一種改性聚丙烯及其製備方法和應用的製作方法
2023-05-01 15:22:01 2
專利名稱：一種改性聚丙烯及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種改性聚丙烯及其製備方法和應用，具體地說涉及一種高抗衝擊超低收縮率的改性聚丙烯及其製備方法和應用。
背景技術：
聚丙烯是一種用途廣泛的通用塑料，由丙烯單體聚合而成，英文縮寫為PP，其熔點為165～175℃，屬半結晶性塑料；在改性塑料領域，尤其對於填充較高的情況下，其剛性和韌性很難同時提高；另外，通常注塑級的純聚丙烯樹脂的收縮率為1.6～1.8％，明顯大於其他非結晶性材料如HIPS、ABS、PC，其收縮率一般為0.6％。
聚丙烯樹脂根據聚合方法和分子鏈段排列形式，主要分為共聚、均聚兩大類。共聚PP衝擊韌性較高，但剛性較低，通常Izod缺口衝擊強度5.0～50.0KJ/m2，彎曲模量700～1500MPa；而均聚PP衝擊韌性較差，剛性則較高，通常Izod缺口衝擊強度3.0～5.0KJ/m2，彎曲模量1400～2200MPa。
普通PP樹脂很難滿足各種行業的應用要求，改性聚丙烯材料的應用範圍已經非常廣泛，但如汽車、家電等行業，對改性PP的技術水平要求日益提高，同時也提出一些更高的要求，在材料的機械性能上，甚至要達到或接近工程塑料的水平，而在改性聚丙烯材料工程化過程中，最難解決的問題之一，即在保證材料具有較高的韌性、優良的外觀和優異的加工性能的同時，收縮率很難做到如ABS等工程塑料的水平。
在通常的改性方法下，改性聚丙烯材料的收縮率如表一。
表一 不同改性方法對聚丙烯收縮率的影響
技術內容本發明所要解決的技術問題在於提供一種改性聚丙烯及其製備方法和應用，以解決現有技術中剛性、抗衝擊性與收縮率較難平衡等缺陷。
本發明首先提供了一種改性聚丙烯，該聚丙烯包括如下重量百分比的組分增韌劑 0～70％增強劑 10～30％熱穩定劑 0.2～1.0％光穩定劑 0.1～1.0％加工助劑 0.1～1.0％聚丙烯 餘量；其中聚丙烯為高抗衝擊共聚聚丙烯與高流動性共聚聚丙烯按照重量比1∶0.25-4的混合物。
所述的高流動性共聚PP，按ISO非增強類熱塑性塑料測試標準，熔融指數≥30g/10min(230℃，2.16kg)；所述的高抗衝擊共聚PP，按ISO非增強類熱塑性塑料測試標準，懸臂量缺口衝擊強度≥35KJ/m2(23℃)。
其中所述的增韌劑為乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物(POE)、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物(EPDM)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBS)、氫化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、丙烯-乙烯接枝共聚物中的一種或一種以上；增韌劑的加入可大大的改善體系的抗衝擊韌性，同時還具有收縮率改性劑的作用，可採用市售產品，優選牌號為HIFAX 7271；所述增強劑為片狀滑石粉或滑石母粒，且粒徑95％以上分布在1.0μm～4.0μm；所述的熱穩定劑為酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類的複合物中的一種或一種以上；其中酚類為四[β-(3，5-二叔丁基-4羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或2，6-二(1-苯基)乙基-4-壬基苯酚中的一種或兩種，亞磷酸酯類為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯；硫代酯類為硫代二丙酸雙(十八)酯或硫代二丙酸二硬脂醇酯中的一種或兩種，其商品名為Irganox、Naugard、Hostanox、Cyanox等，優選的牌號為Ciba公司的Irganox 1010。熱穩定劑可以提高材料在加工和使用過程中的耐熱老化性能，所述的光穩定劑可以提高材料在使用過程中的耐光老化性能，可為受阻胺類或紫外線吸收劑；其中受阻胺類可為雙(2，2，6，6-四基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚-[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)-亞氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基]-[2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]-亞己基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞氨基]]中的一種或一種以上；紫外線吸收劑為苯並三唑類2-(2』-羥基-3』，5』-二叔丁基苯基)-5-氯代苯並三唑、二苯甲酮類(2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮中的一種或一種以上；優選的光穩定劑牌號為TINUV 770(市售產品)。
所述的加工助劑低分子酯類或醯胺類中的一種或一種以上；其中低分子酯類為硬脂酸、金屬皂(Cast或Znst)或硬脂酸複合酯中的一種或一種以上，醯胺類為芥酸醯胺。
本發明還提供了改性聚丙烯的製備方法，將聚丙烯與40-60％的增韌劑、滑石粉、熱穩定劑、光穩定劑、加工助劑至於高混機，混合均勻；再將剩餘40-60％的增韌劑加入高混機，混合均勻；然後在190～230℃的溫度下熔融混煉、擠出造粒，即得。
本發明得到的改性聚丙烯可應用於替代低收縮率塑料如HIPS、ABS，並可應用與家電部件、汽車飾件、電動工具部件或對尺寸穩定性要求較高的注塑產品中。
