一種超低溫高韌性改性聚丙烯及其制備方法
【專利說明】一種超低溫高韌性改性聚丙烯及其制備方法
[0001] 一.技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及一種改性聚丙烯材料的制備方法，具體涉及一種超低溫高韌性改性聚丙烯 及其制備方法。
[0002] 二.【背景技術(shù)】： 聚丙烯（PP)具有密度低、機械性能較優(yōu)異、還有良好的耐應(yīng)力龜裂、耐疲勞屈服和耐化 學(xué)品性能、而且有價格便宜、易加工成型、已回收、可循環(huán)利用等優(yōu)點，獲得了廣泛的應(yīng)用， 特別是在汽車工業(yè)、家電及機械領(lǐng)域的應(yīng)用不斷加大。但由于聚丙烯材料耐低溫性能差、剛 性較低，不能達(dá)到用于汽車內(nèi)外飾件的使用要求，因此為必須對其進(jìn)行改性。聚丙烯主要改 性方法有彈性體增韌聚丙烯改性；無機填料填充增強聚丙烯改性；以及利用聚丙烯、無機 填料、彈性體三者共同作用增韌增強聚丙烯改性研究。
[0003] 隨著汽車行業(yè)對產(chǎn)品安全性能的更高要求，對汽車內(nèi)外飾的低溫韌性也提出了更 高的要求。目前國內(nèi)汽車保險杠專用料的制備方法主要是以彈性體和無機剛性粒子兩者復(fù) 配共混改性聚丙烯，這種方法成本低廉、加工方便、對材料的強度和韌性都有較好的改性效 果，該方法可以制備出具有較高的沖擊韌性又具有較高的彎曲強度的改性材料，適合大部 分保險杠的制造，但是其還存在著低溫脆性，在較低溫度下，材料的韌性會急劇下降，對環(huán) 境的適應(yīng)性較差，不能滿足更高檔次保險杠專用料的需求。
[0004] 耐低溫聚丙烯材料國內(nèi)早已展開研究，201010582350. 5公開了一種高低溫韌性改 性聚丙烯材料及其制備方法，以天然順丁橡膠為低溫增韌劑來改善材料的低溫韌性，然而 其低溫韌性只能達(dá)到-30°C，更低溫度下(如-40°C )效果并不理想。
[0005] 201110136170. 9描述了一種以茂金屬乙烯-己烯共聚物作為彈性體組分增韌的 耐低溫保險杠材料，不過其低溫韌性也只能達(dá)到-20°C時保持良好的韌性，在更低溫度下 (-30°C、-40°C )時材料會變得很脆，沖擊韌性無法得到保持。
[0006] 三.
【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明提供一種制備方法簡單、成本較低、效果明顯的超低溫高韌性聚丙烯及其制備 方法。
[0007] 本發(fā)明所述一種超低溫高韌性改性聚丙烯及其制備方法由如下組分復(fù)配而成 ： 聚丙烯 40-90 質(zhì)量份 無機剛性粒子 5-30 質(zhì)量份 非晶態(tài)聚-a-烯烴 5-30 質(zhì)量份 偶聯(lián)劑 0. 1-0. 9質(zhì)量份 抗氧劑 0. 1-0. 5質(zhì)量份 抗紫外劑 0. 1-0. 5質(zhì)量份 所述聚丙烯為共聚聚丙烯、均聚聚丙烯或均聚與共聚聚丙烯任意比例的混合。
[0008] 所述無機剛性粒子為滑石粉、硅灰石、碳酸鈣、云母中的一種或者兩種以上任意比 例的混合物。
[0009] 所述非晶態(tài)聚-a-烯烴為2到20個碳原子的a-烯烴單體分子的非晶態(tài)聚合物 或非晶態(tài)共聚物。本發(fā)明使用的非晶態(tài)聚-a-烯烴是用三氯化鈦作為催化劑，三異丁基鋁 作為輔助催化劑，a_烯烴單體在惰性溶劑環(huán)境下，在攪拌釜中聚合，三氯化鈦與三異丁基鋁 的摩爾比為1:4, a-烯烴單體與溶劑質(zhì)量比為1:1，惰性溶劑為脂族烴類溶劑，反應(yīng)溫度為 50°C~70°C。按照此工藝制得高粘度非晶態(tài)聚-a-烯烴，其玻璃化溫度為-40°C~_80°C。
[0010] 所述非晶態(tài)聚-a-烯烴的a-烯烴單體選自乙烯、丙烯、a- 丁烯、a-戊烯、a-己烯、 a_半稀、a_十二稀、a_十八稀、4_甲基_a_戊稀、甲基_a_己稀、甲基_a_庚稀。
[0011] 所述非晶態(tài)聚-a_烯烴添加量為5_30質(zhì)量份。
