用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料及其製備方法

2023-06-07 03:40:26

專利名稱：：用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及聚丙烯材料，尤其涉及一種用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料及其製造方法。
背景技術：
：聚丙烯(PP)作為一種通用樹脂，已經廣泛的應用於我們日常生活的各個方面，如家用電子電器、辦公用製品等行業，成為僅次於PE的第二大通用塑料材料，它具有優良的機械性能和良好的可加工性能、耐熱性、耐化學性，並且密度小，價格相對低廉，性能穩定。冰箱頂蓋用塑料通常採用綜合性能優異的專用高光澤ABS樹脂，ABS綜合性能優越，成型件表面光潔度高。然而，ABS由於價格較高，給其應用帶來了一定的限制，特別是自2004年初以來，隨著石油價格的上漲帶動下遊樹脂價格的一路上揚，使得許多廠家開始考慮用更便宜的樹脂來取代ABS用於某些領域。於是，一些廠家採用高抗衝聚苯乙烯(HIPS)來替代ABS，以降低電冰箱的製造成本，但HIPS注塑的製品光澤度低，廢品率高，成本的降低也有限。並且無論是ABS還是HIPS在冰箱上的應用都遇到了嚴重的問題，除了價格高的因素外，還有一個問題是隔熱層發泡劑的更新帶來的。目前普遍採用的新型發泡劑是HCFC-14b和HCFC-123，並己逐步取代原來的CFC-11，然而，這些新型發泡劑對帶有芳香基團的ABS和HIPS有明顯的腐蝕作用，對HIPS更為嚴重。為降低成本及滿足冰箱對塑料材料的要求，需要尋找一種ABS及HIPS的替代材料。聚丙烯(PP)由於性能穩定，原料來源豐富，價格便宜，具有良好的化學穩定性，除發煙硫酸及強氧化劑外，與大多數介質均不起化學反應，因此成為替代ABS和fflPS的首選材料。PP儘管有很多優點，但是也存在一些不足之處，與ABS相比，PP收縮率大，力學性能差，製品表面光澤度不夠，製品尺寸穩定性差，容易產生翹曲變形，為克服這些缺點，目前普遍採用添加劑、填充與聚丙烯共混改性，以滿足製品的使用要求。在聚丙稀共混改性體系中，加入無機填充物可以降低製品的原料成本，提高改性聚丙烯製品的剛性和耐熱性。現有技術中，普遍選擇碳酸鈣作為填充物，其原因(1)碳酸鈣原料來源豐富，價格較低；(2)碳酸鈣的白度高，顏色穩定，在配色過程中對體系的影響小；(3)體系中填充碳酸鈣，增加光的散射，透光率降低。但是，在用碳酸鈣填充改性PP替代ABS或HIPS時，材料的收縮率較大，製品翹曲變形嚴重，光潔度不夠，在很大程度上制約著改性PP在冰箱頂蓋上的應用。
發明內容本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料及其製備方法，通用對PP改性，旨在有效提高PP的強度和硬度，改善材料的光澤度，降低PP的成型收縮率。本發明的目的通過以下技術方案來實現用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，特點在於包含以下成分(重量百分比)高結晶PPHJ4045:1520wt%，PPCB5290:1520wt%，高結晶PPHJ730L:1015wt%，PPK8303:1520wt%，硫酸鋇1020wt%，滑石粉1020wt%，成核劑0.050.15wt%，抗氧劑0.30.6wt%，潤滑劑0.20.5wt%。進一歩地，上述的用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其組分高結晶PPHJ4045:20wt%，PPCB5290:18wt%，高結晶PPHJ730L:12wt%，PPK8303:16wt%，硫酸鋇15wt%，滑石粉18.2wt%，成核劑0.1wt%，抗氧劑0.4wt%，潤滑劑0.3Wt%。更進一步地，上述的用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，所述硫酸鋇和滑石粉的粒徑在30004000目；所述的成核劑為超級成核劑HPN-68L;所述的抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168的復配物；所述的潤滑劑為乙撐雙硬脂醯胺。