一種汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度聚丙烯材料及其製備方法

2023-04-24 11:31:26

專利名稱：一種汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度聚丙烯材料及其製備方法
一種汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度聚丙烯材料及其製備方法技術領域
本發明屬於聚丙烯材料改性技術領域，尤其涉及一種汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度聚丙烯材料及其製備方法。
背景技術：
汽車膨脹水箱是一個要求較高的功能件，既要有一定的透明度能看清冷凍液的水位，又要適應發動機冷卻系統的高溫要求，經受外界氣候的考驗，因此要求其在_40°C 120°C之間性能穩定，同時還應承受箱體內過壓達lOOkPa、欠壓達4kPa的考驗。另外吹塑汽車膨脹水箱屬於大型吹塑製件，要求材料熔體強度高，熔體不容易產生下垂。
聚丙烯機械性能良好、無毒、相對密度低、耐熱、耐化學藥品，成為合成樹脂中增長速度最快、新品種開發最為活躍的通用材料之一。但是聚丙烯透明度低，低溫衝擊強度低， 雖然可通過使用抗衝擊改性劑在模量上作出一些犧牲來改善低溫衝擊性能。但是大部分的抗衝擊改性劑都會使材料的透明性和耐高溫性能下降。因此需要一種既提供改善韌性和低溫衝擊性，同時又保持較好光學透明度和耐高溫性能的聚丙烯材料。
中國專利(公開號CN 101503539A)公開了一種增韌耐寒透明改性聚丙烯材料及製備方法，通過添加一種折光率與聚丙烯相近的α烯烴形成的丙烯和α烯烴的半結晶聚合物為增韌劑，在降低對聚丙烯材料的透明度的影響下實現對聚丙烯的耐寒增韌，並通過復配β晶型成核劑後與α晶型成核劑並用，提高聚丙烯的透明度。但是其實施例中低溫 (-200C )缺口衝擊強度最好的也只有3. 9KJ/m2，遠遠不能滿足汽車膨脹水箱在我國北方寒冷天氣下的使用。中國專利號ZL200410013^6. 8公開了一種透明高熔體強度聚丙烯樹脂的製備方法，採用分段聚合的方法，使聚丙烯樹脂含有一定量的超高分子量的聚丙烯，熔體強度比較高，但是低溫韌性不夠，並且設備和生產步驟都比較複雜，不適用於一般的共混改性企業。發明內容
本發明所要解決的技術問題正是為了克服上述聚丙烯材料的不足，提供一種汽車膨脹水箱用聚丙烯材料，該材料不僅具有優良的韌性、耐寒性，且同時具有透明易吹塑加工等特點。
本發明所述汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度的聚丙烯材料，由下列原料按重量百分比製備而成
聚丙烯88-95%耐寒增韌劑3-10%交聯劑0.05-0.1%助交聯劑1-3%抗氧劑0.1-0.3%潤滑劑0.3-1%上述聚丙烯為熔融指數0. l-5g/10min透明無規共聚聚丙烯，這種共聚聚丙烯分子量高，具有較高的熔體強度和衝擊強度。耐寒增韌劑為SEBS ；交聯劑為過氧化二異丙苯 (DCP)、α，α-(雙叔丁過氧基)二異丙苯(BIBP)中的一種；助交聯劑為市售苯乙烯；抗氧劑為1010或168或兩者任意比例的混合物；潤滑劑為硬脂酸鈣。本發明的製備方法是將聚丙烯、耐寒增韌劑、交聯劑、苯乙烯、抗氧劑和潤滑劑混合均勻後，於雙螺杆擠出機中熔融共混反應擠出造粒；擠出機工藝條件為雙螺杆擠出機 1-2區溫度為160-190°C，3-4區溫度為210_230°C，5-6區溫度為220_240°C，7-8區溫度為 220-230°C，機頭溫度為210-220°C，螺杆轉速為300-350轉/分鐘。本發明以透明無規共聚聚丙烯為基體，SEBS為耐寒增韌劑，通過反應擠出將聚丙烯與SEBS進行微交聯增容，保持聚丙烯的透明度，提高耐寒性和熔體強度，適用於製造汽車吹塑膨脹水箱料。SEBS是由SBS氫化而得，SEBS和許多高聚物共混相容性好，尤其與PP，兩者的溶解度參數接近，相容性優異，SEBS能在用量為0-70%時與PP共混，形成海島或連續的互傳網絡結構的共混物。當SEBS的用量控制在一定範圍時聚丙烯能保持原來的透明度。所以採用SEBS作為增韌劑不僅具有增韌耐寒的作用，而且與聚丙烯的相容性好，能較好保持聚丙烯的透明性。反應擠出是以螺杆和料筒組成的塑化擠壓系統作為連續反應器，將參加反應的各組分在螺杆轉動下實現各原料之間的混合、輸送、塑化、反應和擠出的過程。本發明交聯劑為過氧化二異丙苯(DCP)、α，α-(雙叔丁過氧基)二異丙苯(BIBP)中的一種；苯乙烯為助交聯劑，在雙螺杆擠出機中實現PP與SEBS的微交聯，改善了 PP熔體強度差，耐熔垂性差的特點。本發明採用特定的原料組合，通過大量試驗確定的上述組合以及百分比範圍使本發明形成的聚丙烯材料具有低溫韌性、熔體強度和透明的優良平衡。所得的膨脹汽車水箱用聚丙烯材料透光率保持在45%，零下30度缺口衝擊達到^(J/m2，吹塑膨脹水箱時吹塑成型容易，製品厚薄均勻，破損率小。
