專利名稱：：一種耐低溫沖擊聚丙烯組合物及其制備方法與作為汽車(chē)內(nèi)飾件的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及汽車(chē)內(nèi)飾件，具體涉及一種耐低溫沖擊聚丙烯組合物及其制備方法與作為汽車(chē)內(nèi)飾件中應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：聚丙烯因其具有質(zhì)量輕、耐溶劑、易加工、優(yōu)異的機(jī)械性能、易回收等優(yōu)點(diǎn)，獲得了廣泛應(yīng)用，特別是在汽車(chē)工業(yè)、家電及機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用不斷提高。汽車(chē)工業(yè)未來(lái)向節(jié)能、環(huán)保、安全等方向發(fā)展。這就要求所用的材料質(zhì)量輕、加工簡(jiǎn)單、易回收等，聚丙烯滿足了這些要求。但是聚丙烯材料耐低溫性能差，剛性低，不能達(dá)到用于汽車(chē)內(nèi)飾件的要求，必須通過(guò)改性提高其低溫性能和剛性，達(dá)到汽車(chē)內(nèi)飾件使用要求和標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)飾件包括儀表板、副儀表板、A、B與C立柱、手套箱、門(mén)板、后尾箱板、門(mén)檻等。汽車(chē)內(nèi)飾件必須達(dá)到一定的耐低溫沖擊要求，特別是ot:到一30"c低溫沖擊性能。如果低溫性能差，汽車(chē)在嚴(yán)寒氣候條件下，會(huì)破裂或在碰撞的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生碎片，危機(jī)乘車(chē)人員的安全。提高材料的低溫沖擊性能，往往添加大量的增韌劑，即彈性體如三元乙丙橡膠(EPDM)。雖然提高了材料低溫沖擊性能，但是也降低了材料的剛性，如彎曲模量與熱變形溫度降低，達(dá)不到作為汽車(chē)內(nèi)飾件材料的剛性與耐熱性能要求。如目前儀表板專用聚丙烯材料的低溫懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度(—30°C)在4KJ/m"左右，多軸沖擊在6.6m/s，-3(TC的條件下，會(huì)破碎。隨著汽車(chē)內(nèi)飾件性能要求不斷提高，特別是低溫多軸沖擊要求越來(lái)越高。多軸沖擊測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有ASTMD3763和IS06603。多軸沖擊高速?zèng)_擊實(shí)驗(yàn)樣片，通過(guò)擊穿樣片計(jì)算樣品吸收的總能量，如果在高速?zèng)_擊時(shí)破碎，則不能符合材料使用要求。所以研究開(kāi)發(fā)耐低溫沖擊高性能汽車(chē)內(nèi)飾件專用料迫在眉睫，以滿足高性能汽車(chē)材料需求。隨著汽車(chē)行業(yè)對(duì)產(chǎn)品安全性能的更高更嚴(yán)格要求，對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾件的耐低溫高剛性高韌性等性能也同時(shí)提出更高的要求，特別是汽車(chē)儀表板等內(nèi)飾件聚丙烯材料的改性越來(lái)越受到重視。目前，許多專利通過(guò)多種途徑制備了汽車(chē)內(nèi)飾件材料。CN1840576A制備了高性能低氣味的儀表板專用聚丙烯。CN1156155A是--種聚丙烯組合物。CN1068022C是高韌性聚丙烯復(fù)合材料。CN1927932A是一種改性聚丙烯。CN1134953A是一種熱塑性樹(shù)脂組合物。CN1737041A是一種聚烯烴組合物。CN1631960A制備了高剛性、高韌性耐劃痕滑石粉填充聚丙烯。CN1119374C是一種超高韌性高強(qiáng)度聚丙烯組合物。US6753373B2制備了耐劃傷耐低溫聚烯烴模塑材料。US2006/0020086A1制備了耐劃傷耐低溫高剛性模塑聚丙烯材料。US2008/0128934A1制備了耐劃傷耐低溫聚烯烴模塑材料。這些專利提供的技術(shù)雖然在一定程度上提高了汽車(chē)內(nèi)飾件的性能，但是這些專利大多都是對(duì)材料常溫的韌性和剛性進(jìn)行研究，也有部分專利采用不同方法提髙低溫沖擊性能。此外，當(dāng)前的聚丙烯材料在保證低溫性能的同時(shí)，其剛性會(huì)變差，達(dá)不到汽車(chē)材料使用的標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法得到耐低溫且高性能的汽車(chē)儀內(nèi)飾件。