再進一步地，用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料的製備方法，包括以下步驟——①原料混合均勻按照配比將各組分材料加入高速混合桶中使之混合均勻；②在雙螺杆擠出機內反應將步驟①得到的混合物加入雙螺杆擠出機內混煉；雙螺杆擠出機共有六段，第一段和第二段擠出溫度在1701%°C，其它幾段擠出溫度在190220°C之間；反應物在雙螺杆擠出機中的總停留時間為38min，雙螺杆擠出機轉速在300350rpm;(D將得到的物料擠出後冷卻、切粒，即得到用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。再進一步地，上述的用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料的製備方法，首先，將20份高結晶PPHJ4045、18份PPCB5290、12份高結晶PPHJ730L、16份PPK8303、15份硫酸鋇、18.2份滑石粉、0.1份超級成核劑HPN-68L、0.4份抗氧劑、0.3份乙撐雙硬脂醯胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然後，在雙螺杆擠出機混煉，雙螺杆每段的溫度分別為T產17(TC，T2=180°C，T產190。C，T4=205°C，T5=210°C，T6=220°C，雙螺杆擠出機轉速為r=350rpm，最後，擠出、冷卻、切粒即得到用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進歩主要體現在①本發明採用剛性較高的高結晶PP和無機填料填充改性的方法提高材料的剛性，無機填料選用滑石粉，加快PP的結晶速度，使PP的球晶細化，一方面加快注塑的成型速度，同時消除PP成型收縮所帶來的縮痕表面、產品成型收縮率偏大等現象；②通過在複合體系中加入硫酸鋇提高材料的光澤度，以滿足冰箱頂蓋的使用要求，與冰箱整體協調性較好；③在複合體系中加入高效結晶成核劑，加快pp的結晶速度，使球徑減小，降低材料的收縮率，提高材料的硬度和熱變形溫度，使得製品注塑周期縮短，生產率提高，並且有效防止製品翹曲，提高產品質量，製備的改性聚丙烯材料的成型收縮率在0.8%左右，較好的滿足使用要求，光澤度較好，值得在業內廣泛推廣應用，前景尤為看好。具體實施例方式用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，成分的質量比為高結晶PPHJ4045:1520wt%，PPCB5290:1520wt%，高結晶PPHJ730L:1015wt%，PPK8303:1520wt%，硫酸鋇1020wt%，滑石粉1020wt%，成核劑0.050.15wt%，抗氧劑0.30.6wt%，潤滑劑0.20.5wt%。優選配方為高結晶PPHJ4045:20wt%，PPCB52卯18wt%，高結晶PPHJ730L:12wt%，PPK8303:16wt%，硫酸鋇15wt%，滑石粉18.2Wt%，成核劑0.1wt%，抗氧劑0.4wt%，潤滑劑0.3Wt%。其中，硫酸鋇和滑石粉的粒徑在30004000目；成核劑為超級成核劑HPN-68L;抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168的復配物；潤滑劑為乙撐雙硬脂醯胺。採用剛性較高的高結晶PP和無機填料填充改性的方法提高材料的剛性，無機填料選用滑石粉，無機填料能夠加快PP的結晶速度，使PP的球晶細化，加快注塑的成型速度，同時減小PP成型收縮所帶來的縮痕表面、產品成型收縮率偏大等現象。另外，通過在複合體系中加入硫酸鋇來提高材料的光澤度，即在PP中加入硫酸鋇提高PP的表面光澤度，取得較好的效果，以滿足冰箱頂蓋的使用要求，與冰箱整體協調性較好。通過在複合體系中加入結晶成核劑，提高PP的結晶速度，使球徑減小，降低材料的成型收縮率，提高材料的硬度和熱變形溫度，防止製品翹曲變形。實施例l:將20份高結晶PPHJ4045、15份PPCB5290、10份高結晶PPHJ730L、19.8份PPK8303、15份硫酸鋇、19.5份滑石粉、0.05份超級成核劑HPN-68L、0.3份抗氧劑(0.1份抗氧劑1010與0.2份抗氧劑168的復配)、0.35份乙撐雙硬脂醯胺加入到高速混合桶中使之混合均勻；然後在雙螺杆擠出機混煉，雙螺杆每段的溫度分別為T產170。C，T產180。C，T3=190°C，T4=205°C，T5=210°C，T6=220°C，反應物在雙螺杆擠出機中的總停留時間在5min，雙螺杆擠出機轉速為320350rpm，擠出、冷卻、切粒即得到用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。