CN1111656A - 聚丙烯树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

一种聚丙烯树脂组合物,它含有100重量份聚 丙烯,2—100重量份无机填料,0.2—2.0重量份含有 15—20个碳原子的脂肪酸和锌的金属皂,0.1—0.5 重量份酚类抗氧剂作为抗氧剂,和0.1—1.0重量份 受阻胺光稳定剂,其氨基上的全部氢原子被烷基代 替,该组合物的熔体指数是15克/10分或更大。此 聚丙烯树脂组合物使汽车的外用材料和内用材料的 壁厚减薄成为可能,由此导致材料费用的减低,模塑 周期缩短,产品的重量减轻。

Description

本发明涉及一种聚丙烯树脂组合物,尤其是涉及一种改进了流动性和可注塑性的聚丙烯树脂组合物。此外,本发明也涉及一种改进了流动性和可注塑性以及劲度和冲击强度之间有良好平衡的聚丙烯树脂组合物。
聚丙烯树脂组合物已经越来越多被用作外用材料(例如保险杠和护板)和内用材料(例如汽车的柱)代替金属材料,已经实现的一种方法包括把乙烯-丙烯弹性体(EPM或EPDM)加到聚丙烯中以提高冲击强度,而已经实现的另一种方法包括把无机填料如滑石加入聚丙烯中来改进挠曲模量。聚丙烯是一种结晶树脂,所以它的模塑收缩系数与其它非结晶树脂相比是较大的。因此,已经使用一种方法,它是将弹性体如乙烯-丙烯弹性体(EPM或EPDM)或无机填料如滑石加到聚丙烯中来控制模塑收缩系数到一低水平。
汽车部件重量的减轻降低汽车运行时所用燃料的消耗,其结果可降低排入大气中二氧化碳的量,从而导致保护了地球的环境。为了减轻汽车或诸如此类的部件的重量,已考虑减低材料比重的技术;以及增加劲度而没有显著降低冲击强度的其它技术,由此降低部件的壁厚。尤其是降低部件的壁厚技术是更理想的,因为这种技术在树脂被注塑制造部件的情况下有可能降低模塑料的成本和提高模塑部件的冷却效率,其结果降低壁的厚度,因此模塑部件的生产率也能大大提高。
但是,在注塑方法中,部件的壁厚取决于树脂的流动性和模塑机器的性能。例如,当使用流动性差的材料以及薄型模具时,在树脂供料给模具时,材料需要用高压压入薄型模具中,因此,如果没有使用能利用高的合模力的模塑机时,有时候发生例如出现模具开裂或类似的问题。能使用高的合模力的模塑机既大型又昂贵,并且需要大的安装面积,这就不那么经济。在部件的壁厚通过提高树脂的流动性来降低的情况下,流动性的增加可通过使用具有低分子量和高的熔体指数的聚丙烯树脂来达到。
然而,树脂分子量的降低会增加机械性质例如冲击强度、断裂拉伸伸长和低脆化温度的降低,由于这种原因,限制了树脂的分子量的降低。为了防止冲击强度降低至最大程度,在丙烯聚合后,进行乙烯与丙烯的共聚合而得到的丙烯乙烯嵌段共聚物通常用作聚丙烯,此外,降低丙烯均聚合部分的分子量来提高流动性,与此同时,为了要提高冲击强度增加共聚合部分的分子量来保持两个因素间的平衡。
然而,如果丙烯均聚合部分的分子量过分低,冲击强度,特别依左德(IZod)冲击强度迅速下降。在另一方面,在包括聚丙烯树脂组合物的模塑制品被用作汽车或诸如此类的部件的情况下冲击强度在低于低脆化温度时迅速降低。
因此,需要一种具有降低了低脆化温度和优异的低温冲击强度的材料。
为了改进聚丙烯树脂组合物的低脆化温度,需要提高共聚合部分的分子量,共聚合部分的分子量越高,其低温冲击强度越优异。
因此,难以制备具有高流动性的聚丙烯树脂组合物,又有令人满意的常温依左德(IZod)冲击强度和低脆化温度。
另一方面,为了改善脱静电、颜料或诸如此类的分散性和牢度性质,也已建议把金属皂例如硬脂酸锌加到聚烯烃如聚丙烯的纤维中(例如U.S.2984634,日本专利号15466/1962.4477/1963和11023/1969,比利时专利号617280和614776)。但是,即使硬脂酸锌单独加到聚丙烯中,流动性改进不大,并且如果过多加入,其耐热性,挠曲模量和冲击强度将不适宜地降低。在通常情况下,为了改进热稳定性和颜料的紫外线吸收剂等在熔融聚丙烯中分散性,把硬脂酸钙加到聚丙烯树脂组合物中。
日本专利申请公开号138652/1986建议一起使用硬脂酸钙和硬脂酸锌以改进颜料的分散性和焊接强度。然而加入大量硬脂酸钙会显著降低树脂的劲度和耐热性,因此,硬脂酸钙含量的实际上限通常约0.2%(重量)。当硬脂酸钙的加入量约0.2%(重量)时,熔体指数几乎不变。
在日本专利申请公开号138652/1986中,已叙述了当硬脂酸钙和硬脂酸锌各自加入量相对100重量份的聚丙烯为0.6重量份时,观察到迁移现象。
在日本专利申请公开号300247/1990中,作为比较例公开了一种含有低熔体指数的聚丙烯、无机填料和硬脂酸钠的树脂组合物,但是这种树脂组合物不能达到由本发明预定壁厚减薄的熔体指数范围内(15克/10分或更大)。因此,不可能认为公开的树脂组合物是具有优异流动性的聚丙烯树脂组合物。
有一已知方法,该方法包括把氢氯酸助剂和金属皂如硬脂酸钙或硬脂酸锌加到聚烯烃如聚丙烯中以改进脱静电,颜料或诸如此类的分散性和牢度性质。另一方面,聚丙烯本身的耐光性(耐候性)差,所以需加入一种光稳定剂。各种光稳定剂中,受阻胺光稳定剂已被广泛使用(例如日本专利公告号16979/1985)。胺基团易于与金属皂反应,在反应时,金属氧化物,游离的脂肪酸等迁移到模塑制品的表面上。以致这些物质污染了注塑模具表面。此外,模制品长期使用时,在模制品的表面上迁移现象变得明显,制品的外表面被损害。这种倾向在聚丙烯中添加硬脂酸钙比添加硬脂酸锌小,因此如用于聚丙烯中的金属皂主要使用硬脂酸钙。因此,硬脂酸锌不那么常用了,即使应用的话,还是与硬脂酸钙一起使用(例如,日本专利申请公开号138652/1986)。
此外,当受阻胺光稳定剂与酚类抗氧剂一起使用时,诸如色变成粉红或黄色的问题随时发生。
聚丙烯受热很容易氧化和分解,当分解时,色变的问题有时发生。因此,在注塑中所用的大多数聚丙烯都含有各种抗氧剂。一般说,适当使用酚类、磷酸类和硫酸类抗氧剂,因此在造粒和注塑时可防止氧化和分解,当聚丙烯在高温时使用,氧化也可能被防止。如果造粒在抗氧剂的量不足够情况下进行,部分聚丙烯进行热分解,以致聚丙烯的分子量降低,其结果冲击强度降低。
向诸如聚丙烯之类的树脂中加入一种受阻胺的氨基氢原子被烷基替代的化合物,有一种通过受阻胺的甲基化改进耐水性的方法(日本专利申请公开号62651/1984),一种改进聚烯烃纤维耐候性的方法(例如,日本专利申请公开号136533/1986),耐辐照的聚丙烯树脂组合物(例如,日本专利申请公开号235345/1987),一种改进树脂组合物耐候性的方法(例如,日本专利申请公开号291957/1988),一种适合等离子体处理的树脂组合物(例如,日本专利申请公开号33426/1988)。在这些专利中,体系中不存在任何无机填料和/或任何金属皂,所以这些专利没有建议一种技术来克服通过金属皂与受阻胺的反应或酚类抗氧剂与受阻胺间的反应所引起的不良影响,这就是由本发明将要解决的主题。
日本专利申请公开号36633/1989叙述为了防止当同时使用酚类抗氧剂和硫酸抗氧剂带来的耐候性降低,酚类抗氧剂、硫酸抗氧剂和金属皂加到用无机填料填充的聚烯烃树脂中,但是这种公开技术没有意指要解决由本发明能解决的问题,即在受阻胺光稳定剂和酚类抗氧剂一起使用的情况下所出现的色变问题。
此外,公开的刊物没有涉及在加入金属皂的情况下由受阻胺光稳定剂和金属皂如硬脂酸锌间的反应所引起的问题,因此,刊物没有意指要解决由本发明能解决的问题之一,即由金属皂和受阻胺间的反应,或酚类抗剂和受阻胺间的反应所引起的不良影响。