[0012] 所述非晶態(tài)聚-a-烯烴添加量優(yōu)選為10-25質(zhì)量份。
[0013] 非晶態(tài)聚_a-烯烴1 :單體分子為乙烯、丙烯、a-十二稀摩爾比為1:1:1進(jìn)行聚合 制得的非晶態(tài)聚-a_烯烴。
[0014] 非晶態(tài)聚_a-烯烴2 :單位分子為丙烯、4-甲基-a-戊烯摩爾比為1:1進(jìn)行聚合制 得的非晶態(tài)聚-a_烯烴。
[0015] 非晶態(tài)聚_a-烯烴3 :單體分子為乙烯、a-十二烯摩爾比為1:1進(jìn)行聚合制得的非 晶態(tài)聚-a_烯烴。
[0016] 所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或上述幾種偶聯(lián)劑任 意比例的混合物。
[0017] 所述抗氧劑為芳香胺類、受阻酚類抗氧劑。
[0018] 所述抗紫外劑為水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類和受阻 胺類抗紫外劑。
[0019] 本發(fā)明的制備方法包括如下步驟： (1) 將無機剛性粒子進(jìn)行干燥； (2) 將干燥后的無機剛性粒子與偶聯(lián)劑加入混合機中高速攪拌2-10分鐘； (3) 將攪拌好的無機剛性粒子、偶聯(lián)劑的混合物與聚丙烯、非晶態(tài)聚-a-烯烴、抗氧劑 加入混合機中攪拌2-10分鐘； (4) 將上述混合后的材料經(jīng)擠出機擠出、造粒后，即得成品。
[0020] 本發(fā)明主要利用偶聯(lián)劑，使得基體PP與無機剛性粒子的表面粘結(jié)力增強，以非晶 態(tài)聚-a-烯烴為增韌劑對PP基體進(jìn)行增韌，改善PP的耐低溫韌性。
[0021] 有益效果：本發(fā)明所制得的超低溫高韌性聚丙烯在更低的溫度下依然可以保持較 好的沖擊韌性，加工工藝簡單、其它力學(xué)性能得到很好的保持。在考察材料的韌性主要指標(biāo) 為缺口沖擊強度，其值越高，表明韌性越好；由表1所知，室溫下除實施例1低于對比例的室 溫缺口沖擊強度，實施例3高于對比例室溫缺口沖擊強度，其他與對比例的室溫缺口沖擊 強度相當(dāng)；但在低溫（_50°C)，本發(fā)明的實施例1-6中其在-50°C缺口沖擊強度為對比例的 2-4倍左右，并且實施例3效果最好。由此可見本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)可以在更低溫（-50°C )保 存良好的韌性。
[0022] 四?【具體實施方式】： 通過以下實施例可以更好的說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0023] 以下實施中，聚丙烯為燕山石化生產(chǎn)的K8003 ;無機剛性粒子為遼寧省海城市艾 海滑石有限公司生產(chǎn)的滑石粉；P0E是韓國LG化學(xué)生產(chǎn)的LG170 ;偶聯(lián)劑為南京曙光化工 集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的鈦酸酯偶聯(lián)劑；抗氧化劑為煙臺新秀化學(xué)用品有限公司生產(chǎn)的抗氧劑 1010 ;抗紫外劑為巴斯夫公司生產(chǎn)的UV-531。 聚合工藝： 本發(fā)明使用的非晶態(tài)聚-a_烯烴是用三氯化鈦作為催化劑，三異丁基鋁作為輔助催化 劑，a-烯烴單體在惰性溶劑環(huán)境下，在攪拌釜中聚合，三氯化鈦與三異丁基鋁的摩爾比為 1:4, a-烯烴單體與溶劑質(zhì)量比為1:1，惰性溶劑為脂族烴類溶劑，反應(yīng)溫度為50°C~70°C。 按照此工藝制得高粘度非晶態(tài)聚-a-烯烴，其玻璃化溫度為-40°C~_80°C。
[0024] 非晶態(tài)聚-a_烯烴1 :單體分子為乙烯、丙烯、a_十二稀摩爾比為1:1:1進(jìn)行聚合 制得的非晶態(tài)聚-a_烯烴。
[0025] 非晶態(tài)聚-a-烯烴2