實施例2:將19份高結晶PPHJ4045、20份PPCB5290、15份高結晶PPHJ730L、15份PPK8303、IO份硫酸鋇、20份滑石粉、O.IO份成核劑、0.6份抗氧劑(0.2份抗氧劑1010與0.4份抗氧劑168的復配)、0.3份乙撐雙硬脂醯胺加入到高速混合桶中使之混合均勻；然後在雙螺杆擠出機內反應，雙螺杆每段的溫度分別為T產170。C，T2=190°C，T3=195°C，T4=200°C，T5=205°C，T6=210°C，反應物在雙螺杆擠出機中的總停留時間在8min，主機轉速為300320rpm下進行熔融接枝，然後將接枝產物擠出冷卻，切粒即得到用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。實施例3:將15份高結晶PPHJ4045、20份PPCB5290、14份高結晶PPHJ730L、20份PPK8303、20份硫酸鋇、IO份滑石粉、0.15份MillikenChemical的超級成核劑HPN-68L、0.4份抗氧劑(0.2份抗氧劑1010與0.2份抗氧劑168的復配)、0.45份潤滑劑加入到高速混合桶中使之混合均勻；然後在雙螺杆擠出機內反應，雙螺杆每段的溫度分別為T屍170。C，T2=180°C，T3=190°C，T4=200°C，T5=205°C，T6=220°C，反應物在雙螺杆擠出機中的總停留時間在3min，主機轉速為330350rpm下進行熔融接枝，然後將接枝產物擠出冷卻，切粒即得到用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。實施例4:將20份高結晶PPHJ4045、18份PPCB5290、12份高結晶PPHJ730L、16份PPK8303、15份硫酸鋇、18.2份滑石粉、0.1份超級成核劑HPN-68L、0.4份抗氧劑(0.13份抗氧劑1010與0.27份抗氧劑168的復配)、0.3份乙撐雙硬脂醯胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然後，在雙螺杆擠出機混煉，雙螺杆每段的溫度分別為T屍170。C，T2=180°C，T3=190°C，T4=205°C，T5=210°C，T6=220°C，雙螺杆擠出機轉速為r=350rpm，最後，擠出、冷卻、切粒即得到用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。經檢測，採用本發明技術方案獲得的改性聚丙烯材料，其主要技術性能指標與ABS相比，見表1。材料的拉伸性能按照GB1040標準、彎曲模量按照GB9341在英國產TiniusOlsen材料試驗機上進行，衝擊性能在承德產衝擊試驗儀上按照GB1843標準測試，熔融指數按照GB3682標準在上海思而達科學儀器有限公司產的熔融指數儀上測試，材料熱變形溫度按照GB1634標準在承德產熱變形、維卡軟化點溫度測定系統上測試，洛氏硬度按照GB9342標準在上海材料試驗機廠產的洛氏硬度儀上測量。表l實施例與ABS的性能比較complextableseeoriginaldocumentpage10在複合體系中加入滑石粉，滑石粉的加入一方面降低成型收縮率，同時提高材料的剛性。硫酸鋇的加入除了達到進一步強化效果外，還對提高複合材料的表面光澤度起到至關重要的作用。在此基礎上，還在複合體系中加入結晶成核劑，提高pp的結晶速度，使球徑減小，減少成型收縮率，製備的材料的成型收縮率在0.8%左右，克服製品的翹曲變形問題，滿足使用要求。綜上明顯表明，本發明對通用樹脂PP進行改性，大大提高PP的強度和硬度，加快PP的結晶速度，降低PP的成型收縮率，製備的改性聚丙烯材料可代替ABS用於冰箱頂蓋，產品性能優異、光澤度較好，大大降低冰箱頂蓋的成本，實現通用樹脂工程化，帶來了可觀的經濟效益，成功應用於LG、新飛、美菱等知名品牌的冰箱產品上，其效果非常理想。以上僅是本發明的具體應用範例，對本發明的保護範圍不構成任何限制。凡採用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護範圍之內。權利要求1.用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特徵在於包含以下成分(重量百分比)高結晶PPHJ404515～20wt％，PPCB529015～20wt％，高結晶PPHJ730L10～15wt％，PPK830315～20wt％，硫酸鋇10～20wt％，滑石粉10～20wt％，成核劑0.05～0.15wt％，抗氧劑0.3～0.6wt％，潤滑劑0.2～0.5wt％。