聚丙烯樹脂組合物的制作方法
【專利說明】
[0001](交叉申請的相關(guān)引用）
[0002] 本申請要求于2014年8月26日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請 No. 10-2014-0111526的優(yōu)先權(quán)及其所有權(quán)益，在此通過引用而并入其全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種聚丙烯樹脂組合物，更具體地，涉及一種聚丙烯樹脂組合物，其可 以利用聚丙烯樹脂組合物的比重低的特性，來降低最終產(chǎn)品的重量，同時確保組分所需的 基本特性，且可以利用根據(jù)溫度變化的低線性熱膨脹系數(shù)（CLTE)，而容易地用于汽車的內(nèi) 裝件或外裝件。
【背景技術(shù)】
[0004] 在汽車行業(yè)中，出于提高燃料消耗率的目的，通過生產(chǎn)環(huán)保、輕質(zhì)材料，正在不斷 地加速新材料的開發(fā)。鑒于新材料的加速開發(fā)，在汽車用的塑料材料之中具有相對低比重 的最常用的聚丙烯復(fù)合材料，以及輕質(zhì)的產(chǎn)品已經(jīng)受到嚴重的關(guān)切。在這方面，對開發(fā)聚丙 烯作為聚丙烯復(fù)合材料的起始材料的努力正在不斷進行，而帶來了在作為附帶材料的各種 有機/無機填料在功能上的顯著增強，這帶來了高品質(zhì)的聚丙烯復(fù)合材料的發(fā)展。因此， 正在積極地嘗試實現(xiàn)使用具有低比重并且展示與傳統(tǒng)材料性能相似的性能的聚丙烯樹脂 材料的輕質(zhì)汽車。尤其是，這對于開發(fā)具有低比重和低線性熱膨脹系數(shù)（CLTE)(所述低線 性熱膨脹系數(shù)引起尺寸隨溫度變化而發(fā)生微小變化）性能的材料來說是重要因素，所述材 料將用于外裝件、保險杜、側(cè)成型件（side molding)、裝飾件（garnish)、側(cè)梁成型件（side sill molding)，這些是對環(huán)境溫度變化敏感的組件。針對汽車用聚丙烯復(fù)合材料的研究主 要著眼于在實現(xiàn)最終產(chǎn)品的重量的輕質(zhì)，同時保持組件在使用中的基本特性，這有助于確 保組件功能性和提高燃油效率。通常所用的聚丙烯樹脂組合物基本上包括：聚丙烯的三種 組分作為基本組分；有機/無機填料，用于根據(jù)用途而增強物理性質(zhì)；以及用于改善抗沖擊 性的彈性體。一個優(yōu)選的聚丙烯樹脂組合物可以通過根據(jù)組件的用途或特性來調(diào)整組合物 的量或通過將組合物的組分與組分的特性相匹配而得到。
[0005] 作為用于汽車的內(nèi)裝件或外裝件的每個組件的模量和耐沖擊性的性質(zhì)是平衡的， 具有復(fù)雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)并且由含有已調(diào)整含量的橡膠組分和無機填料組成的各種樹脂組合 物用于汽車內(nèi)裝件或外裝件。因此，由于許多種聚丙烯樹脂組合物用于汽車內(nèi)裝件或外裝 件，因此組件成型條件或模制技術(shù)已成為與改善生產(chǎn)率相聯(lián)系的重要問題。此外，用于每個 產(chǎn)品的汽車內(nèi)裝件或外裝件的聚丙烯樹脂組合物往往是復(fù)雜的和多樣化的。特別地，由于 汽車外裝件需要設(shè)計成具有在審美上令人愉悅的外觀，因此對于具有良好的尺寸穩(wěn)定性的 材料的需求日益迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種聚丙烯樹脂組合物，其可應(yīng)用于各種汽車外裝件，包括保險杠、側(cè) 成型件、裝飾件、側(cè)梁成型件等，并且還可以應(yīng)用于內(nèi)裝件，包括儀表板等，從而通過對包括 無機填料和橡膠組分的添加劑的量進行優(yōu)化來提供用于確保組件所需剛性并且具備高耐 沖擊性的低線性熱膨脹系數(shù)低（CLTE)和低比重的優(yōu)異特性。
[0007] 本發(fā)明的上述和其它目的將在以下的優(yōu)選實施例的說明中描述或從中顯而易見。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種聚丙烯樹脂組合物，包括：40-97%重量的高 結(jié)晶聚丙烯樹脂，其具有利用C 13-NMR(C13核磁共振）測定的大于96%的全同立構(gòu)五元組分 數(shù)；1-40%重量的橡膠組分；1-10%重量的晶須（whisker);和1至10%重量的細滑石，其 具有〇. 8克/cm3或更低的表觀密度和3 μ m或更小的平均粒徑。
[0009] 高結(jié)晶聚丙稀樹脂可以具有5或更大的多分散指數(shù)（PI，polydispersity index)〇
[0010] 高結(jié)晶聚丙烯樹脂可以具有根據(jù)ASTM D1238并在2. 16kg的載荷下在230°C測 量的1-110g/10min的恪體指數(shù)（melt index)，并且可以包括選自等規(guī)聚丙?。╥sotactic polypropylene)、丙稀-乙稀共聚物、丙稀-1- 丁稀共聚物、丙稀-1-己稀共聚物、以及丙 烯-4甲基-1-戊烯共聚物中的一種、它們的丙烯共聚物、無規(guī)共聚物、或它們的組合。
