一種含聚丁烯合金的復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含聚丁烯合金的高抗沖性復(fù)合材料及其制備方法和用途，屬于高 分子材料領(lǐng)域，特別是高分子材料加工和應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來我國的汽車、電器等工業(yè)迅速發(fā)展，特別是轎車和家電的產(chǎn)銷量一直保持 較高增長速度，中國已成為全球舉足輕重的汽車和家電的消費(fèi)市場。在安全保證前提下，輕 量化和塑料一體化是發(fā)展趨勢。目前汽車用塑料占到塑料總量的15%以上，而聚丙烯材料 占到車用塑料的40%以上，總消耗量已達(dá)50萬噸。其中80%以上的聚丙烯材料適用于生 產(chǎn)汽車保險杠，可以起到降低成本、易于輕量化、可循環(huán)再利用等。在家電行業(yè)，塑料用量占 40%以上，產(chǎn)品塑料化已成為家電行業(yè)重要發(fā)展方向之一，塑料已成為家電領(lǐng)域應(yīng)用量增 長速度最快的材料。聚丙烯具有原料來源豐富、合成工藝簡單且現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)、密度較 金屬低、價格低、具有良好的強(qiáng)度、加工性能好等特點(diǎn)，但也存在耐低溫沖擊性能不佳、成型 收縮率大、易老化、耐熱性以及耐老化性差等缺點(diǎn)。
[0003] 由于聚丙烯存在的上述缺陷，在汽車及家電領(lǐng)域使用時常采用改性的方法來提高 聚丙烯材料的使用性能，目前多采用共聚聚丙烯或者抗沖聚丙烯作為改性的基材。SP179是 中流動性超高沖擊強(qiáng)度共聚聚丙烯的牌號，具有較高的沖擊性能和良好的加工性能，是汽 車保險杠的優(yōu)選材料（現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2006,18(4) : 11-14) QCN 102649854公布了一種 聚丙烯組合物及其制備方法，采用高流動高抗沖共聚聚丙烯添加到聚丙烯樹脂中，從而獲 得了具有良好剛韌平衡和涂裝性能的聚丙烯組合物。CN 102558736公布了一種可以在汽車 儀表盤中使用的聚丙烯共混材料，采用了 POE作為增韌劑，提高聚丙烯基體的抗沖擊性能， 并且為了解決POE彈性體和聚丙烯之間的相容性，加入2~10份聚丁烯作為相容劑改善擠 出物的外觀形貌。CN 102924807和CN 101759923公布的汽車保險杠用料用聚丙烯共混材 料，其中均需加入不同種類的增韌劑及極性聚合物和較大填充量的無機(jī)填料作為增韌改性 劑和填充補(bǔ)強(qiáng)劑。家電行業(yè)使用最多的是HIPS和ABS作為塑料外殼，為提高材料的剛性、韌 性、表面質(zhì)量以及降低成本，通常采用無機(jī)填料和彈性體等進(jìn)行改性。而目前無論是汽車用 塑料材料還是家電行業(yè)，一體化、單一化的發(fā)展趨勢所要求的是盡量減少塑料的使用品種， 并且減少塑料中各種性質(zhì)不同的助劑和無機(jī)填料的種類和用量。極大填充量的無機(jī)填料會 影響到塑料回收和再利用。
[0004] 聚丁烯是丁烯單體經(jīng)過配位聚合得到的，根據(jù)其等規(guī)度不同，可以作為高強(qiáng)度的 塑料、熱塑性彈性體以及彈性體材料使用。聚丁烯材料具有突出的耐蠕變性、抗沖擊性和 耐環(huán)境應(yīng)力開裂性，尤其是其抗沖擊性能優(yōu)異，可以在汽車保險杠材料中使用。有研宄報 道聚丙烯和聚丁烯熱塑性彈性體共混體系進(jìn)行研宄發(fā)現(xiàn)，隨著聚丁烯熱塑性彈性體用量的 增加，共混體系的斷裂伸長率和沖擊強(qiáng)度均明顯提高（中國塑料，2004,18(7) :28 ;塑料， 2006,35(3) : 13)。
[0005] 中國發(fā)明專利201310608858公開了一種抗沖聚丙烯/聚丁烯復(fù)合材料，采用物 理共混的方法將聚丙烯和聚丁烯按照一定比例制備成共混材料。由于涉及到兩種熔體強(qiáng) 度和熔體粘度等相差較大的兩種聚合物的共混，其共混條件以及共混材料的相容性均無法 實(shí)現(xiàn)較高的控制，從而使其性能并不能達(dá)到最優(yōu)。中國發(fā)明專利200910084482. 2公開了 一種聚丙烯組合物及其制備方法，其采用的是丙烯為基體及丙烯與5~8個碳原子的高級 a -烯烴共聚得到組合物，未采用丁烯作為基體聚合物，同時也未涉及抗沖擊復(fù)合材料的制 備。中國發(fā)明專利CN103467840A公開了一種聚丙烯和聚乙烯進(jìn)行物理共混制備改性聚丙 稀材料。
