一种易喷涂聚丙烯组合物及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种易喷涂聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术：

聚丙烯(pp)，作为五大通用塑料之一，已成为车用塑料中用量最大的热塑性树脂。聚丙烯合成方法简单，原料来源丰富、密度低，有优异的物理力学性能、加工性能和耐化学性能。同时通过各种改性加工手段得到的改性聚丙烯材料可以满足各种汽车部件的不同要求，加之其优异的性价比，使各种增韧、填充、增强聚丙烯材料在汽车工业中得到广泛的应用，尤其在新能源汽车的大力发展下，聚丙烯材料在汽车内外饰的应用将进一步的扩大。

由于聚丙烯材料为非极性结晶性材料，表面极性低，其表面附着力很差，用它制成的零件如果表面不进行预处理，很难进行油漆喷涂处理。目前提高聚丙烯材料表面附着力方法主要有火焰处理、电晕处理以及化学氧化处理等。目前技术难点是既要形成均匀的表面处理效果，又不能处理过度，进而影响材料的性能。目前火焰处理是最常用的手段，如果火焰处理不当容易产生较多的不合格品，如制件变形不易装配局部烧焦易报废等。同时火焰处理耗能耗时影响生产效率。

为提高聚丙烯材料的表面极性，常需要对聚丙烯材料进行改性处理。cn105440438b通过在聚丙烯组合物体系中引入极性聚丙烯改性剂，同时通过改性提高填充剂极性，从而实现聚丙烯复合材料的油漆附着力。cn106752633a通过使用乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚的极性共聚物，研制一种具有优异的流动性、刚性、尺寸稳定性及可喷涂性的汽车配件材料。cn107641256a，通过在线的熔融化学接枝，制备高极性的改性聚合物；且通过双阶挤出造粒机，实现了高活性、高极性的改性聚合物二段实时熔融共混，确保了所得聚丙烯复合材料的表面极性的提升。

然而，上述专利cn105440438b和cn106752633a公开的提高极性的改性方案，但是对材料的冲击有所影响；专利cn107641256a的工艺过程复杂影响加工效率，因此本领域尚需开发一种不影响冲击，加工方式简易，且可满足高压水冲且易喷涂聚丙烯组合物材料和制备方法。

技术实现要素：

本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种不影响冲击，加工方式简易，且可满足高压水冲且易喷涂聚丙烯组合物材料制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的一种易喷涂聚丙烯组合物包括以下组分及重量份数：

接枝物为接枝聚丙烯、接枝聚乙烯、接枝poe等中的一种或两种组合，接枝物的接枝基团为马来酸酐、硅烷、丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一种或两种以上组合；

poe选自乙烯-丙烯-二烯橡胶、乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丁烯共聚物中的至少一种；

环烯烃类共聚物是由双环庚烯单体和乙烯单体在金属茂催化剂作用下发生共聚反应制备得到共聚产物。

上述的一种易喷涂聚丙烯组合物中接枝物为马来酸酐接枝聚丙烯，接枝率为0.5％～1.0％。

上述的一种易喷涂聚丙烯组合物中聚丙烯树脂为在230℃，2.16kg负荷下熔体质量流动速率为1～100g/10min均聚聚丙烯或共聚聚丙烯树脂，优选5～60g/10min，其中共聚聚丙烯中乙烯单体的含量为5～10mol％。优选的，聚丙烯树脂为在230℃，2.16kg负荷下熔体质量流动速率为5～60g/10min。

上述的一种易喷涂聚丙烯组合物中poe为密度为0.85～0.87g/cm³，tg≤-50℃，在温度为190℃，2.16kg负荷下熔体质量流动速率为0.1～2g/10min的乙烯-辛烯共聚物。

