一种各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物及其制备方法，属于改性塑料领域。本发明专利技术的各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物是由按质量百分比计的20-98%的聚丙烯、2-20%的晶须、0-30%的矿物粉体、0-20%的增韧剂、0-5%的相容剂、0-5%的其它助剂制备得到，所述的晶须为一种具有三维空间结构的晶须，其具有三维空间的四针状结构，各向同性，单向长径比可达50以上。该聚丙烯组合物通过晶须的添加可以使得聚丙烯组合物的横向和纵向的线性膨胀系数达到4.0×10-5以下，并达到各向同性的目的。该法制备的聚丙烯组合物可应用于汽车内外饰件中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于改性塑料领域，具体涉及一种各向同性低线性膨胀系数聚丙烯(PP)组合物及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯因其综合性能优良、来源广泛、质轻价廉、易成型加工等特点而成为最重要的通用塑料之一，也是近几年应用最快的塑料品种。改性PP材料在汽车上的开发与应用，也一直是汽车工业和塑料工业关注的焦点。但普通聚丙烯线性膨胀系数较大，在应用做保险杠等材料时，会长期处于冷热交变状态中而造成变形，因此必须保证要由极低的线性膨胀系数。汽车保险杠用聚丙烯材料线性膨胀系数的降低通常采用添加滑石粉的方法来解决，但是要达到较低的线性膨胀系数需要添加大量的滑石粉，这样会造成材料的密度急剧上升以及韧性的下降。近年来，也有部分科技工作者在如何降低线性膨胀系数上做了很多工作，如采用添加硅灰石的方法来降低线性膨胀系数，硅灰石的加入确实大大降低了流动方向的线性膨胀系数，但是由于硅灰石有较大的长径比，导致硅灰石填充的聚丙烯材料横向和纵向的线性膨胀系数差异很大，容易造成材料的翘曲等变形，其并非一种非常好的降低线性膨胀系数的填充剂。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种各向同性低线性膨胀系数聚丙烯(PP)组合物，该聚丙烯组合物具有横向和纵向线性膨胀系数相近且线性膨胀系数值很低，适合应用于汽车内外饰件。本专利技术的另一目的在于提供上述各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物的制备方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:一种各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物，由以下质量百分比的成分组成:聚 W烯: 20-98%晶须: 2-20%矿物粉体:0-30%增韧剂: 0-20%相容剂: 0-5%其它助剂:0-5% o优选地，上述的各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物由以下质量百分比的成分组成:聚 W烯:42-98%品须: 2-20%矿物粉体:0-30%增韧剂:0-20%相容剂:0-5%其它助剂:0-5% c更优选地，上述的各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物由以下质量百分比的成分组成:聚丙烯: 51-70%品须: 2-20%矿物粉体:0-30%增韧剂: 0-15%相界剂: 1-5%儿它助剂:1-5%。所述的聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的至少一种；所述聚丙烯的熔指为5~50g/10min ；所述的晶须为一种具有三维空间结构的晶须粉体，其各向同性，单向长径比可达50以上；所述的三维空间结构的晶须粉体为氧化锌晶须、硫酸镁晶须、钛酸钾晶须、硫酸钙晶须、碳化硅晶须或硼酸镁晶须中的至少一种；所述的矿物粉体为滑石粉或碳酸钙中的至少一种；所述的矿物粉体中超过95%的颗粒粒径为0.5-5 u m ；所述的增韧剂为弹性体，优选为乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物或氢化乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种；所述的相容剂为高密度聚乙烯接枝马来酸酐、低密度聚乙烯接枝马来酸酐、线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐、乙烯丙烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐或聚丙烯接枝马来酸酐中的至少一种；所述的其它助剂为加工助剂或颜料中的至少一种；所述的加工助剂为抗氧剂、分子量调节剂、光稳定剂、抗氧剂或抗静电剂中的至少一种，这些助剂的种类和添加方法已经为本领域技术人员所熟知。所述的颜料为有机颜料或无机颜料中的一种；由于本专利技术的各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物主要应用于注塑汽车内饰和外饰件，为了美观需要，常制作成不同颜色，所以本专利技术组合物中还包含 微量有机颜料或无机颜料；所述的有机颜料为永固红、永固黄、酞菁蓝或酞菁绿中的至少一种，所述的无机颜料为二氧化钛、炭黑、氧化铁红或氧化铁黑中的至少一种，这些颜料可以根据注塑件颜色要求单独使用，也可以复合使用。