專利名稱：具有低線性膨脹系數的聚丙烯組合物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及聚丙烯組合物，具體涉及低線性膨脹系數(CLTE)的聚丙烯組合物。
背景技術：
聚丙烯因其具有質量輕、耐溶劑、易加工、優(yōu)異的機械性能、易回收等優(yōu)點，獲得了廣泛應用，特別是在汽車工業(yè)、家電及機械領域的應用不斷提高。汽車工業(yè)未來向節(jié)能、環(huán)保、安全等方向發(fā)展。這就要求所用的材料質量輕、加工簡單、易回收等，聚丙烯滿足了這些要求。但是聚丙烯材料的線性膨脹系數較大，尺寸不穩(wěn)定，難以滿足汽車制件尺寸穩(wěn)定性的要求。汽車制件是指汽車內飾件與外飾件。內飾件包括儀表板、副儀表板、立柱、手套箱、門板、后尾箱板、門檻等；外飾件包括保險杠、防擦條、翼子板與擋泥板等。隨著汽車工業(yè)技術的發(fā)展與進步，汽車的美觀要求越來越高，于是“0 —間隙”的概念被提出?！? —間隙”是指汽車制件在裝配汽車上時，要求不同制件之間的裝配間隙盡量小，并且尺寸穩(wěn)定。這就要求聚丙烯材料的線性膨脹系數較低。特別是儀表板、保險杠等大而薄的汽車制件對聚丙烯線性膨脹系數有更低的需求。為了滿足“0 —間隙”的需求， 要求聚丙烯材料不僅具有低的線性膨脹系數，還要有等向的線性膨脹系數。用于汽車的改性聚丙烯材料，需要具有良好的剛性、高流動性與沖擊性能，需要添加滑石粉等填料提高剛性，添加彈性體提高韌性，所以其是一個多組份的材料。就會產生在注塑汽車制件時在熔體流動方向(FD或者MD)與垂直流動方向(TD)的線性膨脹系數產生巨大的差異，如一般材料在FD方向的線性膨脹系數為80ym/m/°C，而TD方向為170 μ m/m/°C，不能滿足汽車的設計要求，特別是高檔汽車設計需求。如果線性膨脹系數過大且在FD與TD方向上差異過大， 就會導致汽車儀表板等制件在溫度差較大的環(huán)境下與其它制件之間間隙過大，導致變形， 嚴重時導致卡口脫落，影響外觀質量。等向線性膨脹系數材料在FD與TD方向其值基本一致。所以解決聚丙烯材料線性膨脹系數大與不同方向差異大的缺陷問題已經迫在眉睫。為了滿足汽車制件的要求，人們提出了降低線性膨脹系數的方法。CN1016M459A 公開了具有低收縮率和尺寸穩(wěn)定性的聚丙烯樹脂的組合物。此發(fā)明提供了一種具有相對較高的剛性和抗沖擊性以及相對較低的成型收縮率和線性膨脹系數的聚丙烯組合物。 CN1834145A公開了汽車保險杠用聚丙烯復合材料及制備方法，此材料具有高極性與低線性膨脹系數。但是這兩個專利沒有提及在FD與TD的線性膨脹系數情況，無法判定此發(fā)明是否具有均向的線性膨脹系數。隨著汽車使用量逐年增加，汽車生產銷售量也逐年增加。這必將帶動汽車制件聚丙烯材料使用。其中具有低并且均向線性膨脹系數的聚丙烯復合材料需求不斷擴大。本發(fā)明滿足了此使用要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現有技術存在的不足，提供一種用于注塑并具有低并且均向線性膨脹系數的聚丙烯組合物。
本發(fā)明的另一個目的在于提供上述聚丙烯組合物的制備方法。本發(fā)明的進一步目的在于提供上述聚丙烯組合物在制備汽車制件的應用。為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案
一種無機填料母粒，由載體30 10重量％和滑石粉70 90重量％組成； 所述載體為彈性體、聚乙烯粉體或聚丙烯粉體；所述彈性體為α-烯烴共聚物。所述 α -烯烴共聚物為乙烯一己烯共聚物、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物中的一種或幾種混合物。所述彈性體的密度為0. 85(T0. 900g/cm3 ；所述聚乙烯粉體為線性低密度聚乙烯， 其熔體質量流動速率為15 50g/10min (2. 16Kg，190°C )；所述聚丙烯粉體為均聚聚丙烯粉體或者共聚聚丙烯粉體，其熔體質量流動速率為1 30g/10min(2. 16Kg，230°C )。所述滑石粉平均粒徑尺寸(D5tl)為3 15Mffl，D97為l(T35Mffl?；鄣牧匠Ｓ肈5tl 與D97表示。D5tl表示粒徑大于它的顆粒占50%，小于它的顆粒也占50%，即平均粒徑。D97表示粒徑小于它的顆粒占97%。粒徑的測試采用激光衍射法。含有上述無機填料母粒的聚丙烯組合物，由如下重量百分數的組分組成 聚丙烯樹脂 40 8洲；
彈性體2 20% ；
無機填料母粒 15 40% ； 成核劑0. 05 0. 2% ；
所述成核劑為α-成核劑。所述聚丙烯樹脂優(yōu)選為共聚聚丙烯樹脂，其熔體質量流動速率(MFR)為 5 60g/10min，其懸臂梁缺口沖擊強度在> 5KJ/m2 (23°C)。所述彈性體優(yōu)選為乙烯一己烯共聚物、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物中的一種或幾種的混合物，其密度為0. 85(T0. 900g/cm3。所述α-成核劑優(yōu)選為2，2’ 一亞甲基一雙(4，6_ 二叔丁基苯氧基)磷酸鈉、二 (4 一叔丁基一苯氧基)磷酸鈉、雙[2，2-亞甲基一雙G，6—二叔丁基苯氧基)磷酸羥基鋁]、雙(2 —烷基，4 一烷基苯氧基)磷酸鹽、二環(huán)[2，2,1]庚烷二羧酸鈉與二環(huán)[2，2,1]庚烷二羧酸鈣中一種或者兩種成核劑的混合物。除此之外本發(fā)明的組合物中還可以包含有機顏料和無機顏料。由于本發(fā)明用于注塑汽車制件，為了達到美觀需要，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顏料和無機顏料。有機顏料有永固紅、永固黃、酞菁藍、酞菁綠等，無機有二氧化鈦、碳黑、氧化鐵紅、氧化鐵黑、群青等。這些顏料可以根據注塑件顏色要求單獨使用，也可以復合使用。上述聚丙烯組合物的制備方法，包括如下步驟將各組分混合均勻后，通過雙螺桿擠出機，熔融混煉，熔融混煉溫度為17(T230°C，螺桿長徑比不小于32，擠出造粒，包裝即可。與現有技術相比，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制件不但具有低的線性膨脹系數，而且其具有均向性，汽車制件的尺寸穩(wěn)定，裝配間隙小，滿足汽車在不同溫度環(huán)境下使用。經過測試，本發(fā)明的聚丙烯材料制備的汽車部件，其各種性能均達到使用要求，線性膨脹系數低并且具有均向性，汽車制件的尺寸穩(wěn)定，間隙小，滿足汽車使用標準與廣泛。
本發(fā)明的聚丙烯組合物可用于制備汽車用制件，汽車制件是指汽車內飾件與外飾件。內飾件包括儀表板、副儀表板、立柱、手套箱、門板、后尾箱板、門檻等；外飾件包括保險杠、防擦條、翼子板與擋泥板等。按標準測試試樣由CJ80C型注塑機在20(T23(TC溫度下成型。成型條件和試樣制備符合IS(^94. 1 — 96和IS01873. 2 - 97的要求。
具體實施例方式測試方法
(1)線性膨脹系數按照IS011359 — 2標準測試，使用熱機械分析(TMA)法測試。測試溫度范圍為一 30°C 80°C。本發(fā)明實施例中原材料性能
PPl 共聚聚丙烯，熔體質量流動速率為30g/10min (2. 16kg，230°C )，懸臂梁缺口沖擊強度為 8KJ/m2 (23°C)；
PP2 共聚聚丙烯，熔體質量流動速率為20g/10min (2. 16kg，230°C )，懸臂梁缺口沖擊強度為 40KJ/m2 (23°C)；
PP3 均聚聚丙烯粉，熔體質量流動速率為15g/10min (2. 16kg，230°C )，懸臂梁缺口沖擊強度為IJ/m2 (23°C)；
PP4 共聚聚丙烯粉，熔體質量流動速率為2g/10min (2. 16kg，230°C )，懸臂梁缺口沖擊強度為 40KJ/m2 (23°C)；
PEl 線性低密度聚乙烯，熔體質量流動速率為20g/10min (2. 16kg，190°C)； PE2 線性低密度聚乙烯，熔體質量流動速率為40g/10min (2. 16kg, 190°C )； POEl 乙烯一丁烯共聚物，熔體質量流動速率為1.2g/10min (2. 16kg，190°C )，0. 864g/
3
cm ；
P0E2 :乙烯一丁烯共聚物，熔體質量流動速率為lg/10min (2. 16kg，190°C )，0. 859g/
3
cm ；
P0E3 :乙烯一辛烯共聚物，熔體質量流動速率為13g/10min (2. 16kg，190°C) ；0. 866g/
3
cm ；
Talcl 滑石粉，粒徑D5tl為5. 2 μ m與D97為20 μ m ；
Talc2 滑石粉，粒徑D5tl為8. 4 μ m與D97為45 μ m ；