隨著汽車(chē)使用量逐年增加，汽車(chē)生產(chǎn)銷售量也逐年增加。這必將帶動(dòng)汽車(chē)內(nèi)飾件改性聚丙烯材料使用。其屮耐低溫沖擊聚丙烯復(fù)合材料需求不斷擴(kuò)大。本發(fā)明滿足了耐低溫高性能聚丙烯汽車(chē)內(nèi)飾件材料的使用要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種能耐低溫和耐沖擊的聚丙烯組合物。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述聚丙烯組合物的制備方法。本發(fā)明的進(jìn)一步目的在于提供上述聚丙烯組合物在制備汽車(chē)內(nèi)飾件中的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案-本發(fā)明的聚丙烯組合物由如下組分制成(按重量百分?jǐn)?shù)計(jì))聚丙烯樹(shù)脂4079.8%;礦物填料1535%;增韌劑530%。在上述聚丙烯組合物中，還可以加入0.1~1%的抗氧劑和0.11%的耐候劑。上述聚丙烯樹(shù)脂優(yōu)選為共聚聚丙烯或均聚聚丙烯樹(shù)脂；共聚聚丙烯的熔體流動(dòng)速率(MFR)為10~80g/10min，其懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度在^5KJ/m2(23°C)，均聚聚丙烯熔體流動(dòng)速率為580g/10min，其懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度在》3KJ/m2(23°C)。共聚聚丙烯可以選擇無(wú)規(guī)、嵌段或枝形共聚物?？梢圆捎谜x子或Ziegler-Natta負(fù)離子配位聚合。均聚聚丙烯有等規(guī)、間規(guī)與無(wú)規(guī)聚丙烯，選擇等規(guī)或間規(guī)聚丙烯，選擇用茂金屬催化劑合成的聚丙烯。上述礦物填料優(yōu)選為滑石粉、碳酸鈣、硅灰石或云母，優(yōu)先選擇滑石粉，其粒徑為0.15pm，優(yōu)先選擇0.1lpm粒徑的滑石粉。優(yōu)先采用二氧化硅含量》61%，燒失量(IOO(TC)《6%的滑石粉?；凼且环N片狀填料，其作用是提高聚丙烯改性材料的剛性，提高彎曲模量和熱變形溫度。上述增韌劑為彈性體，添加彈性體保證了用于汽車(chē)內(nèi)飾件低溫韌性要求，對(duì)提高低溫沖擊起到關(guān)鍵作用?？舍娪靡蚁┮患合┕簿畚?、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物、乙烯一丙烯一辛烯三元共聚物、氫化乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物中的一種或幾種；本發(fā)明的彈性體在選擇時(shí)，選擇密度為0.8500.900g/cm3，優(yōu)先選擇密度為0.8550.870g/cm3的。這些彈性體有埃克森±矣克森美孚(Exxonmobil)的EXACT牌號(hào)系列，陶氏(DOW)的ENGAGE牌號(hào)系列，三井化學(xué)(Mitsuichemicals)的TFMER牌號(hào)系列，岳陽(yáng)化工總廠的SBS與SEBS系列產(chǎn)品。上述抗氧劑是一種能在高溫加工過(guò)程中抑制和延緩聚合物材料氧化和降解的化學(xué)助劑。本發(fā)明可選用的抗氧劑為受阻酚類、胺類、亞磷酸酯類、硫脂類等。優(yōu)先選擇的抗氧劑有2，6—二叔丁基對(duì)甲酚、2,4,6—三叔丁基苯酚、4一羥甲基一2,6—二叔丁基苯酚、四[fi—(3,5—二叔丁基一4—羥基苯基)丙酸]季戊四醇、N—環(huán)已基一N'一苯基對(duì)苯二胺、N,N'-二一13—萘基一對(duì)苯胺、亞磷酸三(2,4二叔丁基苯基)酉旨、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯等中的一種或多種復(fù)配。上述耐候劑是提高聚合物材料光穩(wěn)定性的助劑。由于汽車(chē)經(jīng)常在室外，受到紫外線(UV)的輻射，必須滿足-一定的耐候要求，防止內(nèi)飾件褪色、表面粉化等現(xiàn)象。使用的耐候劑有紫外線吸收劑、受阻胺光穩(wěn)定劑等。