上述各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤:将聚丙烯、矿物粉体、增韧剂、相容剂与其它助剂混合，从双螺杆挤出机的主喂料口进入双螺杆挤出机中，进行熔融共混，使晶须粉体从距离所述主喂料口 1/3~2/3螺杆挤出机长度的侧喂料口加入双螺杆挤出机中，与主喂料口喂入的组分一起进行熔融共混后，挤出造粒，获得各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物；所述的混合是在转速为1000rpm的高速混合器中混合3分钟；所述双螺杆挤出机的温度为200-215 °C，螺杆转速450rpm。上述各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物在汽车内外饰件中应用。其中车内饰件包括车用仪表板、门板、立柱等，车外饰件包括保险杠等。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果:1.本专利技术通过在聚丙烯体系的加工配方中加入具有特殊三维空间结构的晶须，能够在不改变其它力学性能不下降的基础上有效降低聚丙烯组合物的线性膨胀系数，本专利技术聚丙烯组合物的线性膨胀系数≤4.0X 10_5。2.本专利技术所添加的三维空间结构晶须与其它晶须相比，所得的聚丙烯组合物各向同性，横向和纵向的线性膨胀系数都很低，而不仅仅是降低纵向的线性膨胀系数，能达到汽车零部件对各向同性一致性的使用要求。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。对比例1-3一种聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤:按表1中质量百分比的配方称取原料，将聚丙烯、矿物粉体、增韧剂、相容剂与其它助剂一起放入转速为1000rpm的高速混合器中混合3分钟，然后从双螺杆挤出机的主喂料口进入双螺杆挤出机中，进行熔融共混，将晶须粉体从距离所述主喂料口 1/3~2/3螺杆挤出机长度的 侧喂料口加入双螺杆挤出机中，与主喂料口喂入的组分一起进行熔融共混后，温度控制在200-240°C，螺杆转速450转/分钟，挤出造粒后即得到聚丙烯组合物；所用的三维空间结构晶须为四针状氧化锌晶须，其具备各向同性特征，而所用的普通晶须为单向针状结构的晶须，其不具备三维空间结构，不具备各向同性。表1对比例1-3配方组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物，其特征在于由以下质量百分比的成分组成：FDA0000418078370000011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物，其特征在于由以下质量百分比的成分组成:聚丙烯: 20-98%晶须: 2-20%矿物粉体:0-30%增韧剂: 0-20% 相容剂: 0-5%其它助剤:0-5% o2.根据权利要求1所述的各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物，其特征在于:由以下质量百分比的成分组成:聚丙烯:42-98%IiInM: 2-20%矿物粉体:0-30%增_剂:0-20%相容剂:0-5%Jt-它助剂.? 0-5% o3.根据权利要求1所述的各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物，其特征在于:由以下质量百分比的成分组成:聚丙烯: 51-70%丨W 须: 2-20%矿物粉体:0-30%增-栖剂: 0-15%相容剂: 1-5%Jt它助剂:1-5%?>4.根据权利要求1~3任一项所述的各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物，其特征在于:所述的聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的至少一种；所述聚丙烯的熔指为5~50g/10mino5.根据权利要求1~3任一项所述的各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物，其特征在于:所述的晶须为一种具有三维空间结构的晶须粉体，其各向同性，单向长径比达50以上； 所述的三维空间结构的晶须粉体为氧化锌晶须、硫酸镁晶须、钛酸钾晶须、硫酸钙晶须、碳化硅晶须或硼酸镁晶须中的至少一种。6.根据权利要求1~3任一项所述的各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物，其特征在于:所述的矿物粉体为滑石粉或碳酸钙中的至少一种；所述的矿物粉体中超过95%的颗粒粒径为0.5-5 u m ； 所述的增韧剂为乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国峰，刘奇祥，袁志敏，刘乐文，罗忠富，钱永红，周英辉，
申请(专利权)人：天津金发新材料有限公司，金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：