(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112029197 A(43)申请公布日 2020.12.04
(21)申请号 202010966019.7(22)申请日 2020.09.15
(71)申请人 宁波瑞隆新材料科技有限公司
地址 315301 浙江省宁波市慈溪市宗汉街
道高新技术产业开发区新兴一路388号(72)发明人 步真松 岑忠于 王波 董利春
孙潇 (74)专利代理机构 北京中济纬天专利代理有限
公司 11429
代理人 徐音(51)Int.Cl.
C08L 23/12(2006.01)C08L 51/06(2006.01)C08L 55/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书6页 附图2页
C08L 23/06(2006.01)C08K 13/04(2006.01)C08K 7/14(2006.01)C08K 3/34(2006.01)C08K 3/26(2006.01)C08K 3/40(2006.01)C08J 9/12(2006.01)
(54)发明名称
一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物(57)摘要
本发明涉及高分子材料技术领域，涉及一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯45％～65％、高熔体强度聚丙烯1％～5％、ABS4％～10％、填充物15％～45％、相容剂3％～8％、其他助剂0.8～2.5％。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明所提供的适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，能够明显的提高超临界发泡成型时，制品的表面质量，尤其制品的外观形状特异时，其表面质量有更明显的提高。
CN 112029197 ACN 112029197 A
权 利 要 求 书
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1.一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，其特征在于，由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯45％～65％、高熔体强度聚丙烯1％～5％、ABS4％～10％、填充物15％～45％、相容剂3％～8％、其他助剂0.8～2.5％。
2.根据权利要求1所述的适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，其特征在于，其他助剂包括抗氧剂和润滑剂。
3.根据权利要求2所述的适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，其特征在于，由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯45％～65％、高熔体强度聚丙烯1％～5％、ABS4％～10％、填充物15％～45％、相容剂3％～8％、抗氧剂0.1％～1.5％、润滑剂0.2％～1.2％。
4.根据权利要求1所述的适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯为均聚聚丙烯。
5.根据权利要求4所述的适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯熔指范围为20～60g/10min(230℃，2.16kg)。
6.根据权利要求5所述的适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，其特征在于，相同测试条件下，所述ABS的熔融指数小于所述聚丙烯的熔融指数。
7.根据权利要求1所述的适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，所述填充物为玻璃纤维或者玻璃纤维和矿粉的混合物。
8.根据权利要求7所述的适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，所述玻璃纤维直径为7～15μm。
9.根据权利要求7所述的适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，所述矿粉其粒径为1～65μm，选自滑石粉、碳酸钙、玻璃粉、硅灰石和云母粉中的一种或几种混合。
10.根据权利要求1所述的适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，所述的相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率＞1％。
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说 明 书
一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物
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技术领域
[0001]本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物。
背景技术
[0002]聚丙烯(PP)是目前世界上应用最为广泛，产量增长最快的树脂之一。与其他热塑性树脂相比，PP具有低密度、易加工、来源广、价格低以及吸水率低、化学稳定性好等特点，已经成为包装、轻工、建筑、电子、电器和汽车等行业不可缺少的基本原料。但普通商品聚丙烯，其分子量分布相对较窄，导致聚丙烯的软化点与熔点较接近，熔程较短。这在热成型加工中表现为当温度高于熔点后，熔体黏度急剧下降，熔融态下拉伸时不能出现应变硬化现象，进而导致聚合物的抗熔垂性能差，热成型制品壁厚不均，挤出涂覆、压延时边缘卷曲、收缩，挤出发泡时泡孔塌陷等问题。这一缺点极大地限制了聚丙烯的应用。[0003]现有技术当中，通常的做法是加入一定量的高熔体强度聚丙烯(HMSPP)与普通聚丙烯进行混合。高熔体强度聚丙烯含有长支链结构，在拉伸过程中表现出应变硬化，具有很高的熔体强度，能够有效防止在零剪切速率下，熔体的变形或者由重力作用引起的缺陷。[0004]通常的，当熔体强度较低时，位于表面的微泡极为容易破裂，在表面处形成微小坑洞，若该材料通过玻璃纤维进行增强，玻璃纤维容易外漏，浮纤现象十分明显，尤其在制品的特定结构处浮纤现象更为严重。而熔体强度过高时，材料流动性相对变差，浮纤现象同样不易控制。