成核劑1: 2,2' 一亞甲基一雙(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸鈉；
成核劑2 雙[2，2-亞甲基一雙(4，6 一二叔丁基苯氧基)磷酸羥基鋁]；
成核劑3 、二環(huán)[2，2，1]庚烷二羧酸鈉；
成核劑4:苯甲酸鈉。本發(fā)明實施例中無機填料母粒組成見表1。表1無機填料母粒組成
權利要求
1.一種無機填料母粒，其特征在于由載體30 10重量％和滑石粉70 90重量％組成；所述載體為彈性體、聚乙烯粉體或聚丙烯粉體；所述彈性體為α-烯烴共聚物。
2.如權利要求2所述的無機填料母粒，其特征在于所述α-烯烴共聚物為乙烯一己烯共聚物、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物中的一種或幾種混合物。
3.如權利要求1所述的無機填料母粒，其特征在于所述彈性體的密度為 0. 85(T0. 900g/cm3;所述聚乙烯粉體為線性低密度聚乙烯，其熔體質量流動速率為15 50g/10min (2. 16Kg，190°C );所述聚丙烯粉體為均聚聚丙烯粉體或者共聚聚丙烯粉體，其熔體質量流動速率為1 30g/10min(2. 16Kg，230°C )。
4.如權利要求1所述的無機填料母粒，其特征在于所述滑石粉平均粒徑尺寸(D5tl)為 3 15Mm，D97 為 10 35Mm。
5.含有權利要求1所述無機填料母粒的聚丙烯組合物，其特征在于由如下重量百分數的組分組成聚丙烯樹脂 40 8洲；彈性體2 20% ；無機填料母粒 15 40% ；成核劑0. 05 0. 2% ；所述成核劑為α-成核劑。
6.根據權利要求5所述的聚丙烯組合物，其特征在于所述聚丙烯樹脂為共聚聚丙烯樹脂，其熔體質量流動速率(MFR)為5飛Og/lOmin，其懸臂梁缺口沖擊強度在> 5KJ/m2 (23°C)。
7.根據權利要求5所述的聚丙烯組合物，其特征在于所述彈性體為乙烯一己烯共聚物、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物中的一種或幾種的混合物，其密度為 0. 850 0· 900g/cm3。
8.根據權利要求5所述的聚丙烯組合物，其特征在于所述α-成核劑為2，2’一亞甲基一雙(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸鈉、二(4 一叔丁基一苯氧基)磷酸鈉、雙[2，2-亞甲基一雙(4，6 一二叔丁基苯氧基)磷酸羥基鋁]、雙(2 —烷基，4 一烷基苯氧基)磷酸鹽、二環(huán)[2，2，1]庚烷二羧酸鈉與二環(huán)[2，2，1]庚烷二羧酸鈣中一種或者兩種成核劑的混合物。
9.權利要求5所述聚丙烯組合物的制備方法，其特征在于包括如下步驟將各組分混合均勻后，通過雙螺桿擠出機，熔融混煉，熔融混煉溫度為17(T230°C，螺桿長徑比不小于 32，擠出造粒，包裝即可。
10.權利要求5所述聚丙烯組合物在制備汽車制件中的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有低線性膨脹系數的聚丙烯組合物及其制備方法，由如下重量百分數的組分組成聚丙烯樹脂40~82%；彈性體2~20%；無機填料母粒15~40%；成核劑0.05~0.2%；所述成核劑為α-成核劑。本發(fā)明的聚丙烯材料制備的汽車制件不但具有低的線性膨脹系數，而且其具有均向性，汽車制件的尺寸穩(wěn)定，裝配間隙小，滿足汽車在不同溫度環(huán)境下使用。經過測試，本發(fā)明的聚丙烯材料制備的汽車部件，其各種性能均達到使用要求，線性膨脹系數低并且具有均向性，汽車制件的尺寸穩(wěn)定，間隙小，滿足汽車使用標準與廣泛。
文檔編號C08L23/12GK102206373SQ20111012745
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權日2011年5月17日
發(fā)明者劉奇祥, 葉南飚, 吳博, 姚程, 徐依斌, 李永華 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 綿陽東方特種工程塑料有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司