[发明专利]低收缩率改性聚丙烯及其制备方法和注塑制品

说明书

本发明涉及一种低收缩率改性聚丙烯及其制备方法和注塑制品，该低收缩率改性聚丙烯，按重量份数计包括：聚丙烯树脂60～85份、环氧树脂固化包覆物5～40份、多元复合接枝共聚物3～25份、聚丙烯β晶型成核剂0.01～1份、抗氧剂0～1份及添加剂0～40份；其中，环氧树脂固化包覆物包括无机粉料及包覆在无机粉料表面的环氧树脂包覆层；多元复合接枝共聚物按重量份数计，其制备原料包括单元接枝共聚聚烯烃树脂5～95份、单元接枝共聚热塑性弹性体5～95份及加工助剂0～20份。上述的低收缩率改性聚丙烯具有良好的刚性和韧性等力学性能，同时具有较低的成型收缩率，特别适用于注塑成型。该低收缩率改性聚丙烯可用于注塑成型制得注塑制品，实现了低收缩率改性聚丙烯材料的工程化。

技术领域

本发明涉及高分子材料或环氧树脂包覆物的应用技术领域，特别是涉及一种低收缩率改性聚丙烯及其制备方法和注塑制品。

背景技术

聚丙烯(PP)具有密度小、机械性能好、耐化学品性、绝缘性好、耐热性好、物美价廉、加工过程中无毒、易回收等特点，现已成为五大通用合成树脂中用量较大的品种，已经广泛应用于汽车、家电、包装、日用品、化工、建筑和化纤等领域，但PP也存在低温韧性差、成型收缩率大等缺点。在汽车、家电等领域使用的聚丙烯都是经过改性的，随着聚丙烯树脂品种的丰富和聚丙烯改性技术的提高，改性聚丙烯材料的应用领域正逐步增大，改性聚丙烯材料的工程化已成为塑料改性领域中的研究和应用热点。而改性聚丙烯材料的成型收缩率是影响注塑制品产品质量问题的关键因素之一。

目前，大多数情况下改性聚丙烯材料仍是在采用现有适用于工程塑料的模具上来生产注塑制件。因此，若改性聚丙烯材料的成型收缩率大，就会出现使用改性聚丙烯材料得到的注塑件与装配要求不符的问题，这是制约改性聚丙烯材料工程化的最主要的问题。特别是对于那些用于制造无间隙、高装配质量要求的汽车保险杠、仪表板、副仪表板、工具盒盖以及其它装配精密和装配尺寸公差小的部件等，成型收缩率的控制显得就尤为重要。

影响收缩率的因素有许多，包括塑料的种类(或者说塑料自身的结构)、模具结构、模具的浇口位置及成型工艺条件等。其中，从材料角度来说，塑料自身的结构是主要的影响因素。聚丙烯属于半结晶型树脂，其成型收缩率一般为1.4％～2.6％；大大高于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)等无定形材料的成型收缩率，其成型收缩率为0.4％～0.8％。此处的成型收缩率是指材料在注塑成型后注塑制品和模具型腔之间的尺寸差异。可见，聚丙烯的收缩率控制对其应用影响较大。

因此，在某些应用领域使用改性聚丙烯材料替代ABS、PC等塑料，除了要求改性聚丙烯材料拥有较高的冲击性能和刚性外，还要求具有较低的成型收缩率。目前，通常对聚丙烯树脂的收缩率进行控制和调节的手段是添加无机物来改变PP的结晶行为从而达到降低材料的成型收缩率目的。从机械性能上来说，无机物的加入会明显地提高材料的刚性，但是无机物的加入量过多就会大大降低材料的韧性；故而弥补的办法是同时加入改善材料韧性的三元乙丙橡胶(EPDM)或聚烯烃弹性体(POE)等增韧剂。但由于这些作为增韧剂的橡胶或弹性体的市场售价远高于聚丙烯树脂，过多橡胶或弹性体的加入会大大增加改性聚丙烯材料的成本，同时对材料的加工性能也带来不利的影响。而增韧剂的添加量较少(20％)时，成型收缩率难以达到0.4％～0.8％的水平。

根据目前的技术水平，依靠单一组分很难做到大幅度的控制或者降低聚丙烯的收缩率，即使达到了也是以牺牲其它的性能为前提，例如无法兼顾刚性和韧性。从大量的文献记载来看，降低聚丙烯材料的成型收缩率的技术方法可以概括为：通过添加无机物作为填充剂、添加增强剂增加聚丙烯材料的刚性，添加聚丙烯α晶型成核剂、添加聚乙烯、POE等增韧剂。其中，尤其以玻璃纤维、碳纤维等等人工制造的无机纤维降低聚丙烯的收缩率的效果最好。据报道，最低可降至0.5％；但存在易产生翘曲变形，且纤维易外露而影响外观的问题。综上，目前一些技术虽然能够将聚丙烯材料的成型收缩率降低至0.5％～0.8％，但是要么是失去了聚丙烯未改性材料的许多优异性能，要么成本增加很多，失去了替代价值。

发明内容