一種高性能高透明PP‑PS複合材料及其製備方法與流程

2023-10-27 06:52:37

本發明屬於高分子材料技術領域，特別是指一種高性能高透明PP-PS複合材料及其製備方法。

背景技術：

隨著工業水平的不斷提高，透明塑料越來越被人們應用到汽車、家電、醫療中。聚丙烯和聚苯乙烯均為透明塑料，且經們的折光指數相同；將聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)進行共混，並加入成核劑和相容劑，最後製得一種高性能高透明PP-PS複合材料。這種材料至今尚未見於報導。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種高性能高透明PP-PS複合材料及其製備方法，以提高PP-PS複合材料的物理性能。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種高性能高透明PP-PS複合材料，由以下重量份的組分製成：

所述相容劑為EPDM-g-(MAH-St)；

所述EPDM-g-(MAH-St)的製備方法包括以下步驟：

(1)稱取原料馬來酸酐、苯乙烯、過氧化二異丙苯及三元乙丙橡膠；

(2)將稱取的原料在高速攪拌機攪拌2-4h，得混合料A；

(3)將混合料A投入至擠出機中擠出造粒，再於80-100℃的真空乾燥箱中乾燥5-8h既得到EPDM-g-(MAH-St)。

所述馬來酸酐、所述苯乙烯、所述過氧化二異丙苯及所述三元乙丙橡膠的質量比為10-16：3-7：2-6：60-80。

所述高速攪拌機的轉速是180-230r/min。

所述擠出機包括順次排布的六個溫度區，一區溫度140～160℃，二區溫度180～230℃，三區溫度180～230℃，四區溫度180～230℃，五區溫度180～230℃，六區溫度180～230℃，機頭溫度180～230℃；螺杆轉速180～260r/min。

所述成核劑為β晶型成核劑NA-11。

所述抗氧劑為三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯中的一種或幾種的混合。

所述的潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鉀中的一種或多種。

一種上述任一項所述的高韌性高透明PP-PS複合材料的製備方法，包括以下步驟：

(1)稱取50份-70份的PP、30份-50份的PS、0.1份-0.3份相容劑、0.1份-0.3份成核劑、0.1份-0.5份抗氧劑、0.1份-0.3份潤滑劑混合併攪拌均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到PP-PS複合材料。

優選地，所述步驟(2)具體為：將步驟(1)中得到的混合料投入到雙螺杆擠出機的料鬥中擠出造粒，其中，所述雙螺杆擠出機包括順次排布的六個溫度區，一區溫度180～200℃，二區溫度220～260℃，三區溫度220～260℃，四區溫度220～260℃，五區溫度220～260℃，六區溫度220～260℃，機頭溫度220～260℃；螺杆轉速180～260r/min。

本發明的有益效果是：

本技術方案根據光散射理論，在一個多相體系中當一相以球狀分散在連續相中，若兩相的折光指數十分接近，則光在相界面上的散射可以忽略，分散相對本體相透明性的影響不大。為了讓光散射最小化，只有使兩者的折光指數相匹配才能使分散相對製品光學性能的影響降低到最低限度，所以本發明選用的主基料PP和PS折光指數相同。

本技術方案合成的EPDM-g-(MAH-St)，可以很好地作為PP和PS的相容劑，增強PP和PS材料的結合力，提高PP-PS材料的物理性能。

隨著成核劑NA-11的加入，PP-PS體系中的晶核數量急劇上升，結晶速率加快，這使得球晶沒有充分的時間和空間長大，從而形成一些細小的晶粒，當它們的直徑小於可見光的波長時，PP-PS的光學性能得到改善。

具體實施方式

以下通過實施例來詳細說明本發明的技術方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發明的技術方案，而不能解釋為是對本發明技術方案的限制。

本申請提供一種高性能高透明PP-PS複合材料，由以下重量份的組分製成：

所述PP和PS均為透明塑料，且它們的折光指數相同。

所述相容劑為EPDM-g-(MAH-St)。

所述EPDM-g-(MAH-St)，其製備方法如下：

(1)稱取原料馬來酸酐(MAH)、苯乙烯(St)、過氧化二異丙苯(DCP)、三元乙丙橡膠(EPDM)。

(2)將稱取的原料在高速攪拌機攪拌2-4h，得混合料A。

(3)將混合料A投入至擠出機中擠出造粒，再於80-100℃的真空乾燥箱中乾燥5-8h既得產物。

優選地，步驟(1)中的MAH、St、DCP、EDPM的質量比為(10-16)：(3-7)：(2-6)：(60-80)，DCP的作用是引發劑。

優選地，步驟(2)的高速攪拌機轉速是180-230r/min。

優選地，步驟(3)的擠出機包括順次排布的六個溫度區，一區溫度140～160℃，二區溫度180～230℃，三區溫度180～230℃，四區溫度180～230℃，五區溫度180～230℃，六區溫度180～230℃，機頭溫度180～230℃；螺杆轉速180～260r/min。

所述成核劑為β晶型成核劑NA-11。

所述抗氧劑為巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯(簡稱Irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(簡稱Irganox1010)和1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯(簡稱Irganox1330)中的一種或幾種的混合。

所述潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鉀中的一種或多種。

一種上述任一項的高韌性高透明PP-PS複合材料的製備方法，包括以下步驟：

(1)稱取50份-70份的PP、30份-50份的PS、0.1份-0.3份相容劑、0.1份-0.3份成核劑、0.1份-0.5份抗氧劑、0.1份-0.3份潤滑劑混合併攪拌均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到PP-PS複合材料。

優選地，所述步驟(2)具體為：將步驟(1)中得到的混合料投入到雙螺杆擠出機的料鬥中擠出造粒，即得到PP-PS複合材料，其中，所述雙螺杆擠出機包括順次排布的六個溫度區，一區溫度180～200℃，二區溫度220～260℃，三區溫度220～260℃，四區溫度220～260℃，五區溫度220～260℃，六區溫度220～260℃，機頭溫度220～260℃；螺杆轉速180～260r/min。

本發明的實施例中所用的原料如下：

PP(型號Z30S)，鎮海煉化；PS(型號350)，臺灣國喬；NA-11，餘姚歐利塑化；EPDM,上海晶克實業；馬來酸酐，天津市博迪化工；苯乙烯，天津市化學試劑六廠；DCP，湖北中料；硬脂酸鈣，湖北中料化工；硬質酸鈉，湖北興銀河化工；硬脂酸鉀，鄭州邦諾化工；抗氧劑(型號Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。

本發明所用的測試儀器如下：

ZSK30型雙螺杆擠出機，德國W&P公司；JL-1000型拉力試驗機，廣州市廣才實驗儀器公司生產；HTL900-T-5B型注射成型機，海太塑料機械有限公司生產；XCJ-500型衝擊測試機，承德試驗機廠生產；QT-1196型拉伸測試儀，東莞市高泰檢測儀器有限公司；QD-GJS-B12K型高速攪拌機，北京恆奧德儀器儀表有限公司。

EPDM-g-(MAH-St)的製備

製備例1

EPDM-g-(MAH-St)的製備方法如下：

(1)稱取原料馬來酸酐(MAH)、苯乙烯(St)、過氧化二異丙苯(DCP)、三元乙丙橡膠(EPDM)；其中的MAH、St、DCP、EDPM的質量比為10：3：2：60，DCP的作用是引發劑。