上述的一种易喷涂聚丙烯组合物中矿物填料选自滑石粉、云母、晶须、硅灰石和玻璃纤维中的至少一种。优选的，矿物填料为平均直径1-50μm的滑石粉。

上述的一种易喷涂聚丙烯组合物中稳定剂包括主抗氧剂、辅抗氧剂和光稳定剂，主抗氧剂为受阻酚类，辅抗氧剂为亚磷酸酯类，光稳定剂为受阻酚类和亚磷酸酯的混合物。优选的，主抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂3114中的至少一种；辅抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂pep-36。

本发明还提供一种易喷涂聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)按以下组分及重量份数准备原料：

(2)将聚丙烯树脂、poe、接枝物、环烯烃类共聚物、稳定剂和着色剂按比例投入高混机中，转速为300～500转/分，混合3～5分钟；

(3)将矿物填料投入高混机中，转速为300～500转/分，混合3～5分钟；

(4)将混合物加入双螺杆挤出机中，设定熔融混炼温度为180～220℃，螺杆转速为300～500转/分，挤出造粒，即可；

接枝物为接枝聚丙烯、接枝聚乙烯、接枝poe等中的一种或两种组合，接枝物的接枝基团为马来酸酐、硅烷、丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一种或两种以上组合；

poe选自乙烯-丙烯-二烯橡胶、乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丁烯共聚物中的至少一种；

环烯烃类共聚物是由双环庚烯单体和乙烯单体在金属茂催化剂作用下发生共聚反应制备得到共聚产物。

本发明使用接枝物和环烯烃类共聚物的相互协调作用，提高材料表面张力，提高油漆的附着力；改善在高压水冲实验过程中油漆附着力性能。

附图说明

图1是本发明实施例1高压水冲实验效果图；

图2是本发明实施例2高压水冲实验效果图；

图3是本发明实施例3高压水冲实验效果图；

图4是本发明对比例1高压水冲实验效果图；

图5是本发明对比例2高压水冲实验效果图。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明作进一步说明。

对比例1～2和实施例1～3中所涉及的原材料的具体信息如下所示：

聚丙烯树脂为共聚聚丙烯ppk9020，北京燕化石油化工有限公司；

poe为乙烯-辛烯共聚物poe8150，美国陶氏化学；

矿物填料为滑石粉或碳酸钙，滑石粉：ah51210，辽宁艾海；碳酸钙：ld-1000c，立达超微；

环烯烃类共聚物牌号：topas6015，日本宝理；

抗氧剂中受阻酚类1010，宜兴市天使合成化学；亚磷酸酯类168，宜兴市天使合成化学；

碳黑牌号为50l，赢创化工；

对比例1～2和实施例1～3的配方如表1所示，制备方法如下；

(1)将聚丙烯树脂、poe、接枝物、环烯烃类共聚物、稳定剂和着色剂按比例投入高混机中，转速为300转/分，混合5分钟；

(2)将矿物填料投入高混机中，转速为300转/分，混合5分钟；

(3)将混合物加入双螺杆挤出机中，设定熔融混炼温度为200℃，螺杆转速为500转/分，挤出造粒，即可。

对比例1～2和实施例1～3的性能测试方法如下，测试结果如表1所示：

(1)简支梁缺口冲击强度：按照iso180测试；

(2)拉伸强度：按照iso527测试；

(3)密度：按照iso1183-1测试；

(4)表面张力：按照gb/t13542.2-2009测试；

(5)高压水冲：按照pv1503，a法：角度：45°，水温：70℃，距离：15cm，时间：20s，水压：9mpa，水流量：630l/h测试。

对比例1～2和实施例1～3的配方和性能测试结果

通过上表的测试结果，可以清晰的看到本发明利用接枝物和环烯烃类共聚物的协同作用，添加接枝物和材料与聚丙烯良好的相容性以及环烯烃类共聚物进一步提高聚丙烯复合材料的油漆在高压水冲实验附着力表现。改性后的聚丙烯复合材料具有不影响冲击，加工方式简易，且可满足高压水冲且易喷涂的优点。可广泛适用于汽车保险杠等韧性要求高的饰件，具有很高的应用价值。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。