對本發明所得到的改性聚丙烯採用ISO標準進行檢測。測試試樣，由CJ80NC型注塑機在200～230℃下注塑成型。
物理機械性能的測試方法1)密度按ISO11832)拉伸強度按ISO527測試速度50mm/min3)懸臂缺口衝擊強度按ISO180測試衝擊實驗機型號XJU-224)熔體流動速率按ISO1133測試條件230℃/2.16KG5)彎曲模量按ISO178測試速度2mm/min6)收縮率按GB15585方法，成型收縮率計算方法如下 具體測試方法應用127×12.7×3.2mm注塑模具，並用同型號注塑機，保證完全相同的注塑工藝製備樣件，樣件在23±2℃，溼度50±2％的條件下調節24±2h後，測量以樣條遠澆口端長度為準，精確到0.02mm，測試至少五根樣件，取平均值進行計算。
採用上述方法結果表明，所說的高抗衝擊、超低收縮率各項性能指標均達到或超過預定的要求，解決了材料剛性韌性很難平衡的缺點，同時解決了汽車行業對高布氏硬度和低氣味材料的要求。材料在23℃，溼度50％下的彎曲模量可達1450MPa時，懸臂梁缺口衝擊強度仍可達45KJ/m2以上；成型收縮率達0.4％，在衝擊強度和成型收縮率上已經完全達到了部分工程塑料程度。
具體的實施方式採用生產產品的主要設備有高速混合機轉速650～1300轉/分雙螺杆擠出機螺杆轉速250-450rpm，機筒溫度190～230℃水槽水溫20～55℃切粒機轉速600～1000rpm實施例1
對實施例1的產品進行檢測，其結果如表1表1
實施例2
對實施例2的產品進行檢測，其結果如表2表2
權利要求
1.一種改性聚丙烯，其特徵在於該聚丙烯包括如下重量百分比的組分增韌劑0～70％增強劑10～30％熱穩定劑 0.2～1.0％光穩定劑 0.1～1.0％加工助劑 0.1～1.0％聚丙烯餘量；其中聚丙烯為高抗衝擊共聚聚丙烯與高流動性共聚聚丙烯按照重量比1∶0.25-4的混合物。
2.根據權利要求1所述的改性聚丙烯，其特徵在於所述的增韌劑為乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、氫化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯-乙烯接枝共聚物中的一種或一種以上。
3.根據權利要求1所述的改性聚丙烯，其特徵在於所述的增強劑為片狀滑石粉或滑石母粒。
4.根據權利要求1所述的改性聚丙烯，其特徵在於所述的熱穩定劑為酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類的複合物中的一種或一種以上；其中酚類為四[β-(3，5-二叔丁基-4羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或2，6-二(1-苯基)乙基-4-壬基苯酚中的一種或兩種，亞磷酸酯類為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯；硫代酯類為硫代二丙酸雙(十八)酯或硫代二丙酸二硬脂醇酯中的一種或兩種。
5.根據權利要求1所述的改性聚丙烯，其特徵在於所述的光穩定劑為受阻胺類或紫外線吸收劑；其中受阻胺類為雙(2，2，6，6-四基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚-[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)-亞氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基]-[2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]-亞己基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞氨基]]中的一種或一種以上；紫外線吸收劑為苯並三唑類2-(2』-羥基-3』，5』-二叔丁基苯基)-5-氯代苯並三唑、二苯甲酮類(2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮或2-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮中的一種或一種以上。
6.根據權利要求1所述的改性聚丙烯，其特徵在於所述的加工助劑為低分子酯類或醯胺類中的一種或一種以上；其中低分子酯類為硬脂酸、金屬皂或硬脂酸複合酯中的一種或一種以上，醯胺類為芥酸醯胺。
7.一種製備權利要求1-6任一項所述的改性聚丙烯的方法，其特徵在於將聚丙烯與40-60％的增韌劑、滑石粉、熱穩定劑、光穩定劑、加工助劑至於高混機，混合均勻；再將剩餘40-60％的增韌劑加入高混機，混合均勻；然後在190～230℃的溫度下熔融混煉、擠出造粒，即得。
8.一種如權利要求1-6任一項所述的改性聚丙烯在與家電部件、汽車飾件、電動工具部件或對尺寸穩定性要求較高的注塑產品中的應用。
全文摘要
本發明提供了一種改性聚丙烯，在高抗衝擊共聚聚丙烯與高流動性共聚聚丙烯按照重量比1∶0.25－4的混合物中，添加一定重量百分比的增韌劑、增強劑、熱穩定劑、光穩定劑和加工助劑。製備而成的改性聚丙烯高抗衝擊、超低收縮率各項性能指標均達到或超過預定的要求，解決了通用塑料工程化過程中收縮率很難降低的問題，使材料具有高的抗衝擊性能的同時也保證了材料具有一定的剛性和優良的加工性能。可應用與家電部件、汽車飾件、電動工具部件或對尺寸穩定性要求較高的注塑產品中。
文檔編號C08J3/12GK1927932SQ20051002955
公開日2007年3月14日 申請日期2005年9月9日 優先權日2005年9月9日
發明者周英輝 申請人:上海金髮科技發展有限公司