高流动高抗冲聚丙烯及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高流动高抗冲聚丙烯，由以下重量份数的原料配制成：聚丙烯50?75；填充剂5?20；分散剂0.3?2；偶联剂0.1?1；交联剂0.1?1；增韧剂5?20；抗氧剂0.2?1。本发明的有益效果主要体现在：在保持原有的优点的同时，降低成本，提高材料的流动性，使产品可用多种方式进行成型，且外观极佳；同时具备极高的抗冲击能力，抗疲劳性也极强，在低温环境下使用，也不会出现开裂、破损；材料在汽车高速运动的过程中不易变形、断裂、破损，并且在受到外界冲击时，可以吸收一部分的冲击能量，减少冲击伤害。
【专利说明】
高流动高抗冲聚丙烯及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，具体是一种高流动高抗冲聚丙烯及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯塑料由于合成工艺简单，综合性能良好，价格低廉，卫生环保等因素，已然 成为通用热塑性塑料材料当中历史最短，但发展和增长却最快的塑料品种。随着这几年人 们生活水平的提高，人们对塑料的需求量越来越大，所以我们首先考虑到用一部分聚丙烯 材料代替金属去应用在家用电器、汽车等产品上。据资料记载，美国的一辆汽车中，其使用 塑料的重量为150_200kg，欧洲轿车中使用塑料的重量跟美国的相差无几，日本轿车中使用 塑料的重量为130_180kg，而中国的轿车中使用塑料的重量仅为80-120kg，与欧美发达国家 以及同在亚洲的日本间存在着很大的差距。其主要原因是耐候性差，低温冲击强度低，易变 形，成型收缩性大等缺陷，大大限制了聚丙烯材料的应用。
[0003] 改性塑料的大幅度使用将会成为未来塑料发展的方向，特别是那种价格低廉，但 性能优异的材料必将成为今后发展趋势。聚丙烯通常通过加入玻璃纤维，滑石粉等无机填 料的方法来大幅度降低材料的收缩率，但存在成型加工性能差、制品表面质量差，并能导致 复合材料的韧性下降的缺点。也可以通过加入P〇E、EPDM等弹性体等材料来提高材料的韧 性，降低材料的收缩率，但是P〇E、EPDM等弹性体与聚丙烯相比价格偏高，所以这种方法也存 在成本较高的缺陷。通常，在聚丙烯中加入粒径小于5微米的超细矿物填料(滑石粉、碳酸 钙、硅灰石等)可以改善聚丙烯的刚性、韧性以及尺寸稳定性。但是粒径较小的矿物填料在 加入到挤出机的时候很容易出现"搭桥"现象，造成进料困难，从而使得矿物填料的计量不 准确或者不能在聚丙烯复合材料中的有效分散，最终造成聚丙烯复合材料力学性能降低。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种高流动高抗冲聚丙烯及其制备方法。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种高流动高抗冲聚丙烯，其特征在于：由以下重量份数的原料配制成： 聚丙烯 50-75; 填充剂 5-20; 分散剂 0.3-2; 偶联剂 0.1-1; 交联剂 0.1-1; 增韧剂 5-20; 抗氧剂 0.2-1。
[0006] 优选的，所述聚丙烯为熔融指数是l-25g/10min的聚丙烯。
[0007]优选的，所述填充剂为超细碳酸钙，其粒径为2500-3000目。
[0008]优选的，所述分散剂为N，N'_乙撑双硬脂酰胺。
[0009]优选的，所述偶联剂为马来酸酐。
[0010]优选的，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
[0011]优选的，所述增韧剂为聚烯烃弹性体。
[0012]本发明还揭示了一种制备上述的高抗冲击矿物填充聚丙烯的制备方法，包括以下 步骤： 51、 按重量配比秤取原料； 52、 将偶联剂进行稀释，得到偶联剂稀释液； 53、 将填充剂，分散剂，抗氧剂加入第一高混机中进行预混合，边搅拌滴加偶联剂稀释 液，使所述填充剂表面形成氢键，得到混合液； 54、 再将聚丙烯、交联剂、增韧剂、S3中得到的混合液加入至第二高混机中进行干混3-5 分钟； 55、 经双螺杆挤出机加温、混合塑化、熔融、剪切、挤出造粒，其中，挤出时螺杆各加温区 温度设置分别为：一区200~210 °C，二区205~215 °C，三区210~220 °C，四区205~215 °C，五 区210~220 °C，六区210~220 °C，七区215~225 °C，八区215~225 °C，主机频率为45Hz，主机 电流为130A。
