[发明专利]一种低线性膨胀系数的聚丙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种聚丙烯组合物，特别是一种低线性膨胀系数（CLTE）的聚丙烯组合物，属于改性聚丙烯技术领域。

背景技术

聚丙烯树脂具有产品品种多、加工范围广、密度低、耐化学品性能好、耐环境应力龟裂性能好、可降低噪音、产品集成性好、可在线染色、可循环再利用、价格便宜等优点。然而聚丙烯材料本身也存在着一些缺陷如线性膨胀系数较大，尺寸不稳定，从而限制了其应用范围，难以广泛应用于一些性能要求更高的领域，尤其是汽车工业。

现有汽车工业，要求不同制件之间的装配间隙尽量小，并且尺寸稳定，这就要求聚丙烯材料的线性膨胀系数较低。此外改性聚丙烯材料用于电器外壳和机械工具等领域时也要求具有较低的线膨胀系数。为此人们通常采用添加一些无机填料和弹性体的方式来降低聚丙烯材料的线膨胀系数，虽然这种方法在一种程度上可以降低材料在熔体流动方向上（FD或者MD）的线膨胀系数，但是这种聚丙烯多组分体系由于本身存在着较大的各向异性，因此注塑制件在FD与TD的线性膨胀系数往往会产生巨大的差异，如一般材料在FD方向的线性膨胀系数为80μm/m/℃，而TD方向为170μm/m/℃，难以满足高档汽车制件的设计需求，而且线性膨胀系数过大且在FD与TD方向上差异过大不仅严重影响产品外观质量，甚至还会带来安全隐患，因此解决聚丙烯材料线性膨胀系数大以及FD和TD方向差异过大的缺陷问题就已经迫在眉睫。

为了满足汽车制件的要求，人们提出了降低线性膨胀系数的方法。CN101624459A公开了具有低收缩率和尺寸稳定性的聚丙烯树脂的组合物。此发明提供了一种具有相对较高的刚性和抗冲击性以及相对较低的成型收缩率和线性膨胀系数的聚丙烯组合物。CN1834145A公开了汽车保险杠用聚丙烯复合材料及制备方法，此材料具有高极性与低线性膨胀系数。但是这两个专利仅是报道了材料具有较低的线膨胀系数，然而却并没有具体提及材料在FD与TD的线性膨胀系数情况，并且也不是通过添加高长径比（HAR）无机填料来降低聚丙烯的线膨胀系数。

中国专利CN200710047775.4公开了一种低收缩高流动高韧性聚丙烯的制备方法，各组分为：（1）高流动性聚丙烯，（2）热塑性聚烯烃弹性体，（3）增韧剂，（4）无机填料，（6）抗氧剂，（7）耐候剂，（8）加工助剂，其优点在于，冲击强度高且注塑收缩率低，但其不足之处在于，填充物容易在聚丙烯中聚集，从而导致其填充性能不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于注塑具有低并且均向线性膨胀系数的聚丙烯组合物及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种提供低线性膨胀系数的聚丙烯组合物，其特征在于，按重量百分比包括如下组分：

聚丙烯树脂                  40~70%；

弹性体                      10~30%；

高长径比无机填料             5~30%；   

其他无机填料                 0~20%；

相容剂                      0.5~10%；

其他添加剂                  0.05~5%。

上述聚丙烯树脂可以是均聚聚丙烯或者共聚聚丙烯或者由是其中几种组成的共混物；聚丙烯的的熔体流动速率（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≥5KJ/m²（23℃），共聚聚丙烯可以选择无规、嵌段或枝形共聚物。聚丙烯树脂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。

上述弹性体为α-烯烃共聚物，弹性体的选择可以是其中的一种或几种；α烯烃的碳原子数为2~10，较为理想的α烯烃的碳原子数为2~4，弹性体密度为0.850~0.900g/cm³，较为理想的密度为0.850~0.860g/cm³，熔体质量流动速率为0.2~30g/10min（2.16kg，190℃），较为理想的熔体质量流动速率为0.2~15g/10min（2.16kg，190℃）。

上述高长径比（HAR）无机填料可以选择HAR滑石粉、HAR硅灰石和HAR云母粉中的一种或几种的混合物，其粒径≤10μm，长径比≥5：1，较为理想的粒径≤6μm，长径比≥15：1。