[0011] 橡膠組分可以包括乙烯-辛二烯、乙烯-丁二烯、或它們的組合。
[0012] 晶須可以具有20或更大的縱橫比（aspect ratio)，5至100 μπι的范圍的平均長 度，以及5 μL?或更小的平均直徑。
[0013] 可以添加成核劑以加強聚丙烯樹脂組合物的剛性。
[0014] 聚丙烯樹脂組合物還可以包括基于所述聚丙烯樹脂組合物的總重量計的、1-10% 重量的著色劑。
[0015] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的聚丙烯樹脂組合物具有比重低和CTLE低的優(yōu)異特性，因 此可以獲得尺寸穩(wěn)定性，同時在剛性和耐沖擊性方面表現(xiàn)出組件的平衡的物理性質(zhì)。此外， 根據(jù)本發(fā)明的聚丙烯樹脂組合物表現(xiàn)出高模塑性和改善的外觀，而有利地用于汽車內(nèi)裝或 外裝件。
[0016] 此外，根據(jù)本發(fā)明，為了開發(fā)用于汽車外裝件的、具有低比重和低CTLE的聚丙烯 樹脂組合物，使用了具有機械性質(zhì)的高結(jié)晶性聚丙烯作為基本出發(fā)材料，具有相對低的比 重和高縱橫比的晶須或具有改善剛性的細滑石（而不是傳統(tǒng)上使用的滑石）被用于基于通 用產(chǎn)品制造工藝來提供基本特性，以及被優(yōu)化調(diào)整量（optimally adjusted amount)的橡 膠組分用于提供外裝件所需的改善的抗沖擊性。
[0017] 進而，由于聚丙烯具有相對較寬的分子量分布，因此在加工區(qū)域中展現(xiàn)出歸因于 剪切應(yīng)力的有利的粘度降低特性，據(jù)此提供了最終產(chǎn)品的美觀外觀和優(yōu)良的加工性。
【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明基本上針對一種聚丙烯樹脂，其具有高結(jié)晶度和相對寬的可控分子量分 布，以提供在成型性和剛性方面的優(yōu)良的特性，通過加入具有高縱橫比的少量晶須和具有 超微細顆粒的少量細滑石來進一步確保增大的剛性，并通過添加橡膠組分來補償最終的耐 沖擊性，由此得到滿足最終組件要求的樹脂組合物。
[0019] 在本發(fā)明中使用的聚丙烯樹脂是高度結(jié)晶的聚丙烯樹脂，優(yōu)選具有高全同立構(gòu)指 數(shù)的聚丙烯樹脂，更優(yōu)選包括高結(jié)晶嵌段共聚物的聚丙烯樹脂。例如，根據(jù)本發(fā)明的聚丙 烯樹脂組合物包括40至97%重量的高結(jié)晶聚丙烯樹脂，上述高結(jié)晶聚丙烯樹脂具有利用 C13-NMR測得的大于基于聚丙烯樹脂組合物的總重量計的96%的全同立構(gòu)五元組分數(shù)。如 果高結(jié)晶聚丙烯樹脂的量小于40%重量，那么整體聚丙烯特性可能變得惡化，從而難以發(fā) 揮適當?shù)墓δ堋Ａ硪环矫?，如果高結(jié)晶聚丙烯樹脂的量大于或等于97%重量，所含其他元素 含量不足，那么使得組分性能可能會不期望地降低。
[0020] 高結(jié)晶性聚丙烯樹脂優(yōu)選具有5或更大的多分散指數(shù)（PI)。如果PI小于5,那么 高結(jié)晶聚丙烯樹脂可能會具有相對窄的分子量分布，并且即使具有大絕對值的分子量的聚 合物增加，成型性也會隨著具有類似分子量的聚合物的數(shù)量的增加而惡化。特別地，在模具 中的流動性降低，使得外觀因流痕（flowmark)的產(chǎn)生而易于惡化。
[0021] 高結(jié)晶聚丙烯樹脂具有根據(jù)ASTM D1238、在230°C、2. 16kg負載下測得的1至 110g/10min的熔融指數(shù)，并且包括少量其它類型的α烯烴和丙烯共聚物，所述少量其它類 型的α烯烴和丙烯共聚物包括全同立構(gòu)聚丙烯、丙烯-乙烯共聚單體、丙烯-1-丁烯共聚 物、丙烯-1-己烯共聚物、以及丙烯-4甲基-1-戊烯共聚物、無規(guī)共聚物、或它們的組合。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的聚丙烯樹脂組合物包括橡膠組分，以實現(xiàn)剛性和沖擊強度的平衡。 橡膠組分優(yōu)選包括選自無定形乙烯α-烯烴共聚物和苯乙烯系熱塑性彈性體中的一種，從 而實現(xiàn)合適的流動性和改善的沖擊強度，例如在低溫下的耐沖擊性。
[0023] 在無定形α-烯烴共聚物中，丙烯、丁烷-1、戊烯-1、己烷-1、辛烷-1、4-甲基戊 烯-1、或庚烯-1可以用作α烯烴成分。此外，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯（SEBS)共聚 物主要用作苯乙烯系熱塑性彈性體。
[0024] 在本發(fā)明中使用的橡膠組分可以包括，例如，乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丁烯共 聚物的橡膠組分，以及可以使用基于所述組合物總重量的1-40%重量的量的橡膠組分。如 果橡膠組分的量小于1 %重量，那么基于該橡膠組分的緩沖效果是微不足道的，這是不希望 的。另一方面，如果該橡膠組分的量大于40%重量，則延展性增強，使得組件的剛性不夠，這 是不希望的。
[0025] 為了提供更平衡的物理強度，例如彎曲強度或沖擊強度，根據(jù)本發(fā)明的聚