[0013]优选的，所述S2中偶联剂的稀释液为扩散油。
[0014] 本发明的有益效果主要体现在:在保持原有的优点的同时，降低成本，提高材料的 流动性，使产品可用多种方式进行成型，且外观极佳；同时具备极高的抗冲击能力，抗疲劳 性也极强，在低温环境下使用，也不会出现开裂、破损;材料在汽车高速运动的过程中不易 变形、断裂、破损，并且在受到外界冲击时，可以吸收一部分的冲击能量，减少冲击伤害。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明： 在实施例及对比例复合材料配方中，聚丙烯为任一种聚丙烯，熔融指数可以为l_25g/ lOmin。填充剂为超细碳酸钙，其粒径为2500-3000目。分散剂为N，N'-乙撑双硬脂酰胺，牌号 为P130。偶联剂为马来酸酐，牌号为WS8201。交联剂为过氧化二异丙苯。增韧剂为聚烯烃弹 性体。抗氧剂为金海雅宝公司产，化学名称为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊 四醇酯。
[0016] 本发明的高流动高抗冲聚丙烯，由以下重量份数的原料配制成： 聚丙烯 50-75; 填充剂 5-20; 分散剂 0.3-2; 偶联剂 0.1-1; 交联剂 0.1-1; 增韧剂 5-20; 抗氧剂 0.2-1。
[0017]其制备方法，包括以下步骤： S1、按重量配比秤取原料； 52、 将偶联剂进行稀释，得到偶联剂稀释液； 53、 将填充剂，分散剂，抗氧剂加入第一高混机中进行预混合，边搅拌滴加偶联剂稀释 液，使所述填充剂表面形成氢键，得到混合液； 54、 再将聚丙烯、交联剂、增韧剂、S3中得到的混合液加入至第二高混机中进行干混3-5 分钟； 55、 经双螺杆挤出机加温、混合塑化、熔融、剪切、挤出造粒，其中，挤出时螺杆各加温区 温度设置分别为：一区200~210 °C，二区205~215 °C，三区210~220 °C，四区205~215 °C，五 区210~220 °C，六区210~220 °C，七区215~225 °C，八区215~225 °C，主机频率为45Hz，主机 电流为130A。
[0018]优选的，所述S2中偶联剂的稀释液为扩散油。
[0019]性能评价方式及实行标准将按上述方法完成造粒的粒子材料事先在80~90 °C的 鼓风烘箱中烘燥2~4小时，然后再将烘燥好的粒子材料在注射成型机上进行注射成型制 样。注射成型模温控制在40 °C左右。试样尺寸根据ISO标准分别为： 拉伸样条:IS0527,试样为1B型样条 弯曲样条:IS0 178，试样尺寸:80*10*4mm; 悬臂梁缺口冲击样条:IS0 179,试样尺寸80*10*4mm; 熔融指数：ISO 1183,230 〇C/2.16kg; 表观质量样板：自定义标准，试样尺寸:90*55*2mm。
[0020] 所制备好的试样最后再根据相应的测试标准进行相关性能的测试分析。材料的综 合力学性能通过测试所得的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度的数值进行评判;材料的成 型流动性能通过在上述条件下所测得的材料的熔融指数数值的大小进行评判。材料的表观 质量根据样板表面的光滑度及光泽度按自定义的"少量云斑，光滑、有光泽，微量云斑和大 量云斑"四个等级进行表征。
[0021] 实施例1-实施例6的原料如下表所示： 表1:高流动高抗冲聚丙稀材料配方及材料性能表
