一種耐低溫聚丙烯複合材料及其製備方法與流程
2023-04-25 00:43:46 2
本發明涉及新材料技術領域，尤其是一種耐低溫聚丙烯複合材料及其製備方法。
背景技術：
聚丙烯(PP)是全球產量最大的樹脂之一，是一種結構規整的結晶型聚合物，具有密度小、無毒、易加工、吸溼性低、衝擊強度高、耐化學腐蝕、電絕緣性能好及性價比高等優點，廣泛應用於建築、汽車、包裝、機械等領域。中國發明專利CN 102838807 B公開了一種耐衝擊和低溫韌性良好的聚丙烯複合材料及其製備方法，通過對聚丙烯進行改性，提高了聚丙烯在低溫下的韌性，但是彈性體的加入使得聚丙烯在低溫環境下的剛性有所下降。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種耐低溫聚丙烯複合材料及其製備方法，能夠解決現有技術的不足，提高了聚丙烯改性後在低溫環境中的剛性。
一種耐低溫聚丙烯複合材料，其特徵在於：由以下組份的原料製成，
400～450份的聚丙烯、35～45份的穩定劑、20～30份的增容劑、10～20份的增強劑、3～15份的改性劑、5～10份的增韌劑、100～120份的聚對苯二甲醯對苯二胺、70～100份的乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、20～25份的4-阿基苯甲酯。
作為本發明的一種優選技術方案，所述穩定劑包括以下組份，
8～12wt％的硬脂酸鈣、25～35wt％的亞磷酸酯、3～7wt％的矽酮、1～3wt％的3-氯-4-甲基苯甲酸甲酯、5～10wt％的一乙醇胺、10～15wt％的3,5-二甲氧基苯胺、10～15wt％的2,5-二溴對苯二甲酸，餘量為酞酸二乙酯。
作為本發明的一種優選技術方案，所述增容劑包括以下組份，
13～20wt％的甲基丙烯酸縮水甘油酯、5～8wt％的月桂酸、15～22wt％的二乙醇亞硝胺、5～10wt％的2-哌啶甲酸乙酯、10～20wt％的2,3-吡嗪二甲醯胺、8～15wt％的4-氟-1,2-苯二酚，餘量為甲苯。
作為本發明的一種優選技術方案，所述增強劑包括以下組份，
10～15wt％的草醯乙酸、10～15wt％的丙三醇、3～5wt％的苯乙烯、15～25wt％的過氧化羥基二異丙苯、10～20wt％的水楊酸苯酯、5～15wt％的己二酸二丙酯，餘量為4-硝基肉桂醛。
作為本發明的一種優選技術方案，所述改性劑包括以下組份，
8～15wt％的環氧樹脂、3～6wt％的乙二酸、10～15wt％的油酸醯胺、10～15wt％的雙五氯二苯二硫、15～20wt％的2,5-二氯異硫氰酸苯酯、5～12wt％的二丁基硫醚，餘量為1，3-二硝基丙烷。
作為本發明的一種優選技術方案，所述增韌劑包括以下組份，
5～10wt％的苯甲酸酐、15～18wt％的丙烯腈、25～30wt％的十二烷基苯磺酸、3～5wt％的聚對苯二甲酸乙二醇酯、4～10wt％的N1-甲基-4-三氟甲氧基苯胺、10～15wt％的2,4,6-三溴苯丙烯酸酯，餘量為十八烷基異氰酸酯。
作為本發明的一種優選技術方案，所述乙烯-辛烯-戊二烯共聚物中乙烯含量為5～10wt％、辛烯含量為8～15wt％，餘量為戊二烯。
一種上述的耐低溫聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
A、將聚丙烯、改性劑和增韌劑放入反應釜內加熱至110～120℃，充分攪拌後加壓至0.5～0.6MPa，保持5～8小時；
B、向反應釜內加入穩定劑、增容劑和聚對苯二甲醯對苯二胺，溫度升至155℃～170℃，壓力降低至0.2～0.3MPa，充分攪拌1～2小時，製得中間料；
C、將中間料和增強劑、乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、4-阿基苯甲酯混合後放入擠出機，進行擠出成型。
採用上述技術方案所帶來的有益效果在於：本發明通過改進彈性體的組份，並利用增強劑降低增韌劑對於改性聚丙烯在低溫下剛性的影響。本發明提供的耐低溫聚丙烯複合材料具有良好的低溫性能，隨著溫度降低，在保持一定韌性的同時，其剛性下降幅度較低。應用範圍廣泛。
具體實施方式
實施例1
一種耐低溫聚丙烯複合材料，由以下組份的原料製成，
