專利名稱：具有低線性膨脹系數(shù)的聚丙烯組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚丙烯組合物，具體涉及低線性膨脹系數(shù)(CLTE)的聚丙烯組合物。
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，特別是在汽車工業(yè)、家電及機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)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(zhì)量輕、加工簡(jiǎn)單、易回收等，聚丙烯滿足了這些要求。但是聚丙烯材料的線性膨脹系數(shù)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(nèi)飾件與外飾件。內(nèi)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(xiǎn)杠、防擦條、翼子板與擋泥板等。隨著汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)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(shí)，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(shù)較低。特別是儀表板、保險(xiǎn)杠等大而薄的汽車制件對(duì)聚丙烯線性膨脹系數(shù)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(shù)，還要有等向的線性膨脹系數(shù)。用于汽車的改性聚丙烯材料，需要具有良好的剛性、高流動(dòng)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(gè)多組份的材料。就會(huì)產(chǎn)生在注塑汽車制件時(shí)在熔體流動(dòng)方向(FD或者M(jìn)D)與垂直流動(dòng)方向(TD)的線性膨脹系數(shù)產(chǎn)生巨大的差異，如一般材料在FD方向的線性膨脹系數(shù)為80ym/m/°C，而TD方向?yàn)?70 μ m/m/°C，不能滿足汽車的設(shè)計(jì)要求，特別是高檔汽車設(shè)計(jì)需求。如果線性膨脹系數(shù)過大且在FD與TD方向上差異過大， 就會(huì)導(dǎo)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(dǎo)致變形， 嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致卡口脫落，影響外觀質(zhì)量。等向線性膨脹系數(shù)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(shù)大與不同方向差異大的缺陷問題已經(jīng)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(shù)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(duì)較高的剛性和抗沖擊性以及相對(duì)較低的成型收縮率和線性膨脹系數(shù)的聚丙烯組合物。 CN1834145A公開了汽車保險(xiǎn)杠用聚丙烯復(fù)合材料及制備方法，此材料具有高極性與低線性膨脹系數(shù)。但是這兩個(gè)專利沒有提及在FD與TD的線性膨脹系數(shù)情況，無法判定此發(fā)明是否具有均向的線性膨脹系數(shù)。隨著汽車使用量逐年增加，汽車生產(chǎn)銷售量也逐年增加。這必將帶動(dòng)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(shù)的聚丙烯復(fù)合材料需求不斷擴(kuò)大。本發(fā)明滿足了此使用要求。

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，提供一種用于注塑并具有低并且均向線性膨脹系數(shù)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制件的應(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
一種無機(jī)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(zhì)量流動(dòng)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(zhì)量流動(dòng)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(cè)試采用激光衍射法。含有上述無機(jī)填料母粒的聚丙烯組合物，由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成 聚丙烯樹脂 40 8洲；
彈性體2 20% ；
無機(jī)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(zhì)量流動(dòng)速率(MFR)為 5 60g/10min，其懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)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(jī)顏料和無機(jī)顏料。由于本發(fā)明用于注塑汽車制件，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。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(jī)，熔融混煉，熔融混煉溫度為17(T230°C，螺桿長(zhǎng)徑比不小于32，擠出造粒，包裝即可。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制件不但具有低的線性膨脹系數(shù)，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(jīng)過測(cè)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(dá)到使用要求，線性膨脹系數(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)飾件與外飾件。內(nèi)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(xiǎn)杠、防擦條、翼子板與擋泥板等。按標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試試樣由CJ80C型注塑機(jī)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(shí)施例方式測(cè)試方法
(1)線性膨脹系數(shù)按照IS011359 — 2標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，使用熱機(jī)械分析(TMA)法測(cè)試。測(cè)試溫度范圍為一 30°C 80°C。本發(fā)明實(shí)施例中原材料性能
PPl 共聚聚丙烯，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為30g/10min (2. 16kg，230°C )，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度為 8KJ/m2 (23°C)；
PP2 共聚聚丙烯，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為20g/10min (2. 16kg，230°C )，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度為 40KJ/m2 (23°C)；
PP3 均聚聚丙烯粉，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為15g/10min (2. 16kg，230°C )，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度為IJ/m2 (23°C)；
PP4 共聚聚丙烯粉，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為2g/10min (2. 16kg，230°C )，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度為 40KJ/m2 (23°C)；
PEl 線性低密度聚乙烯，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為20g/10min (2. 16kg，190°C)； PE2 線性低密度聚乙烯，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為40g/10min (2. 16kg, 190°C )； POEl 乙烯一丁烯共聚物，熔體質(zhì)量流動(dòng)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(zhì)量流動(dòng)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(zhì)量流動(dòng)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(shí)施例中無機(jī)填料母粒組成見表1。表1無機(jī)填料母粒組成
權(quán)利要求
1.一種無機(jī)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(quán)利要求2所述的無機(jī)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(quán)利要求1所述的無機(jī)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(zhì)量流動(dòng)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(zhì)量流動(dòng)速率為1 30g/10min(2. 16Kg，230°C )。
4.如權(quán)利要求1所述的無機(jī)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(quán)利要求1所述無機(jī)填料母粒的聚丙烯組合物，其特征在于由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成聚丙烯樹脂 40 8洲；彈性體2 20% ；無機(jī)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(jù)權(quán)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(zhì)量流動(dòng)速率(MFR)為5飛Og/lOmin，其懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度在> 5KJ/m2 (23°C)。
7.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(quán)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(jī)，熔融混煉，熔融混煉溫度為17(T230°C，螺桿長(zhǎng)徑比不小于 32，擠出造粒，包裝即可。
10.權(quán)利要求5所述聚丙烯組合物在制備汽車制件中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有低線性膨脹系數(shù)的聚丙烯組合物及其制備方法，由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成聚丙烯樹脂40~82%；彈性體2~20%；無機(jī)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(shù)，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(jīng)過測(cè)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(dá)到使用要求，線性膨脹系數(shù)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(biāo)準(zhǔn)與廣泛。
文檔編號(hào)C08L23/12GK102206373SQ20111012745
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)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