一種高剛耐熱聚丙烯/聚苯硫醚PP/PPS合金及其制備方法與流程

文檔序號：12814963閱讀：1044來源：國知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>有機(jī)化合物處理,合成應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明涉及一種高剛耐熱聚丙烯/聚苯硫醚pp/pps合金及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚丙烯具有加工性能優(yōu)良、抗有機(jī)溶劑和酸堿腐蝕性好，同時(shí)質(zhì)輕、價(jià)廉，廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾件、電子和家用電器產(chǎn)品的外殼等。經(jīng)過改性現(xiàn)在已經(jīng)在很多應(yīng)用場合替代了工程塑料，是目前增長速度最快、應(yīng)用最廣的通用型熱塑性塑料。

聚丙烯剛韌平衡性可以通過生產(chǎn)工藝和催化劑技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和提高，使產(chǎn)品具有更加優(yōu)異的綜合性能，但是產(chǎn)品開發(fā)難度較大，難以同時(shí)滿足市場某些領(lǐng)域?qū)Σ牧细邉傂?、高抗沖以及耐熱性能的要求。聚苯硫醚(pps)是一種性能優(yōu)異的工程塑料，具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)性能(僅次于四氟乙烯)、阻燃性能及尺寸穩(wěn)定性，但也存在耐沖擊性能差，加工成型性有待提高等缺點(diǎn)。因此可以利用兩者的優(yōu)點(diǎn)制備出密度低、力學(xué)性能優(yōu)良、耐溶劑性和耐熱性能優(yōu)良的聚丙烯/聚苯硫醚合金(縮寫為pp/pps合金)材料，取代部分價(jià)格較高的工程塑料。cn101348589介紹了一種填充型聚苯硫醚/聚丙烯復(fù)合材料及成型方法,主要內(nèi)容是將改性二硫化鉬與聚丙烯和聚苯硫醚通過機(jī)械共混,然后在模壓成型機(jī)上制備出填充型聚苯硫醚/聚丙烯復(fù)合材料。us6,830,792報(bào)到了一種聚烯烴/聚苯硫醚(po/pps)合金及其材料相結(jié)構(gòu)，該方法使用乙烯/甲基丙烯酸脫水甘油酯共聚物作為相容劑，來提高po與pps之間的相容性，制備得到的pp/pps復(fù)合材料具有優(yōu)異的剛性和韌性、以及優(yōu)良的加工性能和耐用性。上述專利公開的pp/pps合金材料中，pps加入含量較高(一般在20％-60％之間)，主要是用pp來改性pps，pp分散相分散在pps連續(xù)相中，材料的成本較高，限制了pp/pps合金材料的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明以新型馬來酸酐接枝聚合物為相容劑和增韌劑，利用反應(yīng)性擠出工藝將相容劑接枝在pp或pps聚合物鏈上，采用少量的pps工程樹酯來改性pp，制備得到改性的pp/pps合金，該方法制備工藝簡單、生產(chǎn)成本較低，制備的聚丙烯合金可以替代其它工程塑料應(yīng)用在家電外殼、電子電器、汽車內(nèi)飾件等領(lǐng)域。

本發(fā)明高剛耐熱聚丙烯/聚苯硫醚pp/pps合金，以重量百分?jǐn)?shù)記，其原料包括：

聚丙烯pp70-93％

聚苯硫醚pps5-20％

相容劑2-10％

本發(fā)明所述的聚丙烯為熔體流動速率(測試條件：230℃、2.16kg)在2-30g/min之間的均聚聚丙烯，均聚等規(guī)度大于97％，如中國石油蘭州石化公司h8020和h8010，韓國三星hj730等。

所述相容劑為乙烯辛烯嵌段共聚物接枝馬來酸酐的聚合物(obc-g-mah)，obc的軟段可以提供良好的粘合性，同時(shí)硬段可以提供耐熱性，接枝馬來酸酐后的聚合物不僅可以改善pp、pps之間的相容性,而且可以對pp/pps合金進(jìn)行增韌改性。所述乙烯辛烯嵌段共聚物(obc)，如陶氏infuseobc嵌段共聚物9100，9107，9000等。

