可涂装性的聚丙烯组合物 本发明涉及一种聚丙烯组合物，特别是涉及一种具有良好可涂装性以及兼有高抗冲性、高流动性的聚丙烯组合物。
众所周知，聚丙烯树脂具有优良的物理性能，在各个领域都有广泛的应用。如汽车保险杠，可采用带有乙丙橡胶的聚丙烯组合物来制造。但由于聚丙烯分子中缺乏极性基团，是非极性材料，与油漆等极性材料的附着性极差，因此在对聚丙烯制品进行涂漆时，通常采用极性超强的油漆，或用二氯乙烷、等离子体、火焰、超强水等对制品表面进行处理。但这些方法都有一定的局限性，如易污染环境，对大型制品处理设备要求高、效率低等。因此需要一种本身具有较高极性，能和油漆等极性材料较好结合的改性聚丙烯组合物。
近年来，已经报道了添加一种极性材料来提高聚丙烯组合物的极性，从而提高其可涂装性能。如欧洲专利EPO481789A2所用的极性材料为马来酸酐接枝的低分子量聚丙烯，欧洲专利EP0567058A2所用的极性材料为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、或端羟基聚丁二烯等。但是迄今为止，所报道的极性材料大都使用一种极性单体与聚烯烃进行接枝而得到的。这类接枝改性的聚烯烃与聚丙烯组合物中起增韧作用的弹性体组分相容性较差，从而导致聚丙烯组合物的性能不够理想。
本发明的目的是提供一种可涂装的改性聚丙烯组合物，它具有良好的可涂装性以及兼有高抗冲性、高流动性，其制品在涂装过程中可避免因表面处理而造成的环境恶化问题，特别适用于汽车保险杠用料，也可在汽车制造业、家电产品业中推广使用。
具体说，本发明提供一种聚丙烯组合物，它包含100份聚丙烯(A)，10～50份橡胶型增韧剂(B),5～15份低聚物(C),5～20份接枝改性聚丙烯(D),1～15份无机填充物(E)，上述组份数均按重量计。
如上所述，根据本发明，聚丙烯组合物包括A、B、C、D、E组分。
作为A组分的聚丙烯可为共聚聚丙烯，该共聚聚丙烯中所用的共聚单体为乙烯，乙烯含量为总聚合单体的15～45％。该聚丙烯具有较好的流动性，其MFR值(熔融指数)值为20～40g/10min。抗冲击强度为300～500j/m。聚丙烯的加入量为100份(按重量计)。
作为B组分的增韧剂可为三元乙丙(EPDM)、乙丙橡胶(EPR)、聚烯烃弹性体(POE)或丁苯嵌段共聚物(SBS)等，它们赋予材料较好地冲击性能，其添加量为10～50份(按重量计)。
作为C组分的助增韧剂为低聚物，它们可以是低分子量聚丙烯或低分子量聚乙烯。其添加量为5～15份(按重量计)，太低起不到作用，太高则抗冲性能有所下降。
作为D组分的极性材料为接枝改性聚丙烯，能赋予材料较高的极性。本发明所用的极性材料是由聚丙烯同时与二种接枝单体进行接枝而成的。其中一种接枝单体为极性单体(以下称甲单体)，另一种接枝单体为具有共轭结构的芳香烯烃单体(以下称乙单体)。甲单体一般为丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯或马来酸酐。乙单体可为苯乙烯、1-甲基苯乙烯或对甲基苯乙烯。该极性材料在组合物中的添加量为5～20份(按重量计)。
上述D组分的接枝改性聚丙烯可通过如下方法制备：将聚丙烯(100份)、甲单体(2～10份)、乙单体(0.5～10份)和引发剂(0.2～0.9份)均匀混合，然后在单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或密炼机中于170～220℃下进行接枝后挤出造粒。所述的引发剂一般为过氧化物，如过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二异丙酯等。
作为E组分的无机填充物可选自氧化钙、氧化镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、滑石粉、粘土、玻璃粉、白云石、硅灰石等，优选为碳酸钙或滑石粉。它赋予材料良好的弯曲性能及热性能。无机填充物的添加量为1～15份(按重量计)。无机填充物的细度为500～2000目。无机填充物也可采用常规偶联剂(如硅烷类化合物)进行表面处理。