[0005]常规的PP+HMSPP技术方案，在对塑料制品表面要求较高，特别是玻璃纤维添加量较大且塑料制品形状特定时，具有一定应用局限。发明内容
[0006]本发明的目的在于，提供一种改进的技术方案，从而有效的解决现有技术当中存在的技术问题，即玻纤增强聚丙烯发泡制品的表面容易发生浮纤现象的问题。[0007]为了达到上述发明目的，本发明提出一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，具体是这样实现的：
[0008]本发明提供一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，其特征在于，由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯45％～65％、高熔体强度聚丙烯1％～5％、ABS4％～10％、填充物15％～45％、相容剂3％～8％、其他助剂0.8～2.5％。[0009]高熔体强度聚丙烯的作用在于调节体系的熔体强度，当体系当中存在ABS时，其添加量不易过大，添加量保证在聚丙烯的1/11～1/6为宜。由于ABS和PP属于不相容体系，使用ABS和PP制作合金材料时，在材料基体中存在相界面。选用的ABS熔体粘度需要高于PP熔体粘度，以利于形成海岛结构。ABS作为岛相，均匀的分布在PP连续相中，利于增加两相的界面面积。超临界注塑成型时，在相同的超临界流体注入量的情况下，由于ABS和PP的向界面存在，为气泡的形成和长大提供场所，形成均匀微气泡。同时，ABS为非结晶树脂，可以降低体
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说 明 书
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材料整体的结晶度，利于超临界流体在压力减小时，可以形成更多均匀微气泡。特别的避免制件表面处气泡过大，甚至导致破裂，出现树脂基体无法有效包覆玻纤，从而表现出明显的浮纤现象，提高材料表面质量。通常相容剂在体系内的组分含量0.5～2倍于ABS的组分含量，但不应当超过填充物含量的1/2，特别当填充物全部或大部分为玻璃纤维时，相容剂含量不应当超过填充物含量的2/5，优选不超过1/3。[0010]优选地，其他助剂包括抗氧剂和润滑剂。进一步优选地，适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯45％～65％、高熔体强度聚丙烯1％～5％、ABS4％～10％、填充物15％～45％、相容剂3％～8％、抗氧剂0.1％～1.5％、润滑剂0.2％～1.2％；其中所述ABS的熔指范围为10～40g/10min(220℃，10kg)。优选的，所述抗氧剂选自抗氧剂1010，抗氧剂168，抗氧剂DSTDP，抗氧剂412S中的一种或几种的组合；所述润滑剂选自硅酮粉、EBS、聚乙烯蜡中的一种或几种的组合。[0011]优选地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯。[0012]优选地，所述聚丙烯熔指范围为20～60g/10min(230℃，2.16kg)；进一步优选地，相同测试条件下，所述ABS的熔融指数小于所述聚丙烯的熔融指数。[0013]优选地，所述填充物为玻璃纤维或者玻璃纤维和矿粉的混合物。进一步优选地，所述玻璃纤维直径为7～15μm。同样进一步优选地，所述矿粉其粒径为1～65μm，选自滑石粉、碳酸钙、玻璃粉、硅灰石和云母粉中的一种或几种混合。
[0014]为了能够获得更好的发泡效果以及更好的表面质量，玻璃纤维的直径需保持在7～15μm，特别优选在10～12μm之间。玻璃纤维在PP发泡体系当中为关键性技术特征，玻璃纤维的直径影响了气泡成核的分布情况以及成长后的气泡大小形状，从而进一步影响塑料制品内部的应力势态，更进一步影响了塑料制品在特殊形状下各部分的力学性能。在上述技术方案中，优选在7～15μm，特别是10～12μm直径的玻璃纤维，能够在填充物整体含量占比为15～45％时，得到良好的气泡分布状态，从而使组合物能够适应特殊形状的塑料制品。该直径玻纤空间排布以及取向容易受到ABS与PP之间界面的影响，从而间接的控制气泡的分布形态。
[0015]进一步优选的，填充物为玻璃纤维和滑石粉的混合物，两者的重量比为1:(0.35～1)，其中玻璃纤维的直径为10～12μm、含量为100％，滑石粉表面经过硅烷偶联剂改性。[0016]优选地，所述的相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率＞1％。更优选的，有效接枝率为3.0～3.5％，聚丙烯为非极性聚合物，而ABS为极性聚合物，如果相容剂的接枝率过低，那么无法起到有效的增容效果，但是如果相容剂的接枝率过高，则其与ABS之间氢键作用增强，容易形成交联结构，造成加工困难，并且影响发泡过程中气体的进入以及扩散。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0018]本发明所提供的适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物，能够明显的可以提高超临界发泡成型时，制品的表面质量，尤其制品的外观形状特异时，其表面质量有更明显的提高。
附图说明
[0019]图1为对比例1特异形状制品的表面示意图。
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说 明 书
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图2为实施例1特异形状制品的表面示意图。
具体实施方式