430份的聚丙烯、40份的穩定劑、22份的增容劑、18份的增強劑、10份的改性劑、7份的增韌劑、100份的聚對苯二甲醯對苯二胺、90份的乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、20份的4-阿基苯甲酯。
所述穩定劑包括以下組份，
10wt％的硬脂酸鈣、30wt％的亞磷酸酯、5wt％的矽酮、2wt％的3-氯-4-甲基苯甲酸甲酯、8wt％的一乙醇胺、14wt％的3,5-二甲氧基苯胺、12wt％的2,5-二溴對苯二甲酸，餘量為酞酸二乙酯。
所述增容劑包括以下組份，
15wt％的甲基丙烯酸縮水甘油酯、8wt％的月桂酸、20wt％的二乙醇亞硝胺、6wt％的2-哌啶甲酸乙酯、15wt％的2,3-吡嗪二甲醯胺、10wt％的4-氟-1,2-苯二酚，餘量為甲苯。
所述增強劑包括以下組份，
13wt％的草醯乙酸、12wt％的丙三醇、3wt％的苯乙烯、16wt％的過氧化羥基二異丙苯、17wt％的水楊酸苯酯、11wt％的己二酸二丙酯，餘量為4-硝基肉桂醛。
所述改性劑包括以下組份，
11wt％的環氧樹脂、5wt％的乙二酸、12wt％的油酸醯胺、14wt％的雙五氯二苯二硫、18wt％的2,5-二氯異硫氰酸苯酯、10wt％的二丁基硫醚，餘量為1，3-二硝基丙烷。
所述增韌劑包括以下組份，
6wt％的苯甲酸酐、17wt％的丙烯腈、30wt％的十二烷基苯磺酸、4wt％的聚對苯二甲酸乙二醇酯、7wt％的N1-甲基-4-三氟甲氧基苯胺、12wt％的2,4,6-三溴苯丙烯酸酯，餘量為十八烷基異氰酸酯。
所述乙烯-辛烯-戊二烯共聚物中乙烯含量為8wt％、辛烯含量為10wt％，餘量為戊二烯。
一種上述的耐低溫聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
A、將聚丙烯、改性劑和增韌劑放入反應釜內加熱至115℃，充分攪拌後加壓至0.55MPa，保持6小時；
B、向反應釜內加入穩定劑、增容劑和聚對苯二甲醯對苯二胺，溫度升至165℃，壓力降低至0.22MPa，充分攪拌2小時，製得中間料；
C、將中間料和增強劑、乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、4-阿基苯甲酯混合後放入擠出機，進行擠出成型。
實施例2
一種耐低溫聚丙烯複合材料，由以下組份的原料製成，
430份的聚丙烯、40份的穩定劑、22份的增容劑、18份的增強劑、10份的改性劑、7份的增韌劑、100份的聚對苯二甲醯對苯二胺、90份的乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、20份的4-阿基苯甲酯。
所述穩定劑包括以下組份，
10wt％的硬脂酸鈣、30wt％的亞磷酸酯、5wt％的矽酮、2wt％的3-氯-4-甲基苯甲酸甲酯、8wt％的一乙醇胺、14wt％的3,5-二甲氧基苯胺、12wt％的2,5-二溴對苯二甲酸，餘量為酞酸二乙酯。
所述增容劑包括以下組份，
15wt％的甲基丙烯酸縮水甘油酯、8wt％的月桂酸、20wt％的二乙醇亞硝胺、6wt％的2-哌啶甲酸乙酯、15wt％的2,3-吡嗪二甲醯胺、10wt％的4-氟-1,2-苯二酚，還有5wt％的酮基丙二酸二乙酯，餘量為甲苯。
所述增強劑包括以下組份，
13wt％的草醯乙酸、12wt％的丙三醇、3wt％的苯乙烯、16wt％的過氧化羥基二異丙苯、17wt％的水楊酸苯酯、11wt％的己二酸二丙酯，餘量為4-硝基肉桂醛。
所述改性劑包括以下組份，
11wt％的環氧樹脂、5wt％的乙二酸、12wt％的油酸醯胺、14wt％的雙五氯二苯二硫、18wt％的2,5-二氯異硫氰酸苯酯、10wt％的二丁基硫醚，餘量為1，3-二硝基丙烷。
所述增韌劑包括以下組份，
6wt％的苯甲酸酐、17wt％的丙烯腈、30wt％的十二烷基苯磺酸、4wt％的聚對苯二甲酸乙二醇酯、7wt％的N1-甲基-4-三氟甲氧基苯胺、12wt％的2,4,6-三溴苯丙烯酸酯，餘量為十八烷基異氰酸酯。
所述乙烯-辛烯-戊二烯共聚物中乙烯含量為8wt％、辛烯含量為10wt％，餘量為戊二烯。
一種上述的耐低溫聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
