專利名稱：一種耐蠕變的聚丙烯組合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料工程領(lǐng)域，具體涉及一種聚丙烯組合物，特別涉及一種耐蠕變的聚丙烯組合物及其制備方法與應(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)，在汽車工業(yè)、家電及機(jī)械等領(lǐng)域均獲得了廣泛的應(yīng)用。然而聚丙烯的耐蠕變性能較差，在一些場合作為結(jié)構(gòu)材料使用時往往會因為蠕變較大而提前失穩(wěn)。比如在汽車領(lǐng)域，眾所周知，汽車部件需要通過卡口或者其他方法裝配固定在汽車車體上，由于塑料與金屬制件的熱膨脹系數(shù)差異較大，在溫度發(fā)生變化時，就會產(chǎn)生蠕變。在這種情況下，如果材料本身的耐蠕變性能較差，就容易發(fā)生變形和扭曲，從而導(dǎo)致汽車部件失效或者視覺間隙不合格。因此提高聚丙烯材料耐蠕變性能就成為一個迫切需要解決的問題。為了滿足材料制件的使用要求，近年來人們提出了一些提高材料耐蠕變性能的方法。CN1212340C公開了一種抗蠕變無規(guī)聚丙烯共聚物的制備方法，通過控制共聚反應(yīng)的條件來實現(xiàn)對無規(guī)共聚物結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)化，所制備的聚丙烯材料抗蠕變性能優(yōu)良。 CN1834145A則提供了一種具有相對較低的成型收縮率和良好尺寸穩(wěn)定性的聚丙烯組合物。 中國專利01U9106. 0報道了一種用于生產(chǎn)冷熱水用建筑管材的納米聚丙烯管材專用料， 是由共聚聚丙烯、有機(jī)化納米粘土、納米銀離子抗菌劑和潤滑分散劑組成，該發(fā)明提供的納米抗菌聚丙烯管材專用料具有很好的抗收縮性、抗蠕變性和彈性模量。從目前已公開報道的國內(nèi)外專利來看，涉及汽車家電領(lǐng)域的耐蠕變聚丙烯改性材料很少。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種耐蠕變的聚丙烯組合物。本發(fā)明的另一目的在于提供上述耐蠕變的聚丙烯組合物的制備方法。本發(fā)明的再一目的在于提供上述耐蠕變的聚丙烯組合物的用途。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種耐蠕變的聚丙烯組合物，是由以下質(zhì)量百分比的成分制備得到聚丙烯樹脂40 80%彈性體5 30%高長徑比無機(jī)填料10 40 %成核劑0.01 0.5%;優(yōu)選地，上述耐蠕變的聚丙烯組合物由以下質(zhì)量百分比的成分制備得到聚丙烯樹脂50 70%彈性體10 20%
高長徑比無機(jī)填料15 30%成核劑0.05 0.2%;所述耐蠕變的聚丙烯組合物的制備原料還可以包括顏料；由于本發(fā)明的耐蠕變的聚丙烯組合物常用于注塑汽車、家電等制件，為了達(dá)到美觀需要，常制作成不同顏色。所述的顏料為有機(jī)顏料和/或無機(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)顏料有二氧化鈦、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。 所述顏料占耐蠕變的聚丙烯組合物質(zhì)量的0. 05 5 %，優(yōu)選0. 5 3 %。所述的聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，所述的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯可以采用正離子配位聚合、Ziegler-Natta負(fù)離子配位聚合或者用茂金屬催化劑合成；所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為5 60g/10min，其中均聚聚丙烯的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度>0. ^(J/m2(2;rC )，共聚聚丙烯的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度 ^ :3KJ/m2(23°C )，共聚聚丙烯可以選擇無規(guī)、嵌段或枝形共聚物中的一種以上。所述的彈性體為乙烯-α -烯烴共聚物；所述彈性體的密度為0. 850 0. 950g/cm3,優(yōu)選0. 850 0. 890g/cm3 ；所述彈性體的熔體質(zhì)量流動速率為0. 2 30g/10min(2. 16kg, 190°C )，優(yōu)選 0. 5 13g/10min(2. 16kg, 190°C )；所述α烯烴的碳原子數(shù)為2 10，優(yōu)選4 8。