2.根據權利要求1所述的用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特徵在於其組分具有如下的重量百分比高結晶PPHJ4045:20wt%，PPCB5290:18wt%，高結晶PPHJ730L:12wt%，PPK8303:16wt%，硫酸鋇15wt%，滑石粉18.2Wt%，成核劑0.1wt%，抗氧劑0.4wt%，潤滑劑0.3Wt%。3.根據權利要求1或2所述的用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特徵在於所述硫酸鋇和滑石粉的粒徑在30004000目。4.根據權利要求1或2所述的用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特徵在於所述的成核劑為超級成核劑HPN-68L。5.根據權利要求1或2所述的用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特徵在於所述的抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168的復配物。6.根據權利要求1或2所述的用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特徵在於所述的潤滑劑為乙撐雙硬脂醯胺。7.製備權利要求1所述用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料的方法，其特徵在於包括以下步驟——①原料混合均勻按照配比將各組分材料加入高速混合桶中使之混合均勻；②在雙螺杆擠出機內反應將步驟①得到的混合物加入雙螺杆擠出機內混煉；雙螺杆擠出機共有六段，第一段和第二段擠出溫度在170190°C，其它幾段擠出溫度在190220°C之間；反應物在雙螺杆擠出機中的總停留時間為38min，雙螺杆擠出機轉速在300350rpm;③將得到的物料擠出後冷卻、切粒，即得到用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。8.根據權利要求7所述的用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料的製備方法，其特徵在於首先，將20份高結晶PPHJ4045、18份PPCB5290、12份高結晶PPHJ730L、16份PPK8303、15份硫酸鋇、18.2份滑石粉、0.1份超級成核劑HPN-68L、0.4份抗氧劑、0.3份乙撐雙硬脂醯胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然後，在雙螺杆擠出機混煉，雙螺杆每段的溫度分別為T產170。C，T2=180°C，T3=190°C，T4=205°C，T5=210°C，T6=220°C，雙螺杆擠出機轉速為r=350rpm，最後，擠出、冷卻、切粒即得到用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。全文摘要本發明涉及用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料及製備方法，成分的重量比為高結晶PPHJ404515～20wt％，PPCB529015～20wt％，高結晶PPHJ730L10～15wt％，PPK830315～20wt％，硫酸鋇10～20wt％，滑石粉10～20wt％，成核劑0.05～0.15wt％，抗氧劑0.3～0.6wt％，潤滑劑0.2～0.5wt％。其工藝先按照配比將各組分材料加入混合桶中使之混合均勻；再將混合物加入雙螺杆擠出機內混煉；雙螺杆擠出機第一段和第二段擠出溫度在170～190℃，其它幾段擠出溫度在190～220℃；最後將得到的物料擠出後冷卻、切粒即得到用於冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。通用對PP改性，提高PP的強度和硬度，降低PP的成型收縮率，製備的改性聚丙烯材料代替ABS用於冰箱頂蓋，產品性能優異。文檔編號F25D23/02GK101338054SQ20081002250公開日2009年1月7日申請日期2008年8月14日優先權日2008年8月14日發明者汪倩文,趙東明申請人:蘇州工業園區和昌電器有限公司