技术领域
[0001] 本
发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯组合物。
背景技术
[0002] 聚丙烯(Polypropylene，简称PP)材料具有
密度低、综合性能好且价格便宜等优势，贴合
汽车行业的轻量化、环保化发展趋势，被逐渐开发出新的汽车部品应用场景。新
能源汽车行业作为传统汽车领域的一个新分支，对于汽车轻量化的追求更为甚之，如新能源车的
尾门、翼
子板材料原为
钢或
铝合金，正逐步被塑料尾门和塑料翼子板材料所替代。塑料件对于金属件的最大优势在于质轻，尾门和翼子板材料属于非受
力结构件，其在汽车日常工况中并不会遭遇较大的
应力或应变环境，具备塑料化的基本前提。聚丙烯作为常用塑料中密度最轻的塑料就成为了尾门和翼子板塑料化的最佳选材。但一般聚丙烯材料对比金属材料有几个比较明显的劣势：一是聚丙烯材料作为半结晶型高分子
聚合物材料，在冷热交变的应用环境下容易出现尺寸的变化，其变化幅度比金属高，容易造成装配缝隙过大，装配制件出现干涉等问题。二是聚丙烯材料作为汽车尾门和翼子板材料需要进行
喷涂处理以达到与金属
车身一致的外观，在注塑过程中出现的流痕若过于明显的话喷涂并不能完全遮盖，这将导致制件表面出现明显的类似于“虎皮”状的流痕，影响汽车外观。基于以上汽车的发展趋势和应用场景，一款能够应用在汽车尾门和翼子板的具备低线性膨胀系数和良外观的聚丙烯组合物材料具有重要的开发意义和广阔的应用前景。
[0003] 降低聚丙烯材料的线性膨胀系数的常用方法是添加高径厚比的填料进行改善。
申请专利号：CN106147034A，该聚丙烯材料采用：聚丙烯50％-70％、热塑性弹性体1％-20％、滑石粉0％-30％、金
云母粉5％-30％、复合光热稳定剂0.5％-5％、靶向纳米增效功能母料0.5％-3％、
着色剂0-5％制备。该技术方案通过靶向纳米增效功能母粒且采取粉体侧喂的方法，提高金云母粉在聚丙烯材料中的分散，实现降低线性膨胀系数的效果。该方法制得的聚丙烯材料外观粗糙不平，喷涂后外观不能满足汽车外观的要求。申请专利号CN102504411A，该聚丙烯采用聚丙烯95-53％、热稳定剂0-1％、
润滑剂0-1％、增韧剂0-
20％、界面相容剂0-5％、
硅灰石5-20％，其中，所述硅灰石为长径比在10～30之间的针状硅灰石与长径比≤5的粉状，硅灰石按1/4～4的比例混合的混合物。技术方案采用特殊长径比的硅灰石复配且采用侧喂加入的方式，降低线性膨胀系数。该发明需要增加侧喂装置，对设备的要求较高，不利于实现。
[0004] 实现良外观聚丙烯材料的常用方法是加入外观改良剂。申请专利号：CN108084562A，该聚丙烯采用聚丙烯15～65重量份、外观改良剂10～25重量份、玻璃微珠5～15重量份、增韧剂5～10重量份、填充剂15～35重量份、相容剂1～5重量份、可选择的助剂
0.1～2重量份。该方法通过玻璃微珠和外观改良剂共同改善外观。但此聚丙烯成本较高，不利于工业化推广。申请专利号：CN105102529A，该聚丙烯由聚丙烯35％-98.99％、玻璃
纤维1％-50％、改性聚烯
烃0.01％-15％，助剂：0.16％-0.8％组成。该发明具有玻璃纤维聚丙烯
树脂的良外观，但不具备矿物填充聚丙烯树脂的良外观特性。
[0005] 综上所述，目前针对汽车聚丙烯尾门和聚丙烯翼子板外板的低线性膨胀系数和良外观聚丙烯产品及专利少有报道。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于克服
现有技术存在的不足之处而提供一种聚丙烯组合物。
[0007] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种聚丙烯组合物，包含以下重量份的组分：共聚聚丙烯树脂40～55份、低密度聚乙烯树脂0～10份、乙烯辛烯共聚物5～20份和滑石粉25～35份；所述共聚聚丙烯树脂的分子量分布≤4.5。
[0008] 本发明所述聚丙烯组合物采用窄分子量分布的共聚聚丙烯树脂，能有效降低共聚聚丙烯中低分子量聚丙烯部分含量，可使聚丙烯聚合物结晶趋向减弱，可降低聚丙烯材料的线性膨胀系数，且能改善成型时的外观，并且原料均可以采用主
喂料口投入，可应用于汽车聚丙烯尾门和聚丙烯翼子板外板，助力汽车轻量化事业。
[0009] 更优选地，所述共聚聚丙烯树脂的分子量分布≤3。
[0010] 优选地，所述共聚聚丙烯树脂的重均分子量为60000～75000，所述共聚聚丙烯树脂的等规度为85～93％，无规聚丙烯(aPP)在所述共聚聚丙烯树脂中的重量百分含量为0.5～1.5％，乙丙
橡胶(EP)在所述共聚聚丙烯树脂中的重量百分含量为6.5～13.5％。
[0011] 所述共聚聚丙烯树脂优选采用过
氧化物法制得，过氧化物法制得的乙丙橡胶相分子量较氢调法的重均分子量更大。
[0012] 优选地，所述乙烯辛烯共聚物的分子量呈双峰分布，双峰中的低分子量组分的重均分子量为60000～80000，峰面积为38～41％；双峰中的高分子量组分的重均分子量为150000～170000，峰面积为52～55％。本发明所述乙烯辛烯共聚物采用分子量呈双峰分布的乙烯辛烯共聚物，与所述共聚聚丙烯配合能够提升成型时的外观状态，使制得的聚丙烯材料具有良好的
注塑成型外观。
[0013] 优选地，所述低密度聚乙烯树脂支化度为11.0～15.0。采用该支化度的低密度聚乙烯树脂，能够降低其链段规整度从而降低结晶。