[0006] 中國發(fā)明專利ZL 201010198121. 3公開了一種新型的聚丁烯合金材料，其包含均 聚丙烯、均聚丁烯和丁烯-丙烯共聚物組成。該聚丁烯合金在不影響聚丁烯樹脂高溫抗蠕 變性和柔性的前提下，盡量縮短成型周期，提高其強(qiáng)度及模量等。同時，通過釜內(nèi)原位聚合 制備聚丁烯合金，不僅可以有效改善聚丁烯與聚丙烯物理共混時存在的兩相分散及相界面 形貌，從而影響聚丁烯合金制品的性能的問題，同時少量共聚物的原位合成可明顯改善合 金的相界面問題，還可通過聚合工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)合金的組分含量、分子量及其分布 等參數(shù)。該專利提及了聚丁烯合金可以在水管或聚丙烯增韌材料領(lǐng)域應(yīng)用，但是并未涉及 具體管材專用料的配方及加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述提及的問題，本發(fā)明的目的就是提供一種含有聚丁烯合金的高抗沖 聚丁烯合金樹脂復(fù)合材料，該高抗沖聚丁烯合金復(fù)合材料中聚丁烯合金是采用釜內(nèi)分段聚 合方法得到的釜內(nèi)合金，組成包含聚丙烯和聚丁烯，與物理共混制備的聚丙烯/聚丁烯共 混復(fù)合材料相比較，本發(fā)明提供的聚丁烯合金樹脂復(fù)合材料具有改善的抗沖擊性和良好的 剛性及加工性能，適用于汽車用塑料、貨物托盤、電線電纜、電器外殼使用。
[0008] 本發(fā)明的另一個目的就是提供含有聚丁烯合金的高抗沖聚丁烯合金樹脂復(fù)合材 料的制備方法。
[0009] 本發(fā)明的具有改善的抗沖擊性和良好的剛性及加工性能的含有聚丁烯合金的高 抗沖聚丁烯合金樹脂復(fù)合材料的配方，以重量份計(jì)：
[0010] 基體樹脂100份
[0011] 無機(jī)填料3~30份 抗氧劑0.1~4份 光穩(wěn)定劑〇.1~2份 色母料0,1~3份 成核劑0.1~5份。
[0012] 其中，基體樹脂為釜內(nèi)原位分段聚合得到的聚丁烯合金樹脂。作為基體樹脂的聚 丁稀合金樹脂中聚丙稀含量為50~99wt%、聚丁稀含量為0. 9~45wt%、聚丁稀-聚丙稀 嵌段共聚物含量為〇. 1~5wt%。其中，優(yōu)選的聚丁烯含量為5~30wt%，優(yōu)選的聚丙烯含 量為65~93wt %，優(yōu)選的嵌段共聚物含量為2~5wt %。
[0013] 所述聚丁烯合金中聚丁烯中高等規(guī)聚丁烯（iPB)含量>90wt%，聚丙烯中高等規(guī) 聚丙烯QPP)含量>90wt%。
[0014] 所述聚丁烯合金樹脂在190°C，2. 16kg砝碼條件下，其熔體質(zhì)量流動速率為 0? 01 ~30g/10min，優(yōu)選 0? 1 ~15g/10min。
[0015] 所述抗氧劑由主抗氧劑和輔助抗氧劑組成，主抗氧劑和輔助抗氧劑的重量比例為 1:1~4。其中主抗氧劑為冊1\11〇8七 &11(?3、2246、1010、1076、3114中的一種或多種復(fù)配，輔 助抗氧劑為168、626、9228、300、DLTDP、DSTDP、DMTDP、DTDTP中的一種或多種復(fù)配組成?？?氧劑的總份數(shù)以聚丁烯合金樹脂為100重量份計(jì)算，為〇. 1~4重量份，其中優(yōu)選0. 3~2 重量份。
[0016] 所述光穩(wěn)定劑為苯甲酸類、二苯甲酮類、苯并三唑類或受阻胺類中的一種或幾種。 光穩(wěn)定劑的用量為基體樹脂用量的0. 1~2重量份，其中優(yōu)選0. 2~0. 8重量份。
[0017] 所述成核劑為滑石粉、氧化鈣、、二芐叉山梨醇、二（對-甲基芐叉）山梨醇、二 (對氯取代芐叉）山梨醇、2, 2' -亞甲基雙（4, 6-特丁基苯酚）膦酸鋁、2, 2' -亞甲基雙 (4, 6-特丁基苯酚）膦酸鈉、2, 2' -亞甲基-二（4, 6-二正丁基苯酚）膦酸鈉、2, 2' -亞 甲基雙（4, 6-特丁基苯酚）膦酸鉀、二酰胺類化合物及其衍生物、聚乙烯基環(huán)己烷、聚 丙烯、乙烯-丙烯共聚物中的一種或幾種，成核劑的用量為聚丁烯合金基體樹脂用量的 0? l-5wt. %，其中優(yōu)選 0? 2-2wt. %。
[0018] 所述無機(jī)填料為碳酸鈣、滑石粉、云母、氫氧化鎂、二氧化硅、蒙脫土中的一種或幾 種混合，用量為聚丁稀合金基體樹脂用量的3~30wt. %，其中優(yōu)選5~15wt. %。
[0019] 所述色母料包括以下重量份組分：40~80份的聚丙烯或聚乙烯作為載體樹脂； 0. 5~8份的聚乙烯蠟或聚乙二醇為分散劑；5~8份的石蠟；0. 01-5份鈦白；4~54. 5份 的顏料。
[0020] 本發(fā)明所述的含聚丁烯合金的高抗沖復(fù)合材料，其制備方法包括以下步驟：
[0021] 第一步，按上文所述質(zhì)量份數(shù)稱取各原料，聚丁烯合金、無機(jī)填料、抗氧劑、光穩(wěn)定