一種高韌性高穩定性聚丙烯複合材料及其製備方法與流程
2023-09-17 14:55:30 1
本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種高韌性高穩定性聚丙烯複合材料及其製備方法。
背景技術：
聚丙烯塑料具有良好的綜合性能，其密度小、價格低，應用非常廣泛。在經濟建設和人民生活中的地位日益重要。在汽車工業、家用電器、電子、包裝及建材、家具等方面具有廣泛的應用。目前的一個發展趨勢就是以聚丙烯代替工程塑料用於製造汽車、家電、家具等。但是由於聚丙烯屬於較脆性塑料，衝擊強度較低，限制了其在高抗衝製品方面的應用。現有技術中，為了製備高韌性高穩定性的聚丙烯材料人們進行了廣泛的研究，目前一般採用聚丙烯、彈性體，填料等組分組成，彈性體主要有POE、EVA、EPDM 等，填料主要是滑石粉，這種方法可以製備出一定剛性和韌性的的改性聚丙烯， 但聚丙烯中加入這些流動性較差的彈性體時會嚴重影響材料的流動性；還會採用將聚丙烯塑料與橡膠共混的方法來進一步提高其韌性，如乙丙共聚彈性體增韌聚丙烯(PP/EPR、PP/EPDM) 在現有的橡膠增韌聚丙烯的技術中，但是，在目前的橡塑加工的共混條件下，作為分散相的橡膠粒徑難以控制在較小的範圍，一般平均橡膠相粒子直徑大於0.5μm。若要實現脆韌轉變，則需要較大份數的橡膠，從而造成增韌聚丙烯塑料剛性的降低；使得聚丙烯塑料的性能變差。
技術實現要素：
針對現有技術不足，本發明提供一種高韌性高穩定性聚丙烯複合材料及其製備方法，解決了現有技術中聚丙烯複合材料韌性不高、穩定性差的技術問題。
為實現以上目的，本發明的技術方案通過以下技術方案予以實現：
一種高韌性高穩定性聚丙烯複合材料，所述高韌性高穩定性聚丙烯複合材料由以下重量份的原料製成：聚丙烯50～70份、成核劑3～6份、玻璃纖維3～6份、礦物填料15～25份、增韌劑1～1.5份、抗氧劑1～1.5份、穩定劑1～1.5份、潤滑劑1～1.5份。
優選的，所述聚丙烯的熔體流動速率為1g/10min～4.5g/10min，所述聚丙烯為均聚聚丙烯、嵌段共聚丙烯中的至少一種。
優選的，所述成核劑為α-成核劑、β-成核劑中的至少一種。
優選的，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、亞磷酸脂類輔助抗氧劑、受阻胺類抗氧劑中的至少一種。
優選的，所述受阻酚類抗氧劑為抗氧劑1010或抗氧劑1425，所述亞磷酸脂類輔助抗氧劑為抗氧劑168或抗氧劑626，所述受阻胺類抗氧劑為抗氧劑783、抗氧劑622或抗氧劑119中的一種。
優選的，所述增韌劑為乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物中的至少一種。
優選的，所述穩定劑為酚類穩定劑、亞磷酸酯類穩定劑、硫酯類穩定劑中的至少一種。
優選的，所述玻璃纖維長度為20～30mm。
優選的，所述礦物填料為硫酸鋇、碳酸鈣或雲母中的至少一種。
一種高韌性高穩定性聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
S1、按照重量份稱取各個原料；
S2、將聚丙烯、成核劑、玻璃纖維、礦物填料、增韌劑、抗氧劑、穩定劑和潤滑劑混合均勻，得到混合物料；
S3、將混合物料加入雙螺杆擠出機中擠出造粒，即可，其中雙螺杆擠出機螺杆溫度為250～300℃，螺杆轉速為450～600r/min。
本發明提供一種高韌性高穩定性聚丙烯複合材料及其製備方法，與現有技術相比優點在於：
本發明高韌性高穩定性聚丙烯複合材料具有性能優良、力學性能均衡、易加工成型等特點，尤其是衝擊強度比較高；低收縮，高穩定性；低翹曲，各向異性小； 低蠕變，抗動態疲勞性好；
