烯的流動(dòng)性常用熔體流動(dòng)速率(MFR)來表示，其測(cè)試條件為230℃×2.16kg，熔體流動(dòng)速率反比于聚丙烯的分子量，即聚丙烯分子量越大，流動(dòng)性越差，MFR越小。選擇MFR大小，主要需考慮成型加工性能和材料的物理、力學(xué)性能，MFR過小，流動(dòng)性太差，不適于注射成型，MFR過大，聚丙烯的韌性太差，材料太脆。聚丙烯的MFR范圍為0.5-100g/10min，更為常見的MFR范圍為0.5-50g/10min。
本發(fā)明中提到的滑石粉母粒，主要由滑石粉填料、橡膠及加工助劑組成。其中，填料用量為70-90wt％，橡膠用量為10-30wt％，加工助劑用量為0.5-3％。
母粒中用到的滑石粉填料也可用其它材料替代，包括碳酸鈣、陶土、云母、玻璃微珠、玻璃纖維、炭黑等，常見為碳酸鈣和陶土，尤其是片狀結(jié)構(gòu)的滑石粉在改性聚丙烯中更為常見，長(zhǎng)/厚比(L/T)為200左右，粒徑范圍為1-10微米。為了顯著改善聚丙烯的剛性，在改性聚丙烯中滑石粉的用量一般不低于10％，太低，材料的剛性太差；但滑石粉用量也不宜過多，如超過40％，則會(huì)顯著影響聚丙烯的加工性能，因此一般滑石粉用量為10-35wt％，更為常見為15-25wt％。
母粒中用到的橡膠，主要為了提高改性聚丙烯的韌性，同時(shí)作為滑石粉母粒的載體。本發(fā)明中提到的橡膠，為了保證材料良好的熱老化和耐候性能，一般均為飽和結(jié)構(gòu)的乙烯類共聚物，這類橡膠主要有乙烯-丙烯共聚物(EPR)、乙烯-丁烯共聚物、苯乙烯類共聚物(SEBS)、乙烯-苯乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物(POE)等，特別是近年來出現(xiàn)的茂金屬催化制備的POE因其增韌效果好、加工性能好則更為常見，為了明顯改善聚丙烯的韌性，特別是低溫韌性，除特別注意選擇聚丙烯品種外，橡膠用量的選擇也非常重要，通過調(diào)整橡膠與填料用量配比，可以使制備的改性聚丙烯韌性和剛性達(dá)到平衡，本發(fā)明中橡膠用量為5-25wt％，更為常見為8-15wt％。
母粒中的用到的加工助劑，主要為了改善填料在橡膠中的分散，典型產(chǎn)品為飽和或不飽和的脂肪酰胺，如乙撐雙硬脂酰胺。
與聚丙烯相比，橡膠和填料的加入，材料的抗劃痕性能變差，為了改善這種性能，常用的方法有提高改性聚丙烯的表面硬度和加入一些抗劃痕劑。本發(fā)明中采用的抗劃痕劑為一種通用的高分子量有機(jī)硅彈性體，二甲基硅橡膠，其分子量范圍為70-100萬(wàn)，分子量過低，與聚合物相容性差，造成改性材料的綜合性能太差，分子量過高，聚合時(shí)成本太高，因此抗劃痕劑的用量范圍為按重量份為0.5-5.0，如0.5、0.8、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、4.5、5.0，最適宜用量為1.5-3.0。
由于聚丙烯分子中存在叔碳原子，比聚乙烯更易老化，特別是在高溫和紫外光的作用下，未加穩(wěn)定劑的聚丙烯在短期內(nèi)就將脆化，失去使用價(jià)值，因此穩(wěn)定劑的加入對(duì)改性聚丙烯尤其重要。一般聚丙烯的穩(wěn)定體系包括酚類主抗氧劑、亞磷酸酯類或硫酯類協(xié)同抗氧劑、酸吸收劑、紫外線吸收劑、氫過氧化物分解劑等。
在聚丙烯的穩(wěn)定體系中，酚類主抗氧劑常見有，瑞士汽巴精化公司的Irganox 1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)和Irganox1076(2，6-二(1-苯基)乙基-4-壬基苯酚)，其中1010更為常用，用量一般為0.1-1.0％，更為常用為0.1-0.5％。
亞磷酸酯類和硫酯類輔助抗氧劑，與上述主抗氧劑有協(xié)同作用，常見的品種有瑞士汽巴精化公司的Irgafos 168(三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯)和Irganox PS 802(硫代二丙酸二硬脂醇酯)，由于前者在滑石粉填充聚丙烯中易于水解，因此后者更為常用。其用量為0.1-1.0％，更為常用為0.1-0.5％。
在聚丙烯的穩(wěn)定體系中，還需加入酸吸收劑，常見的品種有硬脂酸鹽類，這類物質(zhì)同時(shí)起到內(nèi)部潤(rùn)滑劑的作用，如硬脂酸鈣和硬脂酸鋅等，其用量為0.05-0.5％，更為常用為0.05-0.2％。
為了提高改性聚丙烯的耐候性能，常需加入光穩(wěn)定劑。常用的光穩(wěn)定劑根據(jù)作用機(jī)理分為紫外線吸收劑、猝滅劑、氫過氧化物分解劑和自由基捕獲劑，通常幾種光穩(wěn)定劑并用可以較大幅度提高材料的耐候性能。組成中的紫外光吸收劑有；二苯甲酮類、乙酰苯胺類、苯并三唑類、三嗪類，其中在PP最為常見的為二苯甲酮類和乙酰苯胺類；上述紫外光吸收劑用量在0.1-1.0％，最宜用量為0.1-0.5％；典型的紫外線吸收劑產(chǎn)品為瑞士Clariant公司的Sanduvor PR-25和Sanduvor VSU。