[0021]为了使阅读者能够更好的理解本发明之设计宗旨，特提供下述具体实施例，以使得阅读者能够形象的理解本发明所涉及到组分、作用原理和技术效果。但应当注意，下述各实施例并非是对本发明技术方案的限定，本领域技术人员在对各实施例进行分析和理解的同时，可结合现有知识对本发明提供的技术方案做一系列变形与等效替换，该变形与等效替换而得的新的技术方案亦被本发明囊括在内。[0022]由于本发明无法对实施例进行穷举，因此一些优选的技术特征和优选的技术方案可以进行合理的相互替换或组合，由此而得的新的技术方案亦被囊括在本发明之中。[0023]阅读者应该明白，在阅读者通过阅读实施例内容和理解本发明宗旨之后，根据提供的实施方案所做出的一系列变形、等效替换、特征元素之糅合等，均应理解为被囊括在本发明的精神之内。
[0024]为了使阅读者更好的理解本发明宗旨，特例举最具代表性的实例进行说明。阅读者在阅读时应当具备本领域内的一般技术知识，以方便准确的理解其中所包括的逻辑关系。
[0025]由于本发明针对的是高分子材料，其特点体现在品种众多但因为系同一种类而故特性上具备一定程度的一致性，本领域技术人员有能力进行合理的推测，以使得本发明思想在本发明技术方案中提供的范围内适用。
[0026]由于本发明对技术方案无法进行穷举，下述情形也应理解为被包括在本发明的精神之内：[0027]1、在它之组分含量种类配比利用了与本发明技术基本相同的原理、或实现了与本发明技术基本相同的功能、又或得到了与本发明技术基本相同的有益效果的情况下，该它之组分含量种类配比的变形或变形方式为在本领域技术或极相近技术领域中为常见的手段，则它之组分含量种类配比被包括在本发明的精神之内。[0028]2、本具体实施例涉及的有益效果指向所举的具体实施例中之具体组分含量种类配比，该有益效果可以为：被本发明宗旨所囊括的下位所得；亦可以为新的所得，即由上位概念引申的具体下位结构而得到的必然所得。当它之组分含量种类配比所带来的它之有益效果虽未对应或未完全对应实施例中提及的上述有益效果或根据本发明宗旨所明确指出的有益效果，但它之有益效果可根据本发明设计理念和宗旨合理推导而出时，则它之组分含量种类配比被包括在本发明的精神之内。
[0029]所被提及的相应技术问题虽是技术创造的根本，但通过创造而得到的本技术方案本身并非局限于上述特定的技术问题。当它之技术问题能够通过本技术方案得到有效解决，又或根据本技术方案本身、设计理念和宗旨合理推导能够解决它之技术问题时，本技术方案即可合理推测能够在该它之技术问题领域得到广泛适用，当如何上述条2相关条件时，该领域的它之结构亦被包括在本发明的精神之内。
[0030]实施例1一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物[0031]由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯45份、高熔体强度聚丙烯1份、ABS4份、填充物45份、相容剂3份、抗氧剂1份、润滑剂1份、黑色色母1份。
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聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数为20g/10min(230℃，2.16kg)。
[0033]ABS的熔融指数为10g/10min(220℃，10kg)。[0034]填充物为玻璃纤维，直径区间范围在10～12μm之间。[0035]相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率为3％。[0036]抗氧剂为抗氧剂1010。[0037]润滑剂为聚乙烯蜡。
[0038]实施例2一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物[0039]由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯50份、高熔体强度聚丙烯5份、ABS4份、填充物37份、相容剂2份、抗氧剂1份、润滑剂1份、黑色色母1份。[0040]聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数为60g/10min(230℃，2.16kg)。[0041]ABS的熔融指数为40g/10min(220℃，10kg)。[0042]填充物为玻璃纤维，直径区间范围在10～12μm之间。[0043]相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率为3％。[0044]抗氧剂为抗氧剂1010。[0045]润滑剂为聚乙烯蜡。
[0046]实施例3一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物[0047]由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯58份、高熔体强度聚丙烯3份、ABS6份、填充物20份、相容剂11份、抗氧剂1份、润滑剂1份、黑色色母1份。[0048]聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数为40g/10min(230℃，2.16kg)。[0049]ABS的熔融指数为25g/10min(220℃，10kg)。[0050]填充物为玻璃纤维，直径区间范围在10～12μm之间。[0051]相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率为3％。[0052]抗氧剂为抗氧剂1010。[0053]润滑剂为聚乙烯蜡。
[0054]实施例4一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物[0055]由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯60份、高熔体强度聚丙烯2份、ABS7份、填充物25份、相容剂4份、抗氧剂1份、润滑剂1份、黑色色母1份。[0056]聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数为50g/10min(230℃，2.16kg)。[0057]ABS的熔融指数为18g/10min(220℃，10kg)。[0058]填充物为玻璃纤维，直径区间范围在10～12μm之间。[0059]相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率为3％。[0060]抗氧剂为抗氧剂1010。[0061]润滑剂为聚乙烯蜡。