本發(fā)明可選用的耐候劑為水楊酸對(duì)辛基苯酯、水楊酸對(duì)叔丁基苯酯、間苯二酚單苯甲酸酯、2—氰基一3,3'—二苯基丙烯酸—2—乙基乙酯、2—羥基一4一正辛氧基一二苯甲酮2-(2'-羥基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2'-羥基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、雙(2,2,6,6-四甲基_4-哌啶基)癸二酸酯、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(十二垸基)-4-甲基苯酚、2陽(yáng)(2'-羥基-3'，5'-二戊基苯基)苯并三唑、雙(1,2,2,6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-[2,4-雙(2,4-二甲苯基)-2-(l,3,5-三嗪基)5-辛氧基苯酚、2-羥基-4-甲氧基-5-磺?；郊淄?,4-二羥基二苯甲酮、[6-[(1，1,3，3-四甲基丁基)胺基]均三嗪-2，4-二][[(2，2，6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]己基-l，6-[(2，2，6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]、3一十二垸基一1—(2，2,6，6-四甲基一吡啶基)一吡咯一2，5—二垸酮、1，3,5_三(4一叔丁基一3—羥基一2,6—二甲基苯基)一1，3，5—三嗪一2，4，6—(1H,3H,5H)—三酮、4—苯甲酰氧基一2,2，6,6四甲基哌啶等中的一種或多種復(fù)配。除此之外本發(fā)明的組合物中還可以包含有機(jī)顏料和無(wú)機(jī)顏料。由于本發(fā)明用于注塑汽車(chē)內(nèi)飾件，為了達(dá)到美觀需要，常制作不同顏色。所以本發(fā)明組合物中還包含有微量有機(jī)顏料和無(wú)機(jī)顏料。有機(jī)顏料有永固紅、永固黃、酞菁藍(lán)、酞菁綠等，無(wú)機(jī)有二氧化鈦、碳黑、氧化鐵紅、氧化鐵黑、群青等。這些顏料可以根據(jù)注塑件顏色要求單獨(dú)使用，也可以復(fù)合使用。本發(fā)明的聚丙烯組合物的制備方法為將上述各組成材料根據(jù)配方所述重量百分?jǐn)?shù)稱料，并混合均勻后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)或往復(fù)式單螺桿擠出機(jī)。螺桿長(zhǎng)徑比不小于32，在17023(TC的溫度下熔融混煉，優(yōu)先選擇190—21(TC。擠出造粒、水冷、風(fēng)干，粒徑在任何方向的尺寸為l5mm，優(yōu)先選擇為3mm，包裝即可。本發(fā)明的聚丙烯組合物可用于制備汽車(chē)內(nèi)飾件，內(nèi)飾件包括儀表板、副儀表板、A、B與C立柱、手套箱、門(mén)板、后尾箱板、門(mén)檻等。采用ISO標(biāo)準(zhǔn)和ASTM標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，按標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試試樣由CJ80C型注塑機(jī)在20023(TC溫度下成型。成型條件和試樣制備符合IS0294.1—96和IS01873.2—97的要求。經(jīng)過(guò)測(cè)試，本發(fā)明的聚丙烯材料制備的內(nèi)飾件，其各種性能均達(dá)到使用要求，克服了低溫性能差的缺點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明的聚丙烯材料制備的汽車(chē)內(nèi)飾件不但具有良好的低溫性能，在0'C到-4(TC保持有良好的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度和多軸沖擊強(qiáng)度，同時(shí)還保證了其具有良說(shuō)明書(shū)第7/13頁(yè)好的剛性，韌性等其他性能，滿足汽車(chē)工業(yè)安全使用要求。具體實(shí)施方式領(lǐng)'j試方法(1)密度按IS01183測(cè)試；(2)拉伸強(qiáng)度按IS0527測(cè)試；速度為50mm/min;(3)懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按ISO180測(cè)試；(4)熔體流動(dòng)速率(MFR):按IS01133測(cè)試，條件230°C，2.16Kg;(5)彎曲模量按IS0178測(cè)試，速度為2mm/min;(6)熱變形溫度按IS075測(cè)試，負(fù)載0.45Mpa;(7)多軸沖擊強(qiáng)度按ASTMD3763，沖擊速度為2.2~6.6m/s，沖擊頭直徑為12.7mm，支撐圈直徑為76.2mm。