A、將聚丙烯、改性劑和增韌劑放入反應釜內加熱至115℃，充分攪拌後加壓至0.55MPa，保持6小時；
B、向反應釜內加入穩定劑、增容劑和聚對苯二甲醯對苯二胺，溫度升至165℃，壓力降低至0.22MPa，充分攪拌2小時，製得中間料；
C、將中間料和增強劑、乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、4-阿基苯甲酯混合後放入擠出機，進行擠出成型。
實施例3
一種耐低溫聚丙烯複合材料，由以下組份的原料製成，
430份的聚丙烯、40份的穩定劑、22份的增容劑、18份的增強劑、10份的改性劑、7份的增韌劑、100份的聚對苯二甲醯對苯二胺、90份的乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、20份的4-阿基苯甲酯。
所述穩定劑包括以下組份，
10wt％的硬脂酸鈣、30wt％的亞磷酸酯、5wt％的矽酮、2wt％的3-氯-4-甲基苯甲酸甲酯、8wt％的一乙醇胺、14wt％的3,5-二甲氧基苯胺、12wt％的2,5-二溴對苯二甲酸，餘量為酞酸二乙酯。
所述增容劑包括以下組份，
15wt％的甲基丙烯酸縮水甘油酯、8wt％的月桂酸、20wt％的二乙醇亞硝胺、6wt％的2-哌啶甲酸乙酯、15wt％的2,3-吡嗪二甲醯胺、10wt％的4-氟-1,2-苯二酚，還有5wt％的酮基丙二酸二乙酯，餘量為甲苯。
所述增強劑包括以下組份，
13wt％的草醯乙酸、12wt％的丙三醇、3wt％的苯乙烯、16wt％的過氧化羥基二異丙苯、17wt％的水楊酸苯酯、11wt％的己二酸二丙酯，還包括8wt％的叔丁基硫脲，餘量為4-硝基肉桂醛。
所述改性劑包括以下組份，
11wt％的環氧樹脂、5wt％的乙二酸、12wt％的油酸醯胺、14wt％的雙五氯二苯二硫、18wt％的2,5-二氯異硫氰酸苯酯、10wt％的二丁基硫醚，餘量為1，3-二硝基丙烷。
所述增韌劑包括以下組份，
6wt％的苯甲酸酐、17wt％的丙烯腈、30wt％的十二烷基苯磺酸、4wt％的聚對苯二甲酸乙二醇酯、7wt％的N1-甲基-4-三氟甲氧基苯胺、12wt％的2,4,6-三溴苯丙烯酸酯，餘量為十八烷基異氰酸酯。
所述乙烯-辛烯-戊二烯共聚物中乙烯含量為8wt％、辛烯含量為10wt％，餘量為戊二烯。
一種上述的耐低溫聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
A、將聚丙烯、改性劑和增韌劑放入反應釜內加熱至115℃，充分攪拌後加壓至0.55MPa，保持6小時；
B、向反應釜內加入穩定劑、增容劑和聚對苯二甲醯對苯二胺，溫度升至165℃，壓力降低至0.22MPa，充分攪拌2小時，製得中間料；
C、將中間料和增強劑、乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、4-阿基苯甲酯混合後放入擠出機，進行擠出成型。
實施例4
一種耐低溫聚丙烯複合材料，由以下組份的原料製成，
430份的聚丙烯、40份的穩定劑、22份的增容劑、18份的增強劑、10份的改性劑、7份的增韌劑、100份的聚對苯二甲醯對苯二胺、90份的乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、20份的4-阿基苯甲酯。
所述穩定劑包括以下組份，
10wt％的硬脂酸鈣、30wt％的亞磷酸酯、5wt％的矽酮、2wt％的3-氯-4-甲基苯甲酸甲酯、8wt％的一乙醇胺、14wt％的3,5-二甲氧基苯胺、12wt％的2,5-二溴對苯二甲酸，餘量為酞酸二乙酯。
所述增容劑包括以下組份，
15wt％的甲基丙烯酸縮水甘油酯、8wt％的月桂酸、20wt％的二乙醇亞硝胺、6wt％的2-哌啶甲酸乙酯、15wt％的2,3-吡嗪二甲醯胺、10wt％的4-氟-1,2-苯二酚，還有5wt％的酮基丙二酸二乙酯，餘量為甲苯。
所述增強劑包括以下組份，
13wt％的草醯乙酸、12wt％的丙三醇、3wt％的苯乙烯、16wt％的過氧化羥基二異丙苯、17wt％的水楊酸苯酯、11wt％的己二酸二丙酯，還包括8wt％的叔丁基硫脲，餘量為4-硝基肉桂醛。
所述改性劑包括以下組份，