此外，如有需要，本发明的聚丙烯组合物还可以加入助剂及其它组分，例如抗氧剂、光稳定剂、偶联剂等。其中，抗氧剂可为二叔丁基苯酚、二叔丁基对甲酚、叔丁基羟基茴香醚、苯乙烯化苯酚、丁基化辛基化苯酚、四[3-(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯等，其添加量一般为0.01～0.5份；光稳定剂可为水杨酸对辛基苯酯、水杨酸对叔丁基苯酯、双水杨酸双酚A酯、Chimassorb 944(意大利Chimosa公司开发的受阻胺类聚合型光稳定剂，分子量)2500，有效N含量为4.6％)、Goodrite UV-3034(美国Goodrich公司开发的受阻胺类光稳定剂，分子量338，有效N含量为8.3％)、Tinuvin 622(瑞士Giba-Geigy公司开发的受阻胺类聚合型光稳定剂，分子量＞2000，有效N含量为4.9％)等，其添加量一般为0.1～2份；偶联剂可为氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、脒基硫代丙基三羟基硅烷、三异硬脂酰基钛酸异丙酯、三油酰基钛酸异丙酯等，其添加量一般为0.03～0.1份。
在加工温度180～220℃条件下，将上述的A、B、C、D、E五种组分(及根据需要所加的助剂)熔融共混即得到本发明所述的可涂装性聚丙烯组合物。
本发明组合物与其它可涂装性组合物的区别在于所用的极性材料是由两种共聚单体与聚丙烯接枝而成的，接枝率较高，因而少量添加即具有较高的剥离强度。而且由于本发明的极性材料与橡胶组分的相容性较好，因此可与不同品种的橡胶共混，从而可获得较佳的综合性能。
下面，将结合实施例和对比例对本发明作进一步的描述。但本发明不受实施例内容的限制。
实施例1～8和对比例1～2：
表1列出上述各组分A～E在各实施例和对比例中的添加量。将A～E各组分在加工温度180～220℃条件下熔融共混，挤出造粒，得到粒状可涂装性聚丙烯组合物。然后按常规方法测试其性能，测试结果列于表2.
表1 A(聚丙烯) 份数 B(FPDM) 份数 C(PE) 份数 D(GPP) 份数E(滑石粉) 份数实施例1 100 35 11 7 3实施例2 100 40 17 8 12实施例3 100 45 13 9 7实施例4 100 17 8 10 12实施例5 100 23 10 11 14实施例6 100 27 12 12 8实施例7 100 30 13 12 14实施例8 100 42 18 18 6对比例1 100 42 15 12 6对比例2 100 38 17 -- 8
注：上表实施例1-8中的GPP为与甲基丙烯酸缩水甘油酯及苯乙烯接枝的聚丙烯；对比例1中的GPP为与丙烯酸接枝的聚丙烯；在对比例2中不加GPP。
表2 拉伸强度 MPa伸长率 ％ 弯曲强度 MPa弯曲模量 MPa冲击强度 J/m剥离强度 g/cm MFR g/10min实施例1 14.7 570.6 19.3 880.6 621.8 780.9 14.7实施例2 17.8 621.9 20.5 920.8 546.7 771.6 13.9实施例3 17.6 687.9 20.4 921.9 629.6 831.7 13.6实施例4 17.2 529.8 19.3 829.6 517.4 815.4 14.9实施例5 15.4 549.8 21.4 921.8 517.9 725.4 15.9实施例6 16.8 528.7 19.6 815.9 587.4 817.9 15.6实施例7 13.2 521.4 18.4 891.9 517.8 857.8 13.8实施例8 16.7 517.9 19.2 817.4 587.6 970.8 15.4对比例1 19.7 521.4 21.0 957.0 592.0 618.0 9.4对比例2 20.0 500.0 23.0 1120.0 563.0 460.0 7.8
由表2的结果可以看出，本发明的聚丙烯组合物的剥离强度明显优于对比例，而其他性能也保持良好，是一种较理想的可涂装性聚丙烯材料。