此外,用不饱和羧酸或它的衍生物接技的改性聚丙烯已经被用作含有聚丙烯和乙烯醇乙烯共聚物的粘合剂的组分(例如,日本专利申请公开号39678/1974和09546/1974和U.S.P.4983435)。但是,当用作含有填料的树脂组合物的改性剂时,需要大量改性聚丙烯,通常在用约10%不饱和羧酸接枝的改性聚丙烯情况下,需要0.5至5.0重量份的改性聚丙烯加到100重量份含有玻璃纤维的聚丙烯树脂组合物中。
本发明提供一种聚丙烯树脂组合物,其物性例如冲击强度、劲度和耐热性的降低是实际可接受的程度以及流动性得到改进,并适合于制备薄壁厚的模塑制品,以及抑制由造粒而使颜色变向黄色或粉红色,抑制模具表面上污染以及注塑制品表面上的迁移现象。
本发明人以解决上述问题为目的经过广泛研究,其结果,得到了本发明。
也就是说,本发明的第一目的涉及具有改进熔体指数的聚丙烯树脂组合物,它含有100重量份的聚丙烯、2至100重量份的无机填料和0.2至2.0重量份含15-20个碳原子的脂肪酸和锌的金属皂。
本发明的第二目的涉及一种聚丙烯树脂组合物,其熔体指数为用同样量的硬脂酸钙代替硬脂酸锌的聚丙烯树脂组合物的1.2倍或更高。所述聚丙烯树脂组合物的特征在于聚丙烯是一种嵌段共聚物,它通过在丙烯聚合后(被称为本发明特定一种均聚合部分)共聚合丙烯和乙烯(被称为本发明的特定共聚合部分)而制得,聚丙烯树脂组合物含有共聚合部分A和共聚合部分B,共聚合部分A中共聚合部分的[η]是在2至6范围内(在本发明中,[η]是在1,2,3,4-四氢化萘溶液中于135℃测得的特性粘度数),所述共聚合部分B的[η]为7至15;A∶B的重量比是在0.1∶0.9至0.9∶0.1的范围内,聚丙烯树脂组合物的熔体指数为用相同量硬脂酸钙代替硬脂酸锌的聚丙烯树脂组合物的1.2倍或更高。
本发明的第三个目的涉及一种聚丙烯树脂的组合物,其熔体指数为15克/10分或更高,该组合物含有100重量份聚丙烯、2-100重量份无机填料、0.2-2.0重量份的含有锌和具有15至20个碳原子的脂肪酸的金属皂、0.1-0.5重量份的酚类抗氧剂作为抗氧剂以及0.1-1.0重量份的受阻胺光稳定剂,在受阻胺中,氨基的全部氢原子由烷基代替。
用于本发明的聚丙烯树脂组合物的聚丙烯是一种高结晶质(例如等规聚丙烯或间规聚丙烯)的聚丙烯。聚丙烯的例子包括均聚聚丙烯、结晶丙烯乙烯无规共聚物、结晶丙烯乙烯嵌段共聚物及其混合物。本发明有效改进了聚丙烯的流动性,特别是其流动性、冲击强度和劲度之间的平衡优异。因此丙烯乙烯嵌段共聚物是优选的。
能用于本发明的丙烯乙烯嵌段共聚物通常是通过先聚合丙烯(或也包含含有乙烯含量1%(重量)或更少的丙烯和乙烯的混合物),然后进料含有乙烯含量为30-95%(重量)的乙烯和丙烯的混合单体,最后共聚合混合单体形成共聚合部分而制得的嵌段共聚物,此外,通过聚合相同组成的上述混合单体形成共聚合部分,然后聚合丙烯而得到的聚合物也是可接受的。
此外,也有优选使用的一种材料,它是通过把丙烯均聚物、乙烯丙烯橡胶或诸如此类加到上述丙烯乙烯嵌段共聚物中而制得;或另一种材料,它是通过把丙烯均聚物和乙烯丙烯橡胶的混合物加到上述丙烯乙烯嵌段共聚物中而制得。
特别在本发明中,优选使用的聚丙烯是一种嵌段共聚物,它包含丙烯均聚合部分和共聚合部分,由通过丙烯聚合后,共聚合丙烯和乙烯而制得,上述聚丙烯树脂组合物含有共聚合部分A(其共聚合部分的[η]为2至6的范围内)和[η]为7-15的共聚合部分B;A∶B的重量比在0.1∶0.9-0.9∶0.1的范围内。在使用这种类型的聚丙烯情况下,最好制得的聚丙烯树脂组合物的熔体指数为用相同量的硬脂酸钙替代硬脂酸锌的聚丙烯树脂组合物1.2倍或更大。
聚丙烯是一种嵌段共聚物,它包括均聚合部分和共聚合部分,由丙烯聚合后,共聚合丙烯和乙烯而制得;上述聚丙烯树脂组合物含有共聚合部分A,其丙烯和乙烯的共聚合部分的[η]在2至6的范围内,和共聚合部分B,其[η]为7-15;A∶B的重量比为0.1∶0.9-0.9∶0.1范围内;上述的聚丙烯树脂组合物是指本发明的树脂组合物,它含有共聚合部分A,其共聚合部分的[η]是在2-6的范围内,和共聚合部分B,其[η]为7-15;A∶B的重量比为0.1∶0.9至0.9∶0.1范围内,因此部分A和B可通过共聚合来制备,或可与树脂组份掺混而由它导致组合物。
更具体的,聚丙烯是含有均聚合部分和共聚合部分的嵌段共聚物,它是由丙烯聚合后共聚合丙烯和乙烯而制得。这种嵌段共聚物是含有共聚合部分A和共聚合部分B的多段聚合物。在共聚合部分A中,丙烯和乙烯的共聚合部分的[η]在2-6范围内,共聚合部分B的[η]为7-15;A∶B的重量比范围为0.1∶0.9至0.9∶0.1。
在丙烯乙烯共聚合部分中乙烯的比例(%(重量)是在30-95%范围内,优选为30-80%,更优选为40-70%。在这种共聚合部分中,通常生产的聚合物是不均匀的,它们主要是橡胶状含有大约40%(重量)乙烯的乙烯丙烯无规共聚物,乙烯丙烯共聚物类似于聚乙烯和组成类似于聚丙烯的结晶丙烯乙烯共聚物。
至于能用于本发明的乙烯丙烯嵌段共聚物中均聚合部分和共聚合部分间的比例,在丙烯乙烯嵌段共聚物中丙烯均聚合部分是在95-75%(重量)范围内,优选为90-78%(重量),更优选为85-78%(重量)范围内。
在上述丙烯乙烯嵌段共聚物中均聚合部分的平均[η]是在0.7-1.6范围内,优选为0.8-1.5。此外,为了要改进聚丙烯的流动性,使用的丙烯乙烯嵌段共聚物中均聚合部分的[η]包括至少二类高[η]H部分和低[η]L部分,高[η]H部分与低[η]L部分间的比优选为1.1至2.0范围内,更优选为1.3至1.8。具体说,可使用含有高[η]均聚合部分和低[η]均聚合部分的丙烯乙烯嵌段共聚物的两种或多种。另外,丙烯乙烯嵌段共聚物的均聚合部分可用多步骤合以改变新生成聚丙烯的[η],可使用含有这样形成的均聚合部分的丙烯乙烯嵌段共聚物。此外,丙烯乙烯嵌段共聚物可与其[η]不同于这种嵌段共聚物的均聚合部分的[η]的丙烯均聚物混合以获得上述[η]的组成。
如果均聚合部分的平均[η]小于0.7,在室温下的依左德冲击强度,低脆化温度、断裂拉伸伸长和熔体指数间的平衡有时显著降低。
如果均聚合部分的平均[η]大于1.6或更高,为了要得到具有高熔体指数的丙烯乙烯嵌段共聚物,具有平均[η]范围为7-15的共聚合部分的比例必需是10%重量,或有时候小于共聚合部分。在这种情况下,低脆化温度是不适宜的。此外,获得具有高熔体指数的丙烯乙烯嵌段共聚物,其嵌段共聚物中均聚合部分的平均[η]是1.6或更高的另一种方法也可通过降低共聚合部分的量来完成。但是在这种情况下,室温依左德冲击强度、低脆化温度和表面冲击强度都差。
如果丙烯乙烯嵌段共聚物的共聚合部分大于10%(重量),其均聚合部分[η]是在1.2-2.0的范围内,把它加到丙烯乙烯嵌段共聚物中,其均聚合部分的[η]是0.7-1.0范围内,这种组合物优选具体优异的流动性,室温依左德冲击强度和低脆化温度。
即使加入丙烯乙烯嵌段共聚物,其均聚合部分的[η]小于1.2,那么室温依左德冲击强度也得不到足够改进。另一方面,
如果加入均聚合部分[η]大于2.0的丙烯乙烯嵌段共聚物,为了保持整个熔体指数在高水平,共聚合部分的量需要降低,结果仅仅得到具有差的室温依左德冲击强度和不适合的低脆化温度的产品。此外,为了保持整个熔体指数在高水平,有时难以混合其均聚合部分的[η]是高的丙烯乙烯嵌段共聚物。
如果其均聚合部分的[η]在1.2至2.0范围内的丙烯乙烯嵌段共聚物的混合比小于10%(重量),室温依左德冲击强度和低脆化温度的改进效果是不足够的。
其均聚合部分的[η]在1.2至2.0范围内的待加入的丙烯乙烯嵌段共聚物可以是共聚合部分的[η]在2至6的范围内的丙烯乙烯嵌段共聚物或其共聚合部分的[η]在7-15范围内的丙烯乙烯嵌段共聚物。
此外,通过加宽均聚合部分的分子量分布(Mw/Mn)及提高其立体有规度或结晶度,本发明的聚丙烯树脂组合物的劲度和冲击强度间的平衡能得到改进。
能用于本发明的丙烯乙烯嵌段共聚物可用已知常规制造方法来制得。聚合方法的例子包括溶剂聚合方法、本体聚合方法和气相聚合方法,间断体系和连续体系都可应用。
用于本发明的聚合催化剂是已知催化剂,它包含钛催化剂组分,例如载于用电子给体化合物处理过的氯化镁上的四氯化钛、三氯化钛、活性三氯化钛,和有机铝化合物及任意添加电子给体化合物。
此外,也可使用含有金属茂化合物和铝氧烷的催化剂。
能优选使用于本发明的丙烯乙烯嵌段共聚物可通过首先聚合丙烯或混有1%(重量)或更少乙烯的丙烯,然后进料含有乙烯含量为30-95%(重量)的乙烯和丙烯的混合单体并进行共聚合。
如果需要,在上述(共)聚合情况下,把氢加到均聚合和共聚合中来调节所制造聚合物的分子量。此时,聚合是在控制氢量下进行的,以致使丙烯乙烯嵌段共聚物具有本发明的[η]组成。
如果需要,共聚合可通过在多步共聚合中改变氢的浓度以形成共聚合部分情况下进行。如果需要,对于均聚合部分,聚合可在多阶段以不同的氢量下进行。
特别当聚合通过使用含有有机铝化合物、电子给体化合物,例如酯化合物和所谓苏尔未催化剂的聚合催化剂下进行时,所述苏尔未催化剂是通过用醚化合物和四氯化钛,用有机铝化合物还原四氯化钛而得到的三氯化钛活化得到的,形成丙烯乙烯嵌段共聚物,其均聚合部分的分子量分布(Mw/Mn)是在8-12范围内,等规五价基部分(pendad fraction)比[mmmm]是在0.97-0.99范围内。这种嵌段共聚物没有缺陷,例如不适合的树脂填充料和模塑周期的延长,由于当模塑具有通常的均聚合部分并具有高立体有规度的丙烯乙烯嵌段共聚物时同时发生增塑时间的延长,因此,这种嵌段共聚物是最佳用作注塑材料,因为模塑制品具有适宜的劲度。
此外,当聚合是通过使用含有有机铝化合物,烷氧基硅烷化合物和所谓载体催化剂组分的催化剂进行时生成丙烯乙烯嵌段共聚物,其中所述载体催化剂是通过把四氯化钛载在氯化镁上而制得的,共聚物中丙烯均聚合部分的分子量分布(Mw/Mn)是在4-7范围内,优选为4.5-6.5范围内,等规五价基部分比[mmmm]是在0.97-0.99范围内。这种丙烯乙烯嵌段共聚物是最佳作为所需冲击强度的模塑材料,因为它的模塑制品具有优异的断裂拉伸伸长,依左德冲击强度和流动性。这种丙烯乙烯嵌段共聚物具有很高的结晶速度,因此,它有缺陷,即当用具有薄筋模塑制品的注塑材料时很容易出现不良的填充,但是通过加入橡胶组分,能克服如不良填充的缺点。
本发明的聚丙烯树脂组合物的熔体指数是在15-100克/10分,优选为20-100,更优选为25-100的范围内。如果熔体指数小于15克/10分,聚丙烯树脂组合物具有不良流动性,因此,它不适合具有薄壁厚制品的模塑。相反,如果熔体指数超过100克/10分,耐冲击是低的,注塑时会不合适地形成毛刺。
当加入用于本发明的金属皂时,本发明的聚丙烯树脂组合物(其中使用上述规定的丙烯乙烯嵌段共聚物)具有的熔体指数为加入等量硬脂酸钙的组合物的1.2倍至2倍,优选为1.3倍至2倍。而且,如果选择适宜的树脂,熔体指数可增加到1.4倍至2倍。此外,本发明的树脂组合物具有大的螺线流动长度,在注塑时没有不良的树脂填充现象,并且大大改进扭转和变形的效果,这是由于几乎没有出现注塑制品的剩余应力。
此外,本发明的聚丙烯树脂组合物是具有熔体指数为15克/10分或更高的聚丙烯树脂组合物,它含有100重量份聚丙烯、2-100重量份无机填料,含有0.2-2.0重量份的锌和15-20个碳原子的脂肪酸的金属皂。0.1至0.5重量份的酚类抗氧剂作为抗氧剂和0.1至1.0重量份的受阻胺光稳定剂,所述受阻胺中氨基上的所有氢原子被烷基基团代替。
按照本发明的实施方案,诸如冲击强度,劲度和耐热性的物性几乎没有降低,而且流动性可通过把特定的金属皂、作为抗氧剂的酚类抗氧剂和其氨基的全部氢原子被烷基代替的受阻胺光稳定剂加到聚丙烯树脂组合物中得以改进,所述的聚丙烯树脂组合物含有具有特定熔体指数或更大的聚丙烯和无机填料。
本发明的聚丙烯树脂组合物最适合含有相对于100重量份的聚丙烯为2-100重量份,优选为10-70重量份,特别优选为10-30重量份的无机填料。如果无机填料的含量小于2重量份,流动性没有足够的改进,即使加入少量的金属皂也是如此,如果大量加入金属皂,流动性可得到改进,但是诸如冲击强度、劲度和耐热性的物性要降低。对于掺混100重量份或更多填料的聚丙烯树脂组合物,它的流动性几乎没有得到改进,即使加入金属皂,也没有观察到此效果。
本发明的聚丙烯树脂组合物的流动性改进效果没有降低,即使含有除丙烯或弹性体以外的树脂。
特别当弹性体以0-30重量份的适合比例加入聚丙烯中,冲击强度能很好地得到改进。弹性体的例子包括乙烯丙烯共聚物弹性体(EPM)、乙烯丙烯二烯共聚物弹性体(EPDM)、乙烯丁烯-1共聚物弹性体(EBM)、乙烯辛烯-1共聚物弹性体(EOM)、乙烯已烯-1共聚物弹性体(EHM)、超低密度聚乙烯、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物弹性体、苯乙烯丁二烯无规共聚物弹性体和苯乙烯异戊二烯嵌段共聚物弹性体。
能用于本发明的无机填料的例子包括二氧化硅、氧化铝纤维、二氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化镁、氧化锡、氧化锑、铁酸钡、铁酸锶、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、滑石、粘土、云母、硅酸钙、玻璃纤维、钛酸钙、锆酸钛酸铅、氮化铝、碳化硅和硫化镉。特别在树脂组合物中应用滑石是优选的,因为在这种情况下,模塑制品的平滑度是优异的,流动性改进效果最佳,右角方向与注塑得到制品的注塑方向平行方向收缩比之间差是小的。此外,能用于本发明最优选的无机填料的比表面积为0.5-20米2/克。如果比表面积小于0.5米2/克,粒子直径太大,模塑制品的冲击强度和断裂拉伸伸长下降,并且金属皂进行迁移其结果有时损害产品的外观。此外,如果使用大于20米2/克的填料如炭黑,金属皂过分地粘附在模料的表面上,以致金属皂的流动性效果和机械物理性能的改进不能有效。
此外,对于通过使用含有95-60%(重量)滑石和5-40%(重量)纤维状硫酸镁须晶(MgSO4·8H2O)的无机填料所得到的模制品,右角方向(MD方向)和平行方向(TD方向)的收缩比之间的差是很小的,挠曲模量和冲击强度间的平衡最特别优异。使用最合适的具有平均直径为2费米或更小,特别优选为1费米的滑石得到的模塑制品,劲度和冲击强度之间的平衡是优异的。特别在中国北方产的含有很少杂质的原矿石得到的滑石,当使用这种滑石时,能得到劲度和冲击强度之间的平衡优异的产品。此外,用硅氮烷处理过表面的滑石是优选作为无机填料。
能用于本发明的金属皂是含有锌和含有15-20个碳原子的脂肪酸的金属皂,含有15-20个碳原子的脂肪酸的例子包括十五烷酸、十六烷酸、棕榈酸、十八烷酸、硬脂酸。十九烷酸、二十烷酸和油酸。如果使用含有小于15个碳原子的脂肪酸的金属皂,冲击强度、劲度和耐热性都是差的,相反,如果使用含有大于20个碳原子的脂肪酸金属皂,流动性改进效果是不足够的。特别使用硬脂酸锌得到的模塑制品在冲击强度、劲度、耐热性和流动性之间的平衡是最优异的,即使加入少量的硬脂酸锌,树脂组合物的流动性改进效果是最大的。
用于本发明的含有脂肪酸和锌的金属皂用量相对于100重量份的聚丙烯为0.2-2.0重量份,优选为0.2-1.0重量份、更优选为0.3-0.7重量份的范围内。如果金属皂的用量小于0.2重量份,物性如树脂组合物的流动性的改进效果不能足够地得到。相反,如果金属皂的用量超过2.0重量份,金属皂在模塑制品的表面上迁移,树脂的耐热性和冲击强度要降低。
作为抗氧剂的酚类抗氧剂可加到本发明的树脂组合物中。当使用酚类抗氧剂时,树脂组合物的流动性能得到改进,而没有引起聚丙烯的分解。在含有脂肪酸和锌的金属皂被加入的情况下,通常的磷酸和硫酸抗氧剂妨碍流动性改进效果。酚类抗氧剂的种类没有特别限制工业上可得到的酚类抗氧剂都可使用。
酚类抗氧剂的使用量对于100重量份的聚丙烯为0.05-0.5,优选为0.07-0.3份范围内。
酚类抗氧剂的例子包括2.6-二-叔丁基苯酚、2,4-二-叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-甲氧基苯酚、2-叔丁基-4,6-二甲基苯酚、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚、2,6叔丁基-4-乙基苯酚、2,4,6-三叔丁基苯酚、2,6-叔丁基-4-羟甲基苯酚、2,6-二叔丁基-2-二甲基氨基-对-甲酚、2,5-二叔丁基氢醌,2,5-二叔戊基氢醌、3-(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸正十八烷基、2,4-双(正-辛基硫代)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪,苯乙烯酚,Noclizer SCM(商品名)(由Ouchi shinkosha co.,Ltd制造)、(式(1))Vitamin E  Eisai(商品名)(由Eisai co.Ltd.制造)、(式(2))、
2-叔丁基-6-(3′-叔丁基-5′-甲基-2′-羟苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2,2′-亚甲基双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚),2,2′-亚甲基双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,2′-亚甲基双-(6-环己基-4-甲基苯酚)、2,2′-亚甲基双-(6-甲基环己基-对-甲酚)、2,2′-亚己基双-(2,4-二-6-叔丁基苯酚)、2,2′-亚丁基双-(2-叔-丁基-4-甲基苯酚)、4,4′-亚甲基双-(2,6-二-叔丁基萘酚)、4,4′亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,6-己二醇双-[3-(3,5-二叔丁基-(4-羟苯基)-丙酸酯、三乙二醇双-[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟苯基)-丙酸酯]、N,N′-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酰基]肼、N,N′-双-3-(3′,5′)-二-丁基-4-羟苯基)-丙酰基-六亚甲基二胺、2,2-硫代双)4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4′-硫代双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2′-硫代二亚乙基双-[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、双[2-叔丁基-4-甲基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟苄基)苯基]对苯二酸酯、1,2,3-三[2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基2,4,6-三-(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)苯、三-(3,5-二-叔-丁基-4-羟苄基)-异氨脲酸酯、三-[2-(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基氢化-肉桂酰氧基乙基)-异氨脲酸酯、三-[4-叔丁基-2,6-二甲基-3-羟苄基)-异氨脲酸酯、四-[亚甲基-3-(3′,5′-二叔丁基-4′-羟苯基)丙酸酯]-甲烷、丙基-3,4,5-三羟基苯碳酸酯、辛基-3,4,5-三羟基苯碳酸酯、十二烷-3,4,5-三羟基苯碳酸酯、2,2′-亚甲基双-[4-间-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4-亚甲基双-(2,6-二叔丁基苯酚)、1,1-双-(4-羟苯基)-环基烷,1,1,3-三-(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,1,3-三-(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)-3-甲基丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三-(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)苯和3,9-双-[1,1-二甲基-2-{β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰基氧}乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺-[5,5]十一烷。
为了增强耐光和耐候性,本发明的树脂组合物可优选加入氨基的氢原子被烷基代替的受阻胺光稳定剂。如果使用光稳定剂的氢原子没有被取代,金属皂与受阻胺光稳定剂反应,以致使金属氧化物和游离脂肪酸迁移到模塑制品的表面上,它们污染了模具的表面,并损害模塑制品的外观。当受阻胺光稳定剂与酚类抗氧剂一起使用时,这些试剂中的杂质相互反应,以致有时候使模塑制品的颜色变向黄色、粉红色或诸如此类颜色。在用于本发明的受阻胺光稳定剂中,烷基可部分被羰基或酯基代替。当这些官能基团发生缩合反应以提高树脂的分子量时,模塑制品的表面上的迁移现象被抑制,而模塑制品可长期使用,当汽车的内贯通仪表板(inthroughment panel)由具有提高分子量的树脂组合物模塑时,使玻璃或计量器盖的丙烯酸树脂模糊的挥发性组分被优选抑制产生。氨基团的氢原子被烷基代替的受阻胺光稳定剂种类没有特别限制,但是受阻胺光稳定剂的例子包括商品名Adekastab LA-52(由Asahi Denka Kogyo K.K.制造.(式(3))商品名AdekastabLA-62(由Asahi Denka Kogyo K.K.制造).(式(4))商品名Adekastab La-63(由Asahi Denka Kogyo K.K.制造)、(式(5))商品名Adekastab LA-82(由Asahi Denka,Kogyo K.K.制造).(式(6))商品名Sandoluba 3058(由Sandot,Inc.制造)、(式(7))和商品名Sandoluba 3056(由Sandot,Inc.制造)、(式(8))
Figure 941207528_IMG2
用于本发明的受阻胺光稳定剂的量对100重量份的聚丙烯为0.1-1重量份,优选为0.15-0.5重量份的范围内。
如果需要,其它添加剂可加到本发明的树脂组合物中,添加剂的例子包括填料用分散剂,紫外线吸收剂,抗静电剂,颜料,染料,结晶促进剂,铜损害抑制剂、润滑剂,阻燃剂和增塑剂。
特别在本发明中,当甘油和高级脂肪酸的酯与金属皂一起使用,树脂组合物的冲击强度,得到改进而挠曲模量没有任何降低。含有15-20个碳原子的高级脂肪酸和甘油的酯包括甘油的单酯、二酯和三酯和脂肪酸例如十五烷酸、十六烷酸、棕榈酸、十八烷酸、硬脂酸、十九烷酸、二十烷酸和油酸,特别是硬脂酸甘油单酯是特别优选。
甘油和高级脂肪酸的酯的量相对100重量份的聚丙烯为0.2-1重量份,特别优选为0.2-0.7重量份的范围内,如果酯的量大于1重量份,制备的树脂组合物是收湿的,以致在注塑时发生麻烦,耐热和劲度显著降低。如果甘油和高级脂肪酸的酯的量小于0.2重量份,冲击强度改进效果差。
当通过接枝不饱和羧酸或它的衍生物而得到的改性聚丙烯加到本发明的树脂组合物中的量对100重量份的聚丙烯为0.001-0.3重量份,优选为0.01-0.1重量份时,断裂拉伸伸长和挠曲模量能得到改进。如果改性聚丙烯的量小于0.001重量份,断裂拉伸伸长和挠曲模量不能得到改进。如果此量大于0.3重量份,树脂组合物的流动性降低。
无机填料的表面最好用通过接技不饱和羧酸或它的衍生物制得的改性聚丙烯处理。用改性聚丙烯对无机填料进行表面处理是指把无机填料与改性聚丙烯进行接触,并在Henschel混合器或诸如此类设备中通过两种物质混合而进行处理。
用于制备改性聚丙烯的不饱和羧酸或它的衍生物的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、马来酐、柠康酐、衣康酸酐、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸和甘油酯、马来酸二乙酯、富马酸单甲酯、衣康酸二乙酯、丙烯酰胺、马来单酰胺,马来双酰胺、马来酸-N-单乙基酰胺、马来酸-N,N-二乙基酰胺、马来酸-N-单丁基酰胺、马来酸-N,N-二丁基酰胺、富马二酰胺富马酸-N-单乙基酰胺、富马酸-N,N-二乙基酰胺、富马酸-N-单丁基酰胺、富马酸-N,N-二丁基酰胺、马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、丙烯酸钠和丙烯酸钾。改性聚丙烯可通过把不饱和羧酸或它的衍生物在溶剂中与聚丙烯接触、或在挤出机或捏合机中将不饱和羧酸或它的衍生物于高温熔融状态下与聚丙烯接触进行接技共聚合而制得。改性聚丙烯与聚丙烯、无机填料和添加剂一起一次加入,但是更优选的是改性聚丙烯预先与无机填料混合,然后再加入。
特别是改性聚丙烯可溶解在适合的溶剂中,然后产生的溶液、乳液或悬浮液与无机填料混合,随后,通过适当的方法除去溶剂。在这种情况下,制得的本发明的聚丙烯树脂组合物具有优异的断裂拉伸伸长。
本发明的聚丙烯树脂组合物可通过用ribbon掺混机,Honschel混合机或诸如此类设备混合聚丙烯、无机填料、金属皂,如果需要,酚类抗氧剂、受阻胺光稳定剂等,然后,用Bambury混炼机、热辊、挤出机、蜗杆捏合机或诸如此类设备熔融掺混混合物得到粒料而制备。以后,树脂粒料可通过注塑或诸如此类方法模塑。此外,可首先制备含有酚类抗氧剂、受阻胺光稳定剂和5-30%(重量)的金属皂的母料,然后把这样制备的母料进行注塑,而同时与适合量的通常的粒料混合。
在本发明的聚丙烯树脂组合物中,锌的金属皂用作金属皂,聚丙烯树脂组合物的流动性比使用通常用作聚丙烯添加剂的硬脂酸钙的高。与通过降低树脂的分子量来改进流动性的方法相比,使用锌的金属皂不会引起劲度和耐热性的降低。此外,当使用锌的金属皂时,室温依左德冲击强度和低脆化温度都得到改进。因此,在本发明的聚丙烯树脂组合物中,劲度、抗冲击和耐热性几乎没有降低,即使减小模塑制品的壁厚也如此。因此,本发明的聚丙烯树脂组合物使汽车的外用材料和内用材料壁厚减薄成为可能,由此导致了材料成本减低,模塑周期缩短和产品重量减轻,作为聚丙烯用添加剂,需要加入抗氧剂,但当使用酚类抗氧剂时,本发明的流动性改进效果能达到。但是当使用磷酸类抗氧剂时,流动性不能被改进。此外,为了给于聚丙烯具有耐候性,加入受阻胺光稳定剂,但是存在一个问题,即这种光稳定剂作为一种杂质与酚类抗氧剂作为另一种杂质之间反应使产品的颜色变成黄色或粉红色。为了要解决这个问题,其氨基上的氢原子被烷基取代的受阻胺光稳定剂用作光稳定剂就可解决上述问题。
此外,也为了防止金属皂和能用于本发明的受阻胺的反应产物形成迁移,需要使受阻胺光稳定剂中氨基的氢原子由烷基取代,应用这种类型受阻胺光稳定剂能安全解决使用通常的受阻胺光稳定剂和金属皂来改进流动性所产生的一些问题,所以能制得没有这些问题的聚丙烯组合物。
其次,本发明将根据实施例进行详细叙述,但本发明的范围将不受到这些实施例限制。
评价树脂组合物的方法将在下面叙述。
(1)按照ASTM D-1238的方法测量熔体指数。
(2)按照ASTM D-790的方法(挠曲速度=2毫米/分)测量挠曲模量。
(3)按照ASTM D-638-90的方法(拉伸速度=10毫米/分)测量断裂拉伸伸长。
(4)按照ASTM D-648的方法(负荷=18.6公斤/厘米2)测量热变形温度。
(5)按照ASTM D-256的方法在23℃时测量的依左德冲击强度作为依左德冲击强度。
(6)色变性质评价如下
把3重量份颜色母料加到100重量份材料中,然后通过注塑模塑拉伸试验,其长度为221毫米、宽为19毫米和厚为3毫米。以后使用新料重复注塑直到它的颜色完全消失为止,色变性质由注塑操作的次数来表示。
(7)使用厚为2毫米,宽为6毫米和长为40毫米的试验片测量冷脆化温度。
(8)深色性质通过把模塑制品在室温下存放3个月,然后观察模塑制品的表面来测试。
(9)按照透光型粒子尺寸,通过使用SKC-2000(由Seishin Kigy Co.,Ltd制造)测量无机填料的平均粒径。
(10)在135℃,0.2%-1,2,4-三氯苯溶液中,使用聚苯乙烯标准物,用Waters厂的GPL 150CX测量Mw/Mn。
实施例1-4
下面将叙述在表1中所示PP-1条件下的聚合方法的实施例
丙烯乙烯嵌段共聚物(1)的制造方法:
把100升庚烷在氮气氛中装入250升SUS高压釜中,用丙烯清洗聚合体系。另一方面,载体催化剂组分通过用邻苯二甲酸二乙酯研磨氯化镁,然后用四氯化钛热处理磨细的料,再用庚烷洗涤而制备。
以后,在庚烷中混合如此制备的载体催化剂组分、三乙基铝和环己基甲基二甲氧基硅烷来制备催化剂。把这种催化剂加入高压釜中,然后在75℃于5公斤/厘米2·表压下进行聚合。在这时,加入氢,并调节氢分压以便生产的聚丙烯的[η]为大约1。结果,形成丙烯均聚合部分。
其后,用真空泵使高压釜中的压力降压除去剩余的丙烯和氢,然后在聚合温度55℃聚合压力为2公斤/厘米2·表压下聚合2小时。在这种情况下,调节气相中乙烯(EL)、丙烯(PL)和氢的分压以便在共聚合部分中所产生的共聚体的乙烯(EL)/丙烯(PL)可能是1(Wt)和[η]可能是大约9。在这种聚合中,意图是使在共聚合部分中所产生的聚合物的比例为总聚合物的15%(重量)。PP-1的实际聚合结果表示在表1中。
在上述聚合的均聚合部分中,聚合是在改变氢浓度,共聚合部分中EL/PL比和氢浓度来制得PP-1至PP-6和PP-8的嵌段共聚物情况下进行的。
丙烯乙烯嵌段共聚物的制备方法(2)
在PP-7中,按照如上述方法中相同步骤进行聚合,不同是使用的催化剂含有所谓苏尔未催化剂
Figure 941207528_IMG4
组分、二乙基氯化铝和苯甲酸甲酯,以及丙烯均聚合部分的聚合温度定在70℃,顺便说说,Solvay催化剂组分通过用异戊基醚和四氯化钛活化用二乙基-氯化铝还原四氯化钛得到的三氯化钛而制备。
把表1中所示的具有共聚合部分成分和均匀合部分成分的丙烯乙烯嵌段共聚物PP-1和PP-2各自45重量份与10重量份“LMSOO”(由FuJi Talc co.,Ltd.制造)作为无机填料,0.05重量份“Ionol”和0.1重量份Irganox 1010作为热稳定机进行混合,再分别向混合物中加入0.3重量份,0.5重量份、1.0重量份和1.5重量份,用Henschel混合机混合。之后,混合物在20℃及15公斤/小时速度下用36毫米捏合台的双轴挤出机进行挤出而形成粒料,然后把这些粒料通过具有模具紧固压力为100吨注塑机进行注塑得到试验片,用来测量物性。表2表示树脂和无机填料的混合比、熔体指数(MI),挠曲模量,热变形温度,依左德冲击强度(在23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度。
实施例5
按实施例2相同方法进行,不同的是加入0.5重量份甘油单硬脂酸酯作为高级脂肪酸,形成粒料并将其模塑,因此得到测量物性用的试验片,然后测量物性。表2表示了树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,热变形温度,依左德冲击强度(在23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度,23℃的依左德冲击强度比实施例2的更优异。
比较例1-4
使用实施例1-4相同的聚丙烯、滑石和热稳定剂,并按实施例1-4的相同方法进行,不同的是硬脂酸锌用同样量的硬脂酸钙替代,形成粒料并将其模塑,由此得到用来测量物性的试验片,然后测量物性。表2表示了树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,热变形温度,依左德冲击强度(在23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度。熔体指数(MI)和挠曲模量都比实施例1-4的差。
在本说明书的表中,MIzn/MIca表示用硬脂酸锌的组合物与用硬脂酸钙的这些组合物的熔体指数比。
实施例6-8
使用如实施例5中相同的滑石和热稳定剂,并按实施例5相同方法进行,不同的是表1中表示的丙烯乙烯嵌段共聚物PP-3和PP-4分别用于均聚合部分和共聚合部分,形成粒料并将其模塑,由此得到测量物性用的试验片。表3表示树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,热变形温度,依左德冲击强度(在23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度。
比较例5-7
按实施例6-8的相同方法进行,不同的是用硬脂酸钙代替硬脂酸锌,形成粒料并将是模塑,由此得到测量物性的试验片。表3表示了树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量、热形变温度、依左德冲击强度(在23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度。熔体指数(MI)和挠曲模量比实施例9-11的差。
比较例8-10
Figure 941207528_IMG5
Figure 941207528_IMG6
使用如实施例5-7中相同的滑石和热稳定剂,并按实施例5-7的相同方法进行,不同的是表3中表示的丙烯乙烯嵌段共聚物PP-5和PP-6分别用于均聚合部分和共聚合部分,形成粒料并将其模塑,由此得到测量物性用的试验片。表3表示树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,热变形温度,依左德冲击强度(在23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度。当共聚合部分间不存在[η]的不同时,低脆化温度和依左德冲击强度比实施例6的差。当使用含有共聚合部分的[η]是很高的丙烯乙烯嵌段共聚物,共聚合部分在均聚合部分的基质相中的分散是差的,以致使模塑制品表面上出现喷溅物(spittings)。此外,低脆化温度和依左德冲击强度也差。
实施例9-10
多段嵌段共聚物的制备方法
表4中表示的PP-9至PP-12和PP-14是按照如实施例1中所述的丙烯乙烯嵌段共聚物的相同制备方法(1),在所述的共聚合部分形成条件下按二步进行聚合以便产生不同聚合物
Figure 941207528_IMG7
Figure 941207528_IMG8
而分别制造的。
此外PP-13是按照如实施例1中所述的丙烯乙烯嵌段共聚物的相同制备方法(2),在所述共聚合部分形成条件下按二步进行聚合以便生产不同聚合物来制造的。
Figure 941207528_IMG9
按实施例5相同方法进行,不同的是使用丙烯乙烯嵌段共聚物PP-9和PP-10并掺混而生成粒料,再将其模塑,由此得到供测量物性用的试验片。表5表示树脂和无机填料的混合比,熔件指数(MI),挠曲模量,热变形温度,依左德冲击强度(23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度。
比较例11和12
按实施例9和10相同方法进行,不同的是硬脂酸锌被硬脂酸钙代替,形成粒料并将其模塑,由此得到供测试物性用的试验片。表5表示树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量、热变形温度,依左德冲击强度(在23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度。挠曲模量和熔体指数比实施例9的低。
实施例11
按实施例5相同方法进行造粒丙烯乙烯弹性体“Vistalon 878p”(由Exon Chemical co.,Ltd.制造,门尼粘度=100,丙烯含量=50%(重量))和含有如表5所示的二步骤聚合而形成的共聚合部分的丙烯乙烯嵌段共聚物PP-9和PP-11的每一个的混合物,随后进行模塑,由此制得供测量物性用的试验片。表5表示了树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,热变形温度,依左德冲击强度(23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度。
比较例13
按实施例11相同方法进行,不同的是硬脂酸锌被硬脂酸钙代替,形成粒料并将其模塑,由此得到供测量物性用的试验片。表5表示树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,热变形温度,依左德冲击强度(23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度,熔体指数比实施例11的低。
实施例12
按实施例9相同方法进行,不同的是使用丙烯乙烯嵌段共聚物PP-13含有不同[η]值的共聚合部分,它如表4所示的二步骤合而生成的,形成粒料并将其模塑,由此得到供测量的物性用的试验片。表5表示树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,热变形温度,依左德冲击强度(23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度。
Figure 941207528_IMG10
Figure 941207528_IMG11
比较例14
按实施例12相同方法进行,不同的是硬脂酸锌被硬脂酸钙代替,形成粒料并将其模塑,由此得到供测量物性用的试验片。表5表示树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,热变形温度,依左德冲击强度(23℃),断裂拉伸伸长和低脆化温度。熔体指数(MI)和挠曲模量比实施例12的低。
实施例13和14
在Henschel混合机中装入100重量份的乙烯丙烯嵌段共聚物粉(PP-9),其均聚合部分的分子量分布(Mw/Mn)是8.0,共聚合部分的乙烯/丙烯比是2/1(重量),共聚合部分的含量是15%(重量)和熔体指数是20克/10分,10重量份滑石“JA13R”(由Asada Flour Milling co.,Ltd制造)作为无机填料,0.05重量份“Ionol”(由Shell petrochemical Co.,Ltd制造)和0.2重量份“Irganox 1010”(由Ciba-Geigy制造)作为酚类抗氧剂,0.2重量份“Adekastab La-52(由Asahi Denka kogyo K.K.制造)作为受阻胺光稳定剂,其氨基的氢原子被甲基取代,和0.5重量份硬脂酸锌或油酸锌作为金属皂,这些组分通过Henschel混合机进行混合。以后,混合物在22℃及15公斤/小时的速率,使用具有36毫米捏合台的双轴挤出机进行挤出形成粒料,然后这些粒料通过具有模具紧固压力为100吨的注塑机进行注塑而得到供测量物性用的试验片。表6表示树脂与无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,断裂拉伸伸长,热变形温度、依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。证实熔体指数增加和挠曲模量也通过加入硬脂酸锌或油酸锌得到改进。
实施例15
按实施例13相同方法进行,不同的是“Ionol”用0.1重量份“Etanox330”(由Ethyl corporation制造)作为酚类抗氧剂所替代,形成粒料并将其模塑,由此得到供测量物性用的试验片。表6表示树脂与无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量、断裂拉伸伸展,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。
实施例16
Figure 941207528_IMG12
按实施例13相同方法进行,不同的是“Ionol”用0.5重量份“Etanox 330”(由Ethyl corporation制造)作为酚类抗氧剂所代替,并加入0.5重量份甘油单硬脂酸酯作为高级脂肪酸酯,形成粒料并将其模塑,由此得到的供测量物性用的试验片。表6表示树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量、断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。特别是色变性质优异。
比较例15
按实施例13相同方法进行,不同的是硬脂酸锌被0.5重量份硬脂酸钙作为金属皂替代,形成粒料并将其模塑,由此得到的供测量物性用的试验片,再测量物性。表7表示树脂和无机填料的混合比,熔体指数(HL),挠曲模量、断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。观察到迁移,并且MI,依左德冲击强度、挠曲模量和热变形温度都差。此外,色变性质也比实施例13差。
比较例16
按实施例17相同方法进行,不同的是加入0.1重量份的硬脂酸钙,形式粒料并将其模塑,由此得到的供测量物性用的试验片然后测量物性。表7表示了树脂与无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量、断裂拉伸伸长、热变形温度,依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。没有观察到迁移,但断裂拉伸伸长和色变性质都更差。此外MI的差别在本比较例和比较例17之间几乎不存在,观察到通过加入硬脂酸钙MI几乎没有得到改进。
比较例17
按实施例1相同方法进行,不同的是“Ionol”和“Irganox 1010”作为抗氧剂被0.1重量份“Irganox 168”(由Ciba-Geigy制造)作为磷酸类抗氧剂代替,形成粒料并将其模塑,由此得到供测量物性用的试验片,随后测量物性。表7表示了树脂与无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,断裂拉伸伸长,热变形温度、依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。特别是MI比实施例13的低。
比较例18
按实施例1的相同方法进行,不同的是加入0.2重量份Adekastab LA-57(由Asahi Denka Kogyo K.K.制造)作为受阻胺光稳定剂,它含有NH基团,形成粒料并将其模塑,由此得到的供测量物性用的试验片,然后测量物性。表7表示了树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。观察到迁移,迁移性质是差的。
实施例17-19
混合100重量份乙烯丙烯嵌段共聚物粉(PP-10),其均聚合部分的分子量分布(Mw/Mn)是9.0,共聚合部分的乙烯/丙烯比是1.5/1(重量),共聚合部分含量是18%(重量)以及熔体指数是23克/10分,5重量份、30重量份和80重量份滑石“LMS-300”(由FuJITalc Co.,Ltd.制造)作为无机填料,0.2重量份“Irganox 1010”(mh Ciba-Geigy制造)作为酚类抗氧剂,0.2重量份Adekastab LA-52(由Asahi Denka Kogyo K.K.制造)作为受阻胺光稳定剂,其氨基团被甲基取代,0.5重量份硬脂酸锌作为金属皂,以及0.5重量份甘油单硬脂酸酯;按照实施例1相同方法进行造粒和模塑,由此得到供测量物性用的试验片,然后测量物性。表8表示了树脂与无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。
比较例19和20
按实施例17相同方法进行,不同的是在100重量份乙烯丙烯嵌段共聚物粉(PP-10)中,使用200重量份和0重量份的滑石,形成粒料并将其模塑,由此得到供测量机械物性能用的试验片。表8表示了树脂和无机填料的混合比,熔体指数(MI),挠曲模量,断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。在使用200重量份的滑石的情况下,MI极低,所以流动性差。此外,在没有使用滑石情况下,MI比实施例17的低,体系中不存在无机模料,证实无任何流动性改进效果。
实施例20
Figure 941207528_IMG13
Figure 941207528_IMG14
使用聚丙烯,乙烯丙烯嵌段共聚物粉(PP-11)。其嵌段共聚物中均聚合部份的分子量分布(Mw/Mn)是11,共聚合部分的乙烯/丙烯比是1.5/1(重量),共聚合部分含量是18%(重量),以及熔体指数是13克/10分。把用马来酐接技的聚丙烯(mw=10000),马来酐含量=10%)溶于四氢萘中,然后与如实施例18中所用的相同滑石混合。随后,通过蒸发完全除去四氢萘得到处理过的滑石(改性聚丙烯含量=0.1%(重量))。按实施例6的相同方法进行,不同的是使用如此得到的滑石,形成粒料并将其模塑,由此得到供测量机械物理性能用的试验片。表9表示树脂与无机填料的混合比,混合后的改性聚丙烯含量,熔体指数(MI),挠曲模量,断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。断裂拉伸伸长比实施例18更优异。
实施例21
按实施例20的相同方法进行,不同的是马来酐被丙烯酸代替(改性聚丙烯含量=0.1%(重量)),形成粒料并将其模塑,由此得到供测量机械物理性能的试验片。表9表示树脂和无机填料的混合比,混合后改性聚丙烯含量,熔体指数(MI),挠曲模量,断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。断裂拉伸伸长比实施例20更优异。
比较例21
按实施例20相同方法进行,不同的是使用处理过的滑石,其马来酐改性聚丙烯含量是2.0%(重量),形成粒料并将其模塑,由此得到供测量机械物理性能用的试验片。表9表示了树脂和无机填料的混合比,混合后改性聚丙烯含量,熔体指数(MI),挠曲模量、断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质,以及迁移性质。MI比实施例18的低,断裂拉伸伸长也差。
实施例22
按实施例20相同方法进行,不同的是使用100重量份乙烯丙烯嵌段共聚物粉(PP-11),其均聚合部分的分子量分布(Mw/Mn)是6,共聚合部分的乙烯/丙烯比是1.5/1(重量),共聚合部分含量为15%(重量),以及熔体指数是24克/10分,和30重量份如用于实施例8的相同滑石和14重量份乙烯丁烯共聚物“EBM1021P”(丁烯含量=16%(重量),MI=30克/10分,由Japan Synthetic Rubber Co.,Ltd.制造)作为后加橡胶,形成粒料并将其模塑,由此得到的供测量机械物理性能用的试验片。表10表示树脂和无机填料的混合比,混合后改性聚丙烯含量,熔体指数(MI),挠曲模量,断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质及迁移性质。
实施例23
按实施例10相同方法进行,不同的是使用15重量份滑石和15重量份硫酸镁“Moshyge”(Ube Industries,Ltd.制造)。形成粒料并将其模塑,由此得到的供测量机械物理性能用的试验片。表10表示树脂和无机填料的混合比,混合后改性聚丙烯含量,熔体指数(MI),挠曲模量,断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。依左德冲击强度和挠曲模量都比实施例22的更优异。
比较例22
按实施例23相同方法进行,不同的是使用再加0.3重量份二硬脂基硫代丙酸酯作为硫酸抗氧剂,形成粒料并将其模塑,由此得到供测量机械物理性质用的试验片。表10表示树脂和无机模料的混合比,混合后改性聚丙烯含量,熔体指数(MI),挠曲模量,断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质和迁移性质。与实施例22相比,挠曲模量、断裂拉伸伸长,热变形温度,依左德冲击强度,色变性质及迁移性质相差不大,但是MI比实施例22差。因此,证实添加硫酸类抗氧剂会妨碍由金属皂对流动性改进效果。
Figure 941207528_IMG16

Claims (13)

1、一种改进熔体指数的聚丙烯树脂组合物,该组合物含有100重量份聚丙烯,2-100重量份无机填料和0.2-2.0重量份含有15-20个碳原子的脂肪酸和锌的金属皂。
2、根据权利要求1的聚丙烯树脂组合物,其中聚丙烯是一种嵌段共聚物,含有丙烯均聚合部分和丙烯乙烯共聚合部分,它是通过丙烯聚合后共聚合丙烯和乙烯来制得;聚丙烯树脂组合物含有共聚合部分A和共聚合部分B,在共聚合部分A中,丙烯和乙烯的共聚合部分的[η]在2-6的范围内,共聚合部分B的[η]为7-15;A∶B的重量比在0.1∶0.9-0.9∶0.1范围内;聚丙烯树脂组合物的熔体指数为聚丙烯树脂组合物中硬脂酸锌被相同量硬脂酸钙代替的1.2倍或更大。
3、根据权利要求2的聚丙烯树脂组合物,其中聚丙烯是多段嵌段共聚物,该嵌段共聚物含有丙烯均聚合部分和丙烯乙烯共聚合部分,是通过丙烯聚合后共聚合丙烯和乙烯制得的;聚丙烯树脂组合物含有共聚合部分A和共聚合部分B,共聚合部分A中丙烯和乙烯的共聚合部分的[η]在2-6范围内,共聚合部分B的[η]为7-15;A∶B的重量比在0.1∶0.9-0.9∶1范围内。
4、根据权利要求2的聚丙烯树脂组合物,其中聚丙烯是一种嵌段共聚物,它含有丙烯均聚合部分和丙烯乙烯共聚合部分,是通过丙烯聚合后共聚合丙烯和乙烯而制得;嵌段共聚物含有至少嵌段共聚物的二种嵌段共聚物,一种含有共聚合部分A的嵌段共聚物,其中丙烯和乙烯的共聚合部分的[η]在2-6范围内,和一种含有共聚合部分B的嵌段共聚物,其共聚合部分B的[η]为7-15;A∶B的重量比在0.1∶0.9-0.9∶0.1范围内。
5、根据权利要求2的聚丙烯树脂组合物,其中丙烯乙烯嵌段共聚物的丙烯均聚合部分的平均[η]是在0.7-1.5范围内。
6、根据权利要求5的聚丙烯树脂组合物,其中丙烯乙烯嵌段共聚物的丙烯均聚合部分的[η]含有至少两种类型的高[η]H部分和低[η]L部分的,高[η]H部分的[η]与低[η]L部分的[η]之比是在1.1-2.0范围内,平均[η]是在0.7-1.5范围内。
7、根据权利要求2-4的任一聚丙烯树脂组合物,其中聚丙烯树脂组合物的熔体流动指数(MI)是15克/10分或更大。
8、一种聚丙烯树脂组合物,除权利要求1中所述的聚丙烯树脂组合物外,含有0.1-0.5重量份酚类抗氧剂作为抗氧剂和0.1-1.0重量份受阻胺光稳定剂,其氨基团的全部氢原子都被烷基代替,熔体指数是15克/10分或更大。
9、根据权利要求1的聚丙烯树脂组合物,其中无机填料的表面用由不饱和羧酸或它的衍生物接技的改性聚丙烯处理过,其中改性聚丙烯的量对100重量份聚丙烯为0.001-0.3重量份。
10、根据权利要求1或8的聚丙烯树脂组合物,其中金属皂是硬脂酸锌。
11、根据权利要求8的聚丙烯树脂组合物,含有除权利要求8中所述的聚丙烯树脂组合物外,还有0.2-1重量份具有15-20个碳原子的高级脂肪酸的甘油酯。
12、根据权利要求11的聚丙烯树脂组合物,其中高级脂肪酸的甘油酯是甘油单硬脂酸酯。
13、根据权利要求8或9的聚丙烯树脂组合物,其中无机填料是滑石。
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