本发明中，分散剂为N，N'_乙撑双硬脂酰胺，牌号为P130。具有极性和非极性的功能团 更有助于润滑作用高效的内外润滑剂，开口剂;有利于各种工艺，如挤出，吹塑，注塑和压延 加工等.挤出：提供均衡流动，节省电力和提高产出；注塑:脱模和加工助剂作用;压延:提高 流动性，利于塑化和脱辊。交联剂为过氧化二异丙苯，使聚丙烯材料不但流动性在原有的基 本有了小幅增加，且其与材料体系的相容性非常好，使得冲击强度有了不小的提高，同时材 料的刚性也不会出现下降。增韧剂为聚烯烃弹性体，对比传统的聚合物材料，具有更好的加 工成型性能，成型时不需加任何塑化剂;能很好地应用在抗冲击改性剂上。偶联剂为马来酸 酐，牌号为WS8201。稀释剂为扩散油，扩散油是一种硅蜡类粘稠液体，常温下溶于多数有机 溶剂，不溶于水具有生理惰性和良好的光学稳定性电绝缘性和耐候性，凝固点低，在许多热 固性和热热塑性塑料中做内外润滑剂。
[0022]本发明的热点在于： a. 分体式喂料加工工艺； b. 挤出螺杆优化组合技术； c. 稀释偶联技术； 现有技术一般都采用的是纯偶联剂对塑料进行处理，由于偶联剂粘度较大，加入材料 体系当中无法包裹于全部的塑料粒子表面，造成材料体系不稳定。本发明采用稀释技术对 物料进行偶联处理，增加了偶联剂与材料的接触面积，提升了处理的效果，且稀释剂为易挥 发物，在物料被挤出之前就已经完全挥发，不会对物料造成任何影响。
[0023] d.混合填充技术； 原先采用纯填料填充，填料粒径较大，分散效果比较差。现改为混合填充，使用填料的 粒径也改为较小的材质，两者之间互相配合，有利于促进填充物的分散，提高冲击强度及耐 热性。
[0024] e.增流技术； 采用的交联剂为过氧化二异丙苯，作为调节剂，使聚丙烯材料不但流动性在原有的基 本有了小幅增加，且其与材料体系的相容性非常好，使得冲击强度有了不小的提高，同时材 料的刚性也不会出现下降。
[0025] f.超韧技术 在材料中使用了韧性非常高的聚烯烃弹性体，一方面与材料的相容性很好，在体系中 形成"海-岛"结构，大大增加材料的抗冲击性能。另一方面使得材料的模量得到了有效的保 护，减少对材料的弯曲模量的影响。
[0026] 本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方 案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高流动高抗冲聚丙烯，其特征在于：由以下重量份数的原料配制成： 聚丙烯 50-75; 填充剂 5-20; 分散剂 0.3-2; 偶联剂 0.1-1; 交联剂 0.1-1; 增韧剂 5-20; 抗氧剂 0.2-1。2. 根据权利要求1所述的高抗冲击矿物填充聚丙烯，其特征在于:所述聚丙烯为熔融指 数是l_25g/10min的聚丙稀。3. 根据权利要求1所述的高抗冲击矿物填充聚丙烯，其特征在于:所述填充剂为超细碳 酸钙，其粒径为2500-3000目。4. 根据权利要求1所述的高抗冲击矿物填充聚丙烯，其特征在于:所述分散剂为N，N'_ 乙撑双硬脂酰胺。5. 根据权利要求1所述的高抗冲击矿物填充聚丙烯，其特征在于:所述偶联剂为马来酸 酐。6. 根据权利要求1所述的高抗冲击矿物填充聚丙烯，其特征在于:所述交联剂为过氧化 二异丙苯。7. 根据权利要求1所述的高抗冲击矿物填充聚丙烯，其特征在于:所述增韧剂为聚烯烃 弹性体。8. -种制备权利要求1所述的高抗冲击矿物填充聚丙烯的制备方法，其特征在于:包括 以下步骤， 51、 按重量配比秤取原料； 52、 将偶联剂进行稀释，得到偶联剂稀释液； 53、 将填充剂，分散剂，抗氧剂加入第一高混机中进行预混合，边搅拌滴加偶联剂稀释 液，使所述填充剂表面形成氢键，得到混合液； 54、 再将聚丙烯、交联剂、增韧剂、S3中得到的混合液加入至第二高混机中进行干混3-5 分钟； 55、 经双螺杆挤出机加温、混合塑化、熔融、剪切、挤出造粒，其中，挤出时螺杆各加温区 温度设置分别为：一区200~210 °C，二区205~215 °C，三区210~220 °C，四区205~215 °C，五 区210~220 °C，六区210~220 °C，七区215~225 °C，八区215~225 °C，主机频率为45Hz，主机 电流为130A。9. 根据权利要求8所述的高抗冲击矿物填充聚丙烯的制备方法，其特征在于:所述S2中 偶联剂的稀释液为扩散油。
【文档编号】C08K5/20GK106009262SQ201610381784
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】郑文涌
【申请人】苏州奔腾塑业有限公司