11wt％的環氧樹脂、5wt％的乙二酸、12wt％的油酸醯胺、14wt％的雙五氯二苯二硫、18wt％的2,5-二氯異硫氰酸苯酯、10wt％的二丁基硫醚，還包括15wt％的煙醯苯胺，餘量為1，3-二硝基丙烷。
所述增韌劑包括以下組份，
6wt％的苯甲酸酐、17wt％的丙烯腈、30wt％的十二烷基苯磺酸、4wt％的聚對苯二甲酸乙二醇酯、7wt％的N1-甲基-4-三氟甲氧基苯胺、12wt％的2,4,6-三溴苯丙烯酸酯，餘量為十八烷基異氰酸酯。
所述乙烯-辛烯-戊二烯共聚物中乙烯含量為8wt％、辛烯含量為10wt％，餘量為戊二烯。
一種上述的耐低溫聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
A、將聚丙烯、改性劑和增韌劑放入反應釜內加熱至115℃，充分攪拌後加壓至0.55MPa，保持6小時；
B、向反應釜內加入穩定劑、增容劑和聚對苯二甲醯對苯二胺，溫度升至165℃，壓力降低至0.22MPa，充分攪拌2小時，製得中間料；
C、將中間料和增強劑、乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、4-阿基苯甲酯混合後放入擠出機，進行擠出成型。
實施例5
一種耐低溫聚丙烯複合材料，由以下組份的原料製成，
430份的聚丙烯、40份的穩定劑、22份的增容劑、18份的增強劑、10份的改性劑、7份的增韌劑、100份的聚對苯二甲醯對苯二胺、90份的乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、20份的4-阿基苯甲酯。
所述穩定劑包括以下組份，
10wt％的硬脂酸鈣、30wt％的亞磷酸酯、5wt％的矽酮、2wt％的3-氯-4-甲基苯甲酸甲酯、8wt％的一乙醇胺、14wt％的3,5-二甲氧基苯胺、12wt％的2,5-二溴對苯二甲酸，餘量為酞酸二乙酯。
所述增容劑包括以下組份，
15wt％的甲基丙烯酸縮水甘油酯、8wt％的月桂酸、20wt％的二乙醇亞硝胺、6wt％的2-哌啶甲酸乙酯、15wt％的2,3-吡嗪二甲醯胺、10wt％的4-氟-1,2-苯二酚，還有5wt％的酮基丙二酸二乙酯，餘量為甲苯。
所述增強劑包括以下組份，
13wt％的草醯乙酸、12wt％的丙三醇、3wt％的苯乙烯、16wt％的過氧化羥基二異丙苯、17wt％的水楊酸苯酯、11wt％的己二酸二丙酯，還包括8wt％的叔丁基硫脲，餘量為4-硝基肉桂醛。
所述改性劑包括以下組份，
11wt％的環氧樹脂、5wt％的乙二酸、12wt％的油酸醯胺、14wt％的雙五氯二苯二硫、18wt％的2,5-二氯異硫氰酸苯酯、10wt％的二丁基硫醚，還包括15wt％的煙醯苯胺，餘量為1，3-二硝基丙烷。
所述增韌劑包括以下組份，
6wt％的苯甲酸酐、17wt％的丙烯腈、30wt％的十二烷基苯磺酸、4wt％的聚對苯二甲酸乙二醇酯、7wt％的N1-甲基-4-三氟甲氧基苯胺、12wt％的2,4,6-三溴苯丙烯酸酯，餘量為十八烷基異氰酸酯。
所述乙烯-辛烯-戊二烯共聚物中乙烯含量為8wt％、辛烯含量為10wt％，餘量為戊二烯。
一種上述的耐低溫聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟：
A、將聚丙烯、改性劑和增韌劑放入反應釜內加熱至115℃，充分攪拌後加壓至0.55MPa，保持6小時；
B、向反應釜內加入穩定劑、增容劑和聚對苯二甲醯對苯二胺，溫度升至165℃，壓力降低至0.22MPa，充分攪拌2小時，製得中間料；
C、將中間料和增強劑、乙烯-辛烯-戊二烯共聚物、4-阿基苯甲酯混合後放入擠出機，進行擠出成型；擠出機共有5段溫區，從擠出機的進料口至出料口分別為，第一段溫度為175～180℃，第二段溫度為165～170℃，第三段溫度為160～165℃，第四段溫度為185～190℃，第五段溫度為195～200℃。
使用背景技術所述專利的實施例1提供的製備方法(作為對比例)和本發明所提供的製備方法進行聚丙烯複合材料的製備，然後使用背景技術中引用專利文獻內記載的測試方法對樣品進行測試，結果如下：
從實驗結果可以看出，本發明提供的抗老化聚丙烯複合材料可以有效提高在低溫環境中的剛性，具有優秀的低溫性能。
上述描述僅作為本發明可實施的技術方案提出，不作為對其技術方案本身的單一限制條件。