組成中的自由基猝滅劑有受阻胺類和鎳鰲合物類，后者因環(huán)保問題現(xiàn)已很少使用。常見的受阻胺類光穩(wěn)定劑有瑞士汽巴精化公司的Tinuvin 770(雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯)和Chimassorb 944(一種高分子量受阻胺光穩(wěn)定劑，它有很好的耐熱性、耐抽提性，更低的揮發(fā)性和遷移性，同時(shí)與聚丙烯有良好的相容性)，其用量為0.1-2.0(質(zhì)量份)，最宜用量為0.1-1.0(質(zhì)量份)。在聚丙烯的光穩(wěn)定體系中，通常為多種光穩(wěn)定劑并用，其總用量不超過2％。
一般填料比表面積比較高，易吸附加入的各種低分子助劑，特別是抗氧劑和抗紫外線劑，同時(shí)對(duì)我們加入的高分子量的有機(jī)硅彈性體也有影響，如何處理填料是開發(fā)耐劃痕、抗紫外、橡膠增韌滑石粉填充聚丙烯的關(guān)鍵。除采用一些常規(guī)的表面處理方法外，如采用高級(jí)脂肪酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑，還需加入一些表面鈍化劑如一些環(huán)氧化合物，典型的有環(huán)氧樹脂，本發(fā)明專利采用瑞士汽巴精化公司的固體環(huán)氧樹脂Araltide 7072，其用量為0.2-1.5％，最適宜用量為0.5-1.0％。
由于汽車內(nèi)飾件多為淺色制品，因此在配方中需加入一些顏料，如米色或灰色，一般來說，顏料的用量為0.3-2.0％，最適用量為0.5-1.0％，根據(jù)產(chǎn)品顏色的變化而略有不同。
本發(fā)明對(duì)比了多種均聚或共聚PP，其中比較典型的為熔體流動(dòng)速率為10g/10min左右的嵌段共聚丙烯，其乙烯含量為4.5％，等規(guī)度為96％，世界上許多公司均能生產(chǎn)此產(chǎn)品，因此來源廣泛，本發(fā)明采用上海金山石化股份有限公司的共聚丙烯M700R。
發(fā)明中使用的滑石粉為中國(guó)廣西產(chǎn)，其粒徑大小為過篩1250目，白度在95％以上。
發(fā)明中使用的橡膠為乙烯-辛烯共聚物，為美國(guó)杜邦-陶氏公司產(chǎn)品，牌號(hào)為8150，其辛烯含量為25％，密度0.868g/cm3，熔體流動(dòng)速率(190℃×2.16kg)為0.5g/10min。
本發(fā)明中使用的高分子量的有機(jī)硅橡膠，為乙烯基硅橡膠，分子量約70萬(wàn)，為市售產(chǎn)品，為了便于加工和改善其分散性，我們采用特殊的工藝制得了有機(jī)硅母粒，有機(jī)硅的有效含量為50wt％。
本發(fā)明中使用的各種助劑為吸酸劑為硬脂酸鈣；滑石粉表面鈍化劑為瑞士汽巴精化公司生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂7072；熱氧穩(wěn)定劑為瑞士汽巴精化公司的Irganox 1010([β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)和IrganoxPS 802(硫代二丙酸二硬脂醇酯)；光穩(wěn)定劑為瑞士汽巴精化公司的Tinuvin770(雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯)和Chimassorb 944；加工助劑為乙撐雙硬脂酰胺。
性能測(cè)試(1)耐劃痕性能測(cè)試注射成型樣板尺寸為150×100×3.2mm，用手持式硬度測(cè)試筆負(fù)荷為10N，筆尖直徑為0.75mm在樣板表面進(jìn)行劃痕試驗(yàn)，劃痕間隔2mm，縱向和橫向各劃10-20條線，采用日本美能達(dá)公司生產(chǎn)的顏色測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試劃格材料的色澤變化，記錄材料的ΔL值，從而鑒別材料的抗劃痕性能。
(2)熔體流動(dòng)速率(MFR)測(cè)定按ISO 1183標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，在上海思而達(dá)科學(xué)儀器公司的熔融指數(shù)儀上進(jìn)行，測(cè)試溫度230℃，負(fù)荷2.16kg；(3)拉伸性能測(cè)定按ISO 527標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，在德國(guó)Zwick公司Z010萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，拉伸速率為50mm/min；(4)彎曲性能測(cè)定按ISO 178標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，在德國(guó)Zwick公司Z010萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，跨距64mm，速度2mm/min，彎曲模量計(jì)算按切線方式進(jìn)行；(5)沖擊性能測(cè)定按ISO 179標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，在德國(guó)Zwick公司的沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，樣條為80×10×4mm，V型缺口，底部半徑為0.25mm。