[0062]实施例5一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物[0063]由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯62份、高熔体强度聚丙烯1份、ABS8份、填充物20份、相容剂7份、抗氧剂1份、润滑剂1份、黑色色母1份。[0064]聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数为44g/10min(230℃，2.16kg)。[0065]其中ABS的熔融指数为30g/10min(220℃，10kg)。[0066]填充物为玻璃纤维，直径区间范围在10～12μm之间。
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相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率为3％。
[0068]抗氧剂为抗氧剂1010。[0069]润滑剂为聚乙烯蜡。
[0070]实施例6一种适合超临界发泡成型的聚丙烯组合物[0071]由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯65份、高熔体强度聚丙烯4份、ABS10份、填充物15份、相容剂4份、抗氧剂1份、润滑剂1份、黑色色母1份。[0072]聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数为38g/10min(230℃，2.16kg)。[0073]ABS的熔融指数为20g/10min(220℃，10kg)。[0074]填充物为玻璃纤维，直径区间范围在10～12μm之间。[0075]相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率为3％。[0076]抗氧剂为抗氧剂1010。[0077]润滑剂为聚乙烯蜡。[0078]对比例1聚丙烯组合物
[0079]由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯45份、高熔体强度聚丙烯5份、填充物45份、相容剂3份、抗氧剂1份、润滑剂1份、黑色色母1份。[0080]聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数为20g/10min(230℃，2.16kg)。[0081]填充物为玻璃纤维，直径区间范围在10～12μm之间。[0082]相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率为3％。[0083]抗氧剂为抗氧剂1010。[0084]润滑剂为聚乙烯蜡。[0085]对比例2聚丙烯组合物
[0086]由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯45份、高熔体强度聚丙烯1份、ABS4份、填充物45份、相容剂3份、抗氧剂1份、润滑剂1份、黑色色母1份。[0087]聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数为20g/10min(230℃，2.16kg)。[0088]ABS的熔融指数为50g/10min(220℃，10kg)。[0089]填充物为玻璃纤维，直径区间范围在10～12μm之间。[0090]相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率为3％。[0091]抗氧剂为抗氧剂1010。[0092]润滑剂为聚乙烯蜡。[0093]对比例3聚丙烯组合物
[0094]由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯45份、高熔体强度聚丙烯1份、ABS4份、填充物45份、相容剂3份、抗氧剂1份、润滑剂1份、黑色色母1份。[0095]聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数为20g/10min(230℃，2.16kg)。[0096]ABS的熔融指数为50g/10min(220℃，10kg)。[0097]填充物为玻璃纤维，直径区间范围在10～12μm之间。[0098]相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率为1％。[0099]抗氧剂为抗氧剂1010。[0100]润滑剂为聚乙烯蜡。[0101]对比例4聚丙烯组合物
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由以下质量百分数的组分制备而成：聚丙烯45份、高熔体强度聚丙烯1份、ABS4份、
填充物45份、相容剂3份、抗氧剂1份、润滑剂1份、黑色色母1份。[0103]聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数为20g/10min(230℃，2.16kg)。[0104]ABS的熔融指数为50g/10min(220℃，10kg)。[0105]填充物为玻璃纤维，直径区间范围在10～12μm之间。[0106]相容剂为聚丙烯马来酸酐接枝物，其有效接枝率为4％。[0107]抗氧剂为抗氧剂1010。[0108]润滑剂为聚乙烯蜡。
[0109]分别将各实施例和对比例通过相同的常规超临界发泡注塑手段制备如下两种塑料制品：10*10cm标准色板和空气流量计流量管外壳，而后将其进行外观测试。[0110]其中测试标准为：1为表面泛白非常严重，2为表面泛白严重，3为表面可见泛白或部分区域有明显泛白，4为表面泛白清淡，5为表面光亮无泛白。
[0111]
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