所述的高長徑比(HAR)無機(jī)填料為HAR滑石粉、HAR硅灰石、HAR云母粉或HAR晶須中的一種以上；所述高長徑比(HAR)無機(jī)填料的粒徑彡15μπι，長徑比彡5 1;優(yōu)選粒徑彡10 μ m，長徑比彡10 1。所述的成核劑為α-晶體成核劑，具體為2，2’_亞甲基-雙(4，6_ 二叔丁基苯氧基)磷酸鈉、二(4-叔丁基-苯氧基)磷酸鈉、雙[2，2_亞甲基-雙(4，6_ 二叔丁基苯氧基)磷酸羥基鋁]、雙(2-烷基，4-烷基苯氧基)磷酸鹽、二環(huán)[2，2，1]庚烷二羧酸鈉或二環(huán)[2，2，1]庚烷二羧酸鈣中的一種以上，優(yōu)選其中的兩種以上混合物。上述耐蠕變的聚丙烯組合物的制備方法，包括以下步驟將聚丙烯樹脂、彈性體和成核劑混合，從擠出機(jī)主喂料口進(jìn)料，HAR無機(jī)填料從擠出機(jī)側(cè)喂料口進(jìn)料，于170 240°C 下熔融混煉0. 1 5min，螺桿長徑比不小于32，擠出，水冷拉條，切粒，即得耐蠕變的聚丙烯組合物。上述的耐蠕變的聚丙烯組合物的制備方法，是將聚丙烯樹脂、彈性體和成核劑混合，采用任何可以將這些物料混合均勻的設(shè)備，包括但不限于高速混合機(jī)、低速混合機(jī)、密煉機(jī)；在混合方式上可以采用一步法將所有組份一次投入進(jìn)行混合，也可以采用二步法或多步法將二種組份先混合均勻再和其他組分混合，混合方式多種多樣，可以根據(jù)生產(chǎn)的實際情況加以調(diào)整。物料混合攪拌時間為0. 5 60min，較為理想的混料攪拌時間為1 15min ；混物料混合均勻后，通過雙螺桿擠出機(jī)或往復(fù)式單螺桿擠出機(jī)主喂料口進(jìn)料，HAR 無機(jī)填料采用側(cè)喂料方式進(jìn)料，擠出熔融混煉溫度為170 240°C，較為理想的擠出熔融混煉溫度為190 210°C。擠出造粒、水冷、風(fēng)干，粒徑在任何方向的尺寸為1 5mm，較為理想的粒徑尺寸為2 3mm，包裝即可。上述的耐蠕變的聚丙烯組合物可以用于制作汽車或家電制件。
本發(fā)明采用的高長徑比無機(jī)填料能增加無機(jī)填料與基體樹脂的界面結(jié)合面積，采用的成核劑能完善基體樹脂的結(jié)晶程度，對于提高聚丙烯組合物的抗蠕變性能效果顯著。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果1.本發(fā)明采用HAR無機(jī)填料和α -晶體成核劑復(fù)合改性的聚丙烯組合物具有良好的耐蠕變性能；2.本發(fā)明的耐蠕變的聚丙烯組合物注塑制件在實際使用條件下尺寸穩(wěn)定，變形較小，可充分滿足汽車和家電等相關(guān)行業(yè)的使用要求。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1一種耐蠕變的聚丙烯組合物的制備，包括以下步驟按表1的配方稱量原料，其中的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR) 為30g/10min ；其中的彈性體為乙烯-α -烯烴的共聚物，其密度為0. 870g/cm3，其熔體質(zhì)量流動速率為0. 5g/10min(2. 16kg, 190°C )，α -烯烴的碳原子數(shù)為8 ；其中的高長徑比(HAR) 無機(jī)填料為HAR滑石粉，粒徑為4.7 μ m，長徑比為15 1 ；其中的成核劑1為2，2’ -亞甲基-雙(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸鈉；其中的成核劑2為二環(huán)[2，2，1]庚烷二羧酸鈉；其中的成核劑3為苯甲酸鈉；其中的抗氧劑為2，6- 二叔丁基對甲酚；其中的耐候劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮；其中的潤滑劑為硬脂酸鈣。將除HAR無機(jī)填料之外的其余成分混合，從雙螺桿擠出機(jī)主喂料口進(jìn)料，HAR無機(jī)填料從擠出機(jī)側(cè)喂料口進(jìn)料，于190°C的溫度下熔融混煉0. 5min，螺桿長徑比為32，擠出， 水冷拉條，風(fēng)干，切粒2mm，即得耐蠕變的聚丙烯組合物。實施例2-7實施例2-7耐蠕變的聚丙烯組合物其原料配方按表1，其制備步驟和參數(shù)同實施例1。對比例1-5對比例1-5的聚丙烯組合物其原料配方按表2，其制備步驟和參數(shù)同實施例1。表1實施例1-7耐蠕變的聚丙烯組合物的原料和用量及最終產(chǎn)品的蠕變率(按質(zhì)量百分比％)
權(quán)利要求
1. 一種耐蠕變的聚丙烯組合物，其特征在于是由以下質(zhì)量百分比的成分制備得到聚丙烯樹脂 弾性體高長徑比無機(jī)填料 成核劑40 80% 5 30% 10 40%0. 01 0. 5% ；所述的高長徑比無機(jī)填料為高長徑比滑石粉、高長徑比硅灰石、高長徑比云母粉或高 長徑比晶須中的ー種以上；所述高長徑比無機(jī)填料的粒徑< 15i!m，長徑比彡5:1;所述的成核劑為2，2’_亞甲基-雙(4，6_ ニ叔丁基苯氧基)磷酸鈉、ニ(4-叔丁基-苯 氧基)磷酸鈉、雙[2，2-亞甲基-雙(4，6-ニ叔丁基苯氧基)磷酸羥基鋁]、雙(2-烷基， 4-烷基苯氧基)磷酸鹽、ニ環(huán)[2，2，1]庚烷ニ羧酸鈉或ニ環(huán)[2，2，1]庚烷ニ羧酸鈣中的一 種以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐蠕變的聚丙烯組合物，其特征在于是由以下質(zhì)量百分比的 成分制備得到聚丙烯樹脂50 70%弾性體10 20%高長徑比無機(jī)填料15 30 % 成核劑0.05 0.2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐蠕變的聚丙烯組合物，其特征在于 所述的聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯；所述的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的熔體流動速率為5 60g/10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐蠕變的聚丙烯組合物，其特征在于 所述的弾性體為乙烯-a -烯烴共聚物；所述弾性體的密度為0. 850 0. 9500g/cm3，所述弾性體的熔體質(zhì)量流動速率為0. 2 30g/10min ；所述a烯烴的碳原子數(shù)為2 10。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐蠕變的聚丙烯組合物，其特征在于所述弾性體的密度為0. 850 0. 890g/cm3，所述弾性體的熔體質(zhì)量流動速率為0. 5 13g/10min ；所述a烯烴的碳原子數(shù)為4 8。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐蠕變的聚丙烯組合物，其特征在于所述高長徑比無 機(jī)填料的粒徑< 10 Pm，長徑比彡10 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐蠕變的聚丙烯組合物，其特征在于所述的成核劑為 2，2’ -亞甲基-雙(4，6_ ニ叔丁基苯氧基)磷酸鈉、ニ(4-叔丁基-苯氧基)磷酸鈉、雙 [2，2-亞甲基-雙(4，6-ニ叔丁基苯氧基)磷酸羥基鋁]、雙(2-烷基，4-烷基苯氧基)磷 酸鹽、ニ環(huán)[2，2，1]庚烷ニ羧酸鈉或ニ環(huán)[2，2，1]庚烷ニ羧酸鈣中的兩種以上混合物。
8.權(quán)利要求1或2所述耐蠕變的聚丙烯組合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟 將聚丙烯樹脂、弾性體和成核劑混合，從擠出機(jī)主喂料ロ進(jìn)料，高長徑比無機(jī)填料從擠出機(jī) 側(cè)喂料ロ進(jìn)料，于170 M0°C下熔融混煉0. 1 5min，螺桿長徑比不小于32，擠出，水冷拉 條，切粒，即得耐蠕變的聚丙烯組合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述耐蠕變的聚丙烯組合物的制備方法，其特征在于所述熔融混煉的溫度為190 210°C。
10.權(quán)利要求1或2所述耐蠕變的聚丙烯組合物用于制作汽車或家電制件。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料工程領(lǐng)域，公開了一種耐蠕變的聚丙烯組合物及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明的耐蠕變聚丙烯組合物是由40～80％的聚丙烯樹脂、5～30％的彈性體、10～40％的高長徑比無機(jī)填料和0.01～0.5％的成核劑制備得到，所用的成核劑為α-晶體成核劑。本發(fā)明采用HAR無機(jī)填料和α-晶體成核劑復(fù)合改性的聚丙烯組合物具有良好的耐蠕變性能，由其制得的注塑制件在實際使用條件下尺寸穩(wěn)定，變形較小，可充分滿足汽車和家電等相關(guān)行業(yè)的使用要求。
文檔編號C08K3/34GK102344609SQ20111028443
公開日2012年2月8日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者何瀏煒, 劉奇祥, 寧凱軍, 朱文, 李永華, 羅忠富, 鄭明嘉, 陳銳 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