(6)硬度測(cè)試按ISO 2039-1標(biāo)準(zhǔn)在德國(guó)Zwick公司的硬度測(cè)試儀上進(jìn)行，負(fù)荷為358N，30秒讀數(shù)。
(7)熱變形溫度按ISO 75標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，在意大利Ceast公司生產(chǎn)的HDT 300上進(jìn)行，樣條為120×10×4，負(fù)荷為0.45Mpa。
(8)耐候性能測(cè)試試驗(yàn)儀器為美國(guó)ATLAS Ci3000型氙燈老化試驗(yàn)箱。試驗(yàn)條件黑板溫度100±3℃，箱體溫度65±3℃，箱體相對(duì)濕度(20±10)％，照射強(qiáng)度(300～400nm)60w/m2，濾光系統(tǒng)Xenochrom 300，照射時(shí)間240小時(shí)。測(cè)試樣板顏色變化程ΔE和老牢指數(shù)，按標(biāo)準(zhǔn)GB250-1955進(jìn)行表征。
本發(fā)明制備方法首先制備滑石粉母粒。將滑石粉、橡膠和加工助劑在橡膠密煉機(jī)中混合均勻，密煉機(jī)的溫度設(shè)定為80℃，混煉時(shí)間約20分鐘，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為15rpm。然后在單螺桿擠出機(jī)中造粒，擠出機(jī)溫度設(shè)定為60℃、70℃、80℃、80℃、80℃，螺桿轉(zhuǎn)速為90rpm。經(jīng)過此次造粒，滑石粉的含水量大幅度降低，滑石粉粒子均勻分散在橡膠粒子中。
實(shí)施例1-3和比較例1-3對(duì)比了采用滑石粉母粒的方法和直接加入滑石粉和橡膠的方法對(duì)改性聚丙烯材料力學(xué)性能和耐劃痕性能的影響。實(shí)驗(yàn)中的基本配方如下主料配方見表1，助劑配方為硅橡膠母粒2.0，1010為0.1，PS802為0.3，EBS為0.2，硬脂酸鈣0.1，770為0.2，944為0.2，米色色粉為1.2。
實(shí)施例和比較例1-3的制備方法如下(1)按重量配比秤取原料；(2)將聚丙烯、滑石粉母粒(或填料和橡膠)、高分子的有機(jī)硅彈性體、穩(wěn)定劑、滑石粉表面鈍化劑、加工助劑和色粉在高速攪拌機(jī)中混合1.5分鐘；(3)將混合后的原料放入雙螺桿擠出機(jī)(直徑34mm，長(zhǎng)徑比40/1)，物料在螺桿內(nèi)停留時(shí)間為1.5分鐘，螺桿內(nèi)溫度為一區(qū)190℃，二區(qū)205℃，三區(qū)210℃，四區(qū)210℃；雙螺桿擠擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分；(4)出料，在雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，擠出后冷卻、干燥、切粒即得成品。
(5)將擠出粒料在100噸海天注射成型機(jī)上制備試樣。注塑機(jī)溫度設(shè)定為200℃，220℃，230℃，熔體溫度為230℃，成型加工時(shí)間為60秒。
表1 實(shí)施例1-3和比較例1-3

說明C7030配比為滑石粉70、8150 30、乙撐雙硬脂酰胺0.5從表1可以看到，在聚丙烯、滑石粉和橡膠用量和品種完全相同的情況下，采用滑石粉母粒的方式制得的改性聚丙烯彎曲模量和沖擊強(qiáng)度均得到了明顯改善，同時(shí)由于材料的硬度增加耐劃痕性能也有明顯改善。
權(quán)利要求
1.一種高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯，包括滑石粉與橡膠共混制成的滑石粉母粒，它由以下重量份配比的原料制成a.聚丙烯50-80b.滑石粉母粒20-50c.高分子的有機(jī)硅彈性體 0.5-5d.穩(wěn)定劑0.1-1.0e.滑石粉表面鈍化劑 0.2-1.5f.加工助劑 0.05-1.0g.色粉 0.3-2.0其中，上述配方中a+b為100重量份，所述的聚丙烯聚丙烯的熔體流動(dòng)速率(230℃×2.16kg)為5-50g/10min；所述的滑石粉母粒為滑石粉、橡膠、及加工助劑的混合物，其中滑石粉粒徑范圍為1-10微米，按重量份，用量為70-90，橡膠用量為10-30，加工助劑量為母?？偭康?.5-3％，所述的高分子有機(jī)硅化合物，為二甲基硅橡膠，其分子量為70-100萬(wàn)；所述的穩(wěn)定劑為熱氧穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑中的一種或其組合，所述的熱氧穩(wěn)定劑為[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸二硬脂醇酯；所述的光穩(wěn)定劑為雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和Chimassorb 944；所述的滑石粉表面鈍化劑為高級(jí)脂肪酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑，環(huán)氧樹脂Araltide 7072中的一種或其組合；所述的加工助劑為乙撐雙硬脂酰胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯，其特征在于所述的聚丙烯為不同流動(dòng)性的均聚丙烯和嵌段共聚丙烯中的一種或其組合，其中嵌段共聚丙烯的共聚單體為乙烯，其含量在4-10mol％的范圍內(nèi)，熔體流動(dòng)速率(230℃×2.16kg)為5-30g/10min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯，其特征在于所述的橡膠為乙烯類線性共聚物，包括乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物，其中辛烯或丁烯含量為20-30％，熔體流動(dòng)速率(190℃×2.16kg)為0.2-10g/l0min，密度0.86-0.88g/cm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯，其特征在于所述的滑石粉粒徑為0.5-10um，橡膠品種為乙烯-辛烯共聚物，其中辛烯含量為25wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯的制備方法(1)按重量配比秤取原料；(2)將聚丙烯、滑石粉母粒、高分子的有機(jī)硅彈性體、穩(wěn)定劑、滑石粉表面鈍化劑、加工助劑和色粉在高速攪拌機(jī)中混合10～20分鐘；(3)將混合后的原料放入雙螺桿擠出機(jī)，物料在螺桿內(nèi)停留時(shí)間為1～2分鐘，螺桿內(nèi)溫度為一區(qū)185～195℃，二區(qū)190～210℃，三區(qū)190～210℃，四區(qū)195～215℃；雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為300-700轉(zhuǎn)/分；(4)出料，在雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，擠出后冷卻、干燥、切粒即得成品；擠出機(jī)溫度為60-80℃，螺桿長(zhǎng)徑比為20-30。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯的制備方法，其特征在于所述的滑石粉母粒，先用滑石粉、橡膠、加工助劑在橡膠密煉機(jī)中混合，密煉機(jī)溫度為60-80℃，然后送入單螺桿擠出機(jī)中完成擠出造粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯及其制備方法，制備的材料可用于汽車和家電領(lǐng)域，如轎車的儀表板、門板、門護(hù)板、副儀表板、手套箱、裝飾柱等汽車內(nèi)外飾件，屬于高分子加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明中滑石粉預(yù)先與橡膠制成母粒再與聚丙烯進(jìn)行共混，它由以下重量配比的原料制成聚丙烯50－80，滑石粉母粒20－50；高分子的有機(jī)硅彈性體0.5－5；穩(wěn)定劑0.1－1.0；滑石粉表面鈍化劑0.2－1.5；加工助劑0.05－1.0；色粉0.3－2.0，其制備方法是將各組份在高速攪拌機(jī)中混合，再放入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在保持聚丙烯韌性的同時(shí)，大大提高了材料的剛性，材料的韌性和剛性達(dá)到了良好的平衡，同時(shí)改善了聚丙烯的抗劃痕性能，可以滿足汽車零部件對(duì)材料的要求；另外，生產(chǎn)中減少粉塵，改善工作環(huán)境。
文檔編號(hào)C08K5/36GK1631960SQ200410084709
公開日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者張祥福, 周文, 汪勇 申請(qǐng)人:上海普利特復(fù)合材料有限公司