[0014] 优选地，所述低密度聚乙烯树脂为2～10份。支化度为11.0～15.0的低密度聚乙烯采用上述加入量能够影响结晶行为，降低结晶速率和降低结晶度，进而降低聚丙烯材料的线性膨胀系数。
[0015] 优选地，所述低密度聚乙烯树脂的重均分子量为300000～350000。
[0016] 优选地，所述低密度聚乙烯树脂的支链中，甲基支链的含量为40.0～55.0％，乙基支链的含量为25.0～35.0％，丙基及含4个
碳以上的支链含量为20.0～25.0％。
[0017] 优选地，所述滑石粉的粒径为5000～10000目。
[0018] 优选地，所述聚丙烯组合物还包含抗氧剂0～0.6份。
[0019] 优选地，所述抗氧剂为1010、AO-330、4213A、3114、168、PEP-36和627AV中的至少一种。
[0020] 本发明的有益效果在于：本发明提供了一种聚丙烯组合物，本发明所述聚丙烯组合物采用窄分子量分布的共聚聚丙烯树脂，能有效降低共聚聚丙烯中低分子量聚丙烯部分含量，可使聚丙烯聚合物结晶趋向减弱，可降低聚丙烯材料的线性膨胀系数，并且原料均可以采用主喂料口投入，可应用于汽车聚丙烯尾门和聚丙烯翼子板外板，助力汽车轻量化事业。
具体实施方式
[0021] 为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体
实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 实施例和对比例中所述抗氧剂为1010和168的混合物，其中，1010和168的重量之比为：1：1；所述滑石粉的粒径为5000目。
[0023] 实施例和对比例中所述聚丙烯组合物的制备方法包括以下步骤：
[0024] 将共聚聚丙烯树脂、低密度聚乙烯树脂、乙烯辛烯共聚物、滑石粉、抗氧剂混合均匀后加入双螺杆
挤出机中，进行熔融混炼，熔融混炼
温度为190～210℃，螺杆转速为450～550转/分，挤出
造粒，得到聚丙烯组合物。
[0025] 注塑成型模具：阿基米德环模具、ISO力学模具。
[0026] 阿基米德环模具：长度1000mm，宽度50mm，厚度为2mm。
注塑机型号：博创BS320-III。注塑条件：注塑温度全区200℃。注塑压力全区70％，保压压力全区70％，冷却时间8秒。
[0027] ISO力学模具：拉伸测试样条尺寸参考标准ISO 527。注塑机型号：博创BS80-III。注塑条件：注塑温度全区200℃。注塑压力全区45％，保压压力全区45％，冷却时间15秒。
[0028] 实施例和对比例中涉及的测试方法如下：
[0029] 线性膨胀系数：注塑后的拉伸样条在标准环境调节24h后，用刀具裁剪标距正中间区域约10mm长度的长方矩形样品，根据标准ISO 11359-2测试。测试温度为测试温度范围：-40℃～100℃，温度上升速度为5℃/min。
[0030] 流痕出现
位置：注塑后的阿基米德环样品，用目视观察开始出现流痕对应的长度距离，测试人员至少3人，数据取数学平均值，小数点保留个位整数位。若肉眼未见流痕，则标记“未见流痕”。
[0031] 实施例1～16和对比例1～5所述聚丙烯组合物的配方见表1和表2。
[0032] 表1实施例1～9和对比例1～2所述聚丙烯组合物配方(重量份)和测试结果[0033]
[0034] 表2实施例10～16和对比例3～5所述聚丙烯组合物配方(重量份)和测试结果[0035]
[0036] 注：表1和表2中“-”表示未添加该物质。
[0037] 实施例和对比例所使用的共聚聚丙烯树脂的性能指标见表3，实施例和对比例所使用的低密度聚乙烯树脂的性能指标见表4，实施例和对比例所使用的乙烯辛烯共聚物的性能指标见表5。
[0038] 表3实施例和对比例所使用的共聚聚丙烯树脂的性能指标
[0039]
[0040]
[0041] 表4实施例和对比例所使用的低密度聚乙烯树脂的性能指标
[0042]
[0043] 表5实施例和对比例所使用的乙烯辛烯共聚物的性能指标
[0044] 乙烯辛烯共聚物牌号 1# 2#重均分子量 120000～130000 96000～106000
峰1重均分子量 70000～71000 94000～95000
分子峰1峰面积百分比(％) 39.5 93.5
峰2重均分子量 160000～161000 ——
分子峰2峰面积百分比(％) 53.5 ——
[0045] 针对汽车聚丙烯尾门和聚丙烯翼子板外板而言，当线性膨胀系数≤3.5×10-5时，尺寸变化较小，其尺寸宏观变化可以满足要求，否则尺寸变化明显，容易出现装配缝隙过大，装配制件出现干涉等问题。
[0046] 从表1和表2的测试结果可以看出，采用分子量分布≤4.5的共聚聚丙烯树脂，其具有更低的线性膨胀系数；采用支化度大于11的低密度聚乙烯树脂的线性膨胀系数更低，并且，当低密度聚乙烯树脂大于2份时，能有效降低聚乙烯树脂的线性膨胀系数。采用分子量分布小于4.5的共聚聚丙烯树脂和双峰分布的乙烯辛烯共聚物配合能制得实现具有低密度聚乙烯树脂，并且不出现流痕，注塑外观较佳。
[0047] 最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行
修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