實(shí)施例l耐低溫沖擊聚丙烯組合物本實(shí)施例的聚丙烯組合物，其組成如表l所示。表l聚丙烯組合物的原料及用量<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>劑744)，汽巴精細(xì)化學(xué)工業(yè)有限公司<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>本實(shí)施例的聚丙烯組合物，其制備方法如下-按表l所述原料按其用量比例稱好，混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)，在1卯21(TC的溫度下熔融混煉，擠出造粒，水冷、風(fēng)干，粒徑為3mm，包裝即可。本實(shí)施例的聚丙烯組合物的檢測(cè)結(jié)果，如表2所示。表2產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實(shí)施例2耐低溫沖擊聚丙烯組合物本實(shí)施例的聚丙烯組合物，其組成如表3所示,表3聚丙烯組合物的原料及用』原料名稱用量。％<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>實(shí)施例3耐低溫沖擊聚丙烯組合物本實(shí)施例的汽車(chē)內(nèi)飾件用聚丙烯組合物，其組成如表5所示。表5聚丙烯組合物的原料及用量<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>本實(shí)施例的聚丙烯組合物，其制備方法如實(shí)施例1。本實(shí)施例的聚丙烯組合物的檢測(cè)結(jié)果，如表6所示。表6產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>實(shí)施例4耐低溫沖擊聚丙烯組合物本實(shí)施例的聚丙烯組合物，其組成如表7所示。表7聚丙烯組合物的原料及用量<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>本實(shí)施例的聚丙烯組合物，其制備方法如實(shí)施例1。本實(shí)施例的聚丙烯組合物的檢測(cè)結(jié)果，如表8所示。表8產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>實(shí)施例5耐低溫沖擊聚丙烯組合物本實(shí)施例的聚丙烯組合物，其組成如表7所示。表9聚丙烯組合物的原料及用量<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>本實(shí)施例的聚丙烯組合物，其制備方法如實(shí)施例1。本實(shí)施例的聚丙烯組合物的檢測(cè)結(jié)果，如表io所示。表10產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>由各個(gè)實(shí)施例的產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果可以看出，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中制備汽車(chē)儀表板的材料在保證低溫性能的同時(shí)其材料本身剛性會(huì)變差的問(wèn)題，不但改進(jìn)了材料的低溫性能，使得所制備的汽車(chē)內(nèi)飾件具有良好的低溫性能，同吋還保證了材料具有良好的剛性，達(dá)到汽車(chē)材料使用的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。權(quán)利要求1、一種耐低溫沖擊聚丙烯組合物，其特征在于，該組合物按重量百分比計(jì)，由如下組分制成聚丙烯樹(shù)脂40～79.8％；礦物填料15～35％；增韌劑5～30％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯組合物，其特征在于該組合纟由如下組分制成:聚丙烯樹(shù)脂礦物填料增韌劑4079線1535%;530%;0.11%;耐候劑0.11%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯組合物，其特征在于所述聚丙烯樹(shù)脂為共聚聚丙烯或均聚聚丙烯樹(shù)脂。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯組合物，其特征在于所述礦物填料為滑石粉、碳酸鈣、硅灰石或云母。