本發明原料聚丙烯中加入成核劑，能夠加快聚合物結晶速度，形成細小緻密的球晶顆粒，使分子鏈在較高溫度下具有很快的結晶速度，球晶可以比較規整地成長，數目很多，尺寸很小，不但有利於提高產品的抗衝擊強度、屈服強度，而且可以改善產品的外觀，縮短注射周期、提高生產率；
本發明原料還加入玻璃纖維、礦物填料，配合其他各個原料共同組配作用下，可以明顯提高本發明聚丙烯複合材料的韌性和穩定性；
本發明採用雙螺杆擠出工藝製備高韌性高穩定性聚丙烯複合材料，具有流程簡單、連續、生產效率高、產品質量穩定的優點，製備的聚丙烯複合材料可用於高強度受力的場合，提高了聚丙烯複合材料的應用價值。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合本發明實施例對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1：
本實施例高韌性高穩定性聚丙烯複合材料由以下重量份的原料製成：均聚聚丙烯50份、α-成核劑3份、玻璃纖維3份、硫酸鋇15份、乙烯-辛烯共聚物1份、抗氧劑1份、穩定劑1份、潤滑劑1份；
其中均聚聚丙烯的熔體流動速率為1g/10min；
抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑626和抗氧劑622混合而成；
穩定劑為酚類穩定劑、亞磷酸酯類穩定劑和硫酯類穩定劑混合而成；
玻璃纖維長度為20mm；
按照本實施例原料重量份，高韌性高穩定性聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
S1、按照重量份稱取各個原料；
S2、將均聚聚丙烯、α-成核劑、玻璃纖維、硫酸鋇、乙烯-辛烯共聚物、抗氧劑、穩定劑和潤滑劑混合均勻，得到混合物料；
S3、將混合物料加入雙螺杆擠出機中擠出造粒，即可，其中雙螺杆擠出機螺杆溫度為250℃，螺杆轉速為450r/min。
實施例2：
本實施例高韌性高穩定性聚丙烯複合材料由以下重量份的原料製成：均聚聚丙烯70份、α-成核劑6份、玻璃纖維6份、硫酸鋇25份、乙烯-辛烯共聚物1.5份、抗氧劑1.5份、穩定劑1.5份、潤滑劑1.5份；
其中均聚聚丙烯的熔體流動速率為4.5g/10min；
抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑626和抗氧劑622混合而成；
穩定劑為酚類穩定劑、亞磷酸酯類穩定劑和硫酯類穩定劑混合而成；
玻璃纖維長度為30mm；
按照本實施例原料重量份，高韌性高穩定性聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
S1、按照重量份稱取各個原料；
S2、將均聚聚丙烯、α-成核劑、玻璃纖維、硫酸鋇、乙烯-辛烯共聚物、抗氧劑、穩定劑和潤滑劑混合均勻，得到混合物料；
S3、將混合物料加入雙螺杆擠出機中擠出造粒，即可，其中雙螺杆擠出機螺杆溫度為300℃，螺杆轉速為600r/min。
實施例3：
本實施例高韌性高穩定性聚丙烯複合材料由以下重量份的原料製成：嵌段共聚丙烯60份、β-成核劑5份、玻璃纖維4份、碳酸鈣20份、乙烯-丙烯共聚物1.3份、抗氧劑1.2份、穩定劑1.2份、潤滑劑1.3份；
其中嵌段共聚丙烯的熔體流動速率為2g/10min；
抗氧劑為抗氧劑1425、抗氧劑168和抗氧劑119混合而成；
穩定劑為酚類穩定劑；
玻璃纖維長度為25mm；
按照本實施例原料重量份，高韌性高穩定性聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
S1、按照重量份稱取各個原料；