馬來酸酐的接枝率在0.2-2wt％之間，obc-g-mah可以采用現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行制備。如可參考廣州化工2011年vol.39第23期《雙螺桿擠出工藝對馬來酸酐接枝poe接枝率影響研究》所述制備方法進(jìn)行obc-g-mah的制備：將mah和引發(fā)劑二(叔丁基過氧化異丙基)苯(dcp)與obc嵌段共聚物混合均勻后，將混合物加入到擠出機(jī)機(jī)料斗中，在一定溫度和螺桿轉(zhuǎn)速下熔融擠出，并造粒即可得到obc-g-mah聚合物，馬來酸酐的接枝率可以通過螺桿轉(zhuǎn)速和馬來酸酐加入量來調(diào)節(jié)。優(yōu)選馬來酸酐的接枝率在0.4-1.5wt％之間。

聚苯硫醚(pps)可采用市售注塑級pps粉末，如美國雪佛龍菲利普pr06、pr37粉末，日本東麗工業(yè)公司a900、a503粉末等。也可以使用經(jīng)過玻璃纖維強(qiáng)化過的pps注塑顆粒，如美國雪佛龍菲利普公司40％玻璃纖維強(qiáng)化過的pps化合物r4-02、r-4-230na等，使用經(jīng)過玻璃纖維強(qiáng)化過的pps，可以制備得到剛性和韌性更好的pp/pps復(fù)合材料。

這種高剛耐熱聚丙烯合金材料的制備方法如下所述：

(1)以重量百分?jǐn)?shù)記，按照聚丙烯70-93％、聚苯硫醚5-20％、相容劑2-10％的配比稱取原料；

(2)將聚丙烯、聚苯硫醚、相容劑在高速混合器中混合均勻；

(3)將混合的原料置于雙螺桿中，經(jīng)熔融反應(yīng)性擠出，造粒，雙螺桿擠出溫度控制在260℃-320℃之間，長徑比在25-50之間，整個(gè)擠出過程的停留時(shí)間為1-3分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速180-600轉(zhuǎn)/分鐘。

本發(fā)明加入乙烯辛烯嵌段共聚物接枝馬來酸酐相容劑，采用反應(yīng)性共擠出的方法，制備出聚丙烯/聚苯硫醚合金，該方法制備工藝簡單、生產(chǎn)成本較低，制備的聚丙烯/聚苯硫醚合金具有較高的剛性、優(yōu)異的耐熱性和較好的抗沖擊性能。經(jīng)檢測，該合金材料拉伸強(qiáng)度≥34mpa，彎曲模量≥1800mpa，23℃缺口沖擊強(qiáng)度≥4kj/m²，熱變形溫度(0.45mpa)≥130℃，該合金可以替代其它工程塑料應(yīng)用在家電外殼、汽車內(nèi)飾件、電子電器等領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不局限于下述實(shí)施例。

相容劑乙烯辛烯嵌段共聚物接枝馬來酸酐聚合物(obc-g-mah)的制備

按照obc(陶氏infuse9000)：馬來酸酐：dcp＝100:1:0.1的重量比例稱取3千克，在高混機(jī)將配方中的各種組份混合均勻，通過喂料電機(jī)均勻喂料，然后通過雙螺桿擠出機(jī)(l/d＝34)進(jìn)行擠出造粒，喂料量22(0-40區(qū)間調(diào)節(jié))，螺桿轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘，擠出溫度190℃。制備得到乙烯辛烯嵌段共聚物接枝馬來酸酐聚合物(obc-g-mah)，聚合物馬來酸酐的接枝率為0.59％。通過調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速至257轉(zhuǎn)/分鐘,其它條件不變得到馬來酸酐接枝率為0.43％；調(diào)節(jié)加入組分及用量,按照obc(陶氏infuse9100)：馬來酸酐：dcp＝100:2:0.15加入，其它條件不變，馬來酸酐接枝率增加至1.3％。

實(shí)施例1

將3千克聚丙烯h8020樹脂(mfr16g/10min，等規(guī)度97.3％)、300克美國雪佛龍菲利普ppspr06粉末、150克obc-g-mah(馬來酸酐接枝率為1.3％)在高速混合機(jī)進(jìn)行混合均勻，然后加入至長徑比為34的雙螺桿進(jìn)行反應(yīng)性擠出造粒，雙螺桿擠出工藝如下，擠出溫度：一區(qū)265℃，二區(qū)270℃，三區(qū)295℃，四區(qū)295℃，五區(qū)310℃，六區(qū)310℃，七區(qū)310℃，八區(qū)290℃，九區(qū)290℃；螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘。