[发明专利]一种耐低温冲击的聚丙烯组合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于改性塑料领域，具体涉及一种耐低温冲击的聚丙烯组合物及其制备方法与应用。

背景技术

聚丙烯组合物因其具有质量轻、耐溶剂、易加工以及易回收等优点，在汽车工业领域获得了广泛的应用，然而聚丙烯组合物的脆韧转变温度往往较高，在低温环境下材料表现为脆性特征，这给材料的实际应用带来了较大的制约，并且也是一大安全隐患，因此提高聚丙烯组合物的耐低温冲击性能就是一个迫切需要解决的问题。

采用橡胶弹性体增韧聚丙烯是最常用的方法之一。近二十年来关于橡胶弹性体增韧聚丙烯的研究工作非常广泛和深入，建立了许多理论模型来探讨和模拟聚丙烯的脆韧转变过程，其主要内容就是如何实现聚丙烯的脆韧转变。为此人们对脆韧转变的各种影响因素进行了系统而深入的研究并提出了一些有效的改善材料脆韧转变性能的方法，如Van der Wal等研究发现聚丙烯较低的结晶度和较高的分子量有利于将PP/EPDM共混物的脆韧转变温度移向低温。Bai等报道了α成核剂的加入可以显著减小PP的球晶尺寸和改善其分布的均匀性，PP/POE共混物即使在较低的POE含量下也具有明确的脆韧转变行为。Lee等研究了POE中的辛烯单体含量对PP/POE共混物性能的影响，结果表明辛烯单体含量的提高可以获得较小的橡胶粒尺寸，当辛烯单体含量达到6.8mol％以上时，材料的冲击性能显著增加，不过材料的拉伸屈服强度和模量却随着辛烯单体含量的提高而单调下降。

聚丙烯材料作为结构材料使用时，人们往往希望其同时具备良好的韧性和刚性，但是弹性体在改善聚合物韧性的同时往往以牺牲材料的刚性性能为代价。另外聚丙烯树脂和橡胶弹性体本身较大的性能差别往往会导致弹性体在树脂中形成大尺寸、不均匀的分散，从而造成材料模量以及冲击性能的大幅度下降。

发明内容

针对现有的采用橡胶弹性体增韧的聚丙烯在低温冲击韧性得到改善的同时刚性性能亦随着下降的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种韧性和刚性俱优的耐低温冲击的聚丙烯组合物。

本发明的另一目的在于提供上述的耐低温冲击的聚丙烯组合物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述的耐低温冲击的聚丙烯组合物的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种耐低温冲击的聚丙烯组合物，其制备原料包括以下质量百分比的成分：

聚丙烯：  40~80%

弹性体：  5~30%

无机填料：0~40%

耐低温冲击改性剂：3~15%。

优选地，上述耐低温冲击的聚丙烯组合物的制备原料包括以下质量百分比的成分：

聚丙烯：  50~70%

弹性体：  10~20%

无机填料：10~30%

耐低温冲击改性剂：3~10%。

所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，可以采用正离子配位聚合、Ziegler-Natta负离子配位聚合或者用茂金属催化剂合成的聚丙烯。

所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的熔体流动速率（MFR）为5~60g/10min，其中均聚聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度≥0.5KJ/m²（23℃），共聚聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度≥3KJ/m²（23℃），共聚聚丙烯可以选择无规、嵌段或枝形共聚物中的一种以上。

所述的弹性体为乙烯-α-烯烃共聚物；所述弹性体的密度为0.850~0.950g/cm³，优选0.850~0.890g/cm³；所述弹性体的熔体质量流动速率为0.2~30g/10min（2.16kg，190℃），优选0.5~13g/10min（2.16kg，190℃）；所述α烯烃的碳原子数为3~10，优选4~8。

所述的无机填料优选滑石粉；

所述滑石粉的平均粒径（D50）为2~20μm，D97为10~45μm，优选平均粒径（D50）为5~15μm，D97为20~35μm。滑石粉的粒径常用D50与D97表示，D50表示粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，即平均粒径；D97表示粒径小于它的颗粒占97％。