S2、將嵌段共聚丙烯、β-成核劑、玻璃纖維、碳酸鈣、乙烯-丙烯共聚物、抗氧劑、穩定劑、潤滑劑和潤滑劑混合均勻，得到混合物料；
S3、將混合物料加入雙螺杆擠出機中擠出造粒，即可，其中雙螺杆擠出機螺杆溫度為270℃，螺杆轉速為520r/min。
實施例4：
本實施例高韌性高穩定性聚丙烯複合材料由以下重量份的原料製成：聚丙烯55份、成核劑4份、玻璃纖維3份、礦物填料17份、增韌劑1.1份、抗氧劑1.2份、穩定劑1.4份、潤滑劑1.3份；
其中聚丙烯為均聚聚丙烯和嵌段共聚丙烯按照質量比1:2混合而成，混合後的聚丙烯的熔體流動速率為3g/10min；
抗氧劑為抗氧劑626和抗氧劑783按照質量比1:1混合而成；
穩定劑為酚類穩定劑和亞磷酸酯類穩定劑按照摩爾比2:3混合而成；
玻璃纖維長度為22mm；
按照本實施例原料重量份，高韌性高穩定性聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
S1、按照重量份稱取各個原料；
S2、將聚丙烯、成核劑、玻璃纖維、礦物填料、增韌劑、抗氧劑、穩定劑和潤滑劑混合均勻，得到混合物料；
S3、將混合物料加入雙螺杆擠出機中擠出造粒，即可，其中雙螺杆擠出機螺杆溫度為280℃，螺杆轉速為540r/min。
實施例5：
本實施例高韌性高穩定性聚丙烯複合材料由以下重量份的原料製成：聚丙烯65份、成核劑5份、玻璃纖維5份、礦物填料23份、增韌劑1.3份、抗氧劑1.4份、穩定劑1.2份、潤滑劑1.1份；
其中聚丙烯為均聚聚丙烯和嵌段共聚丙烯按照質量比2:1混合而成，混合後的聚丙烯的熔體流動速率為4g/10min；
成核劑為α-成核劑和β-成核劑按照摩爾比1:1混合而成；
抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑119按照質量比1:2混合而成；
穩定劑為酚類穩定劑和亞磷酸酯類穩定劑按照摩爾比2:1混合而成；
玻璃纖維長度為26mm；
按照本實施例原料重量份，高韌性高穩定性聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
S1、按照重量份稱取各個原料；
S2、將聚丙烯、成核劑、玻璃纖維、礦物填料、增韌劑、抗氧劑、穩定劑和潤滑劑混合均勻，得到混合物料；
S3、將混合物料加入雙螺杆擠出機中擠出造粒，即可，其中雙螺杆擠出機螺杆溫度為300℃，螺杆轉速為550r/min。
實施例6：
本實施例高韌性高穩定性聚丙烯複合材料由以下重量份的原料製成：聚丙烯62份、成核劑3份、玻璃纖維4份、礦物填料19份、乙烯-丙烯共聚物1份、抗氧劑1.1份、穩定劑1.2份、潤滑劑1.1份；
其中聚丙烯為均聚聚丙烯和嵌段共聚丙烯按照質量比2:3混合而成，混合後的聚丙烯的熔體流動速率為4g/10min；
成核劑為α-成核劑和β-成核劑按照摩爾比2:1混合而成；
抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1425、抗氧劑119、抗氧劑626混合而成；
穩定劑為酚類穩定劑和亞磷酸酯類穩定劑按照摩爾比1:2混合而成；
玻璃纖維長度為28mm；
按照本實施例原料重量份，高韌性高穩定性聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
S1、按照重量份稱取各個原料；
S2、將聚丙烯、成核劑、玻璃纖維、礦物填料、乙烯-丙烯共聚物、抗氧劑、穩定劑和潤滑劑混合均勻，得到混合物料；
S3、將混合物料加入雙螺杆擠出機中擠出造粒，即可，其中雙螺杆擠出機螺杆溫度為255℃，螺杆轉速為460r/min。
需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。