具體實施例方式以下實施例用以進一步解釋本發明，但本發明不只限於這些實施例。實施例1一種汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度的聚丙烯材料，主要由下列原料組成原料組成重量份無規共聚聚丙烯95SEBS3DCP0.05市售苯乙烯1抗氧劑10100.2抗氧劑1680.2硬脂酸鈣0.5
按重量百分比稱取聚丙烯、耐寒增韌劑、交聯劑、苯乙烯、抗氧劑和潤滑劑在高速混合機中混合均勻，於雙螺杆擠出機中熔融共混反應擠出造粒。擠出機工藝條件為雙螺杆擠出機1-2區溫度為160-190°C，3-4區溫度為210_230°C，5-6區溫度為220_240°C，7-8區溫度為220-230°C，機頭溫度為210-220°C，螺杆轉速為300-350轉/分鐘。所得擠出粒料經乾燥後注塑成標準樣條，測試其性能，其結果如表1所示。
表1實施例1所得材料性能測試結果
權利要求
1.一種汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度的聚丙烯材料，主要由下列原料按重量比製備而成聚丙烯88-95%耐寒增韌劑3-10%交聯劑0.05-0.1%助交聯劑1-3%抗氧劑0.1-0.3%潤滑劑0.3-1%
2.按權利要求1所述的汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度的聚丙烯材料，其特徵在於所述聚丙烯為熔融指數0. l-5g/10min透明無規共聚聚丙烯。
3.按權利要求1所述的汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度的聚丙烯材料，其特徵在於所述耐寒增韌劑為SEBS.
4.按權利要求1所述的汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度的聚丙烯材料，其特徵在於所述交聯劑為過氧化二異丙苯(DCP)、α，α-(雙叔丁過氧基)二異丙苯(BIBP)中的一種。
5.按權利要求1所述的汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度的聚丙烯材料，其特徵在於所述助交聯劑為市售苯乙烯。5.按權利要求1所述的汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度的聚丙烯材料，其特徵在於所述抗氧劑為1010或168或兩者任意比例的混合物。
6.按權利要求1所述的汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度的聚丙烯材料，其特徵在於所述潤滑劑為硬脂酸鈣。
7.權利要求1-6任一項所述的汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度的聚丙烯材料的製備方法，其特徵在將聚丙烯、耐寒增韌劑、交聯劑、助交聯劑、苯乙烯、抗氧劑和潤滑劑混合均勻後，於雙螺杆擠出機中熔融共混反應擠出造粒；擠出機工藝條件為雙螺杆擠出機 1-2區溫度為160-190°C，3-4區溫度為210_230°C，5-6區溫度為220_240°C，7-8區溫度為 220-230°C，機頭溫度為210-220°C，螺杆轉速為300-350轉/分鐘。
全文摘要
本發明提供一種汽車膨脹水箱用透明耐寒高熔體強度聚丙烯材料及其製備方法。該材料按重量百分比由下列組分組成聚丙烯88-95％、耐寒增韌劑3-10％、交聯劑0.05-0.1％、助交聯劑1-3％、抗氧劑0.1-0.3％、潤滑劑0.3-1％本發明以透明無規共聚聚丙烯為基體，SEBS為耐寒增韌劑劑，通過反應擠出將聚丙烯與SEBS進行微交聯增容，保持聚丙烯的透明度，提高耐寒性和熔體強度，適用於製造汽車吹塑膨脹水箱料。
文檔編號B29C47/92GK102492225SQ20111038516
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者佘金牛, 張明, 張靜志 申請人:南京鴻瑞塑料製品有限公司