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯組合物，其特征在于所述增韌劑為乙烯一己烯共聚物、乙烯一丁烯共聚形乙烯—丙烯一辛烯三元共聚物、氫化乙烯一丁的一種或幾種的混合物，增韌劑為密度0.8500.900g/cm3的彈性體。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚丙烯組合物，其特征在于所述抗乙烯一辛烯共聚物、:烯一苯乙烯共聚物中氧化劑為2,6—二叔丁基對(duì)甲酚、2，4,6—三叔丁基苯酚、4—羥甲基_2，6—二叔丁基苯酚-四[13—(3，5—二叔丁基一4一羥基苯基)丙酸]季戊四醇、N—環(huán)己基一N'—苯基對(duì)苯二胺、N，N-二一J3—萘基—對(duì)苯胺、亞磷酸三(2，4二叔丁基苯基)酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯中的一種或多種的混合物。7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚丙烯組合物，其特征在于所述耐候劑為水楊酸對(duì)辛基苯酯、水楊酸對(duì)叔丁基苯酯、間苯二酚單苯甲酸酯、2—氰基一3,3'—二苯基丙烯酸一2—乙基乙酯、2—羥基一4—正辛氧基-二苯甲酮2-(2'-羥基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2畫(huà)(2'-羥基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羥基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、雙(2,2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酉旨、2-(211-苯并三唑-2-基)-6-(十二烷基)-4-甲基苯酚、2-(2'-羥基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-[2，4-雙(2，4-二甲苯基)-2-(l,3,5-三嗪基)5-辛氧基苯酚、2-羥基-4-甲氧基-5-磺?；郊淄?,4-二羥基二苯甲酮、[6-[(l，l,3,3-四甲基丁基)胺萄均三嗪-2,4-二][[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]己基-1,6-[(2，2,6，6-四甲基_4_哌啶基)亞胺基]、3—十二垸基一l一(2,2,6，6-四甲基一吡啶基)一吡咯一2，5—二烷酮、1,3,5—三(4一叔丁基一3—羥基一2，6—二甲基苯基)一1,3,5—三嗪一2,4,6—(1H，3H,5H)—三酮、4一苯甲酰氧基一2,2,6,6四甲基哌啶中的一種或幾種的混合物。8、權(quán)利要求17所述任一項(xiàng)聚丙烯組合物的制備方法，其特征在于該制備方法包括如下步驟將各組分混合均勻后，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)或往復(fù)式單螺桿擠出機(jī)，在17023(TC的溫度下熔融混煉，螺桿長(zhǎng)徑比不小于32，擠出造粒，包裝即可。9、權(quán)利要求17所述任一項(xiàng)耐低溫沖擊聚丙烯組合物在制備汽車(chē)內(nèi)飾件中應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種耐低溫沖擊聚丙烯組合物及其制備方法與作為汽車(chē)內(nèi)飾件的應(yīng)用，該聚丙烯組合物按重量百分比計(jì)包含如下組分聚丙烯樹(shù)脂40～79.8％，礦物填料15～35％，增韌劑5～30％，抗氧劑0.1～1％，耐候劑0.1～1％。本發(fā)明的聚丙烯組合物通過(guò)注塑加工汽車(chē)內(nèi)飾件的各種性能均達(dá)到使用要求，克服了低溫性能差的缺點(diǎn)，特別是在0℃到-40℃具有良好的低溫沖擊性能。文檔編號(hào)C08L23/00GK101659768SQ20081019807公開(kāi)日2010年3月3日申請(qǐng)日期2008年8月28日優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日發(fā)明者超丁,周英輝,李永華,羅忠富,陳廣強(qiáng),達(dá)黃申請(qǐng)人:金發(fā)科技股份有限公司;上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司