本發(fā)明涉及改性高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種PPR增韌材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近幾年，各種各樣的聚丙烯(PP)聚合物被廣泛開發(fā)及應(yīng)用，其中無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)由于其優(yōu)良的綜合性能，越來越多地受到人們的重視，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。PPR是乙烯單體無規(guī)共聚入PP主鏈中開發(fā)的Ⅲ型PP，其主要用于管材、包裝袋、汽車元件、家具等工業(yè)領(lǐng)域。
PPR管材具有良好的耐熱性和耐壓強(qiáng)度，高溫蠕變性能良好。與其它塑料管材相比，在環(huán)保性、可回收利用性、加工工藝的復(fù)雜程度等方面都具有很大的優(yōu)勢。但是，由于PPR缺口沖擊強(qiáng)度不高，尤其是在低溫(低于0℃)或高應(yīng)變速率下，其脆性尤為突出。PPR材料在抗拉伸、抗沖擊性能等方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到工業(yè)領(lǐng)域的各項(xiàng)技術(shù)要求，在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種PPR增韌材料及其制備方法，該P(yáng)PR增韌材料的拉伸強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度高，使其具有良好的抗拉伸和抗沖擊性能。
該制備方法工藝簡單，操作方便，生產(chǎn)成本低。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯 100份
聚烯烴彈性體 2-20份
成核劑 0.03-1.0份。
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯 100份
聚烯烴彈性體 4-18份
成核劑 0.04-0.9份。
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯 100份
聚烯烴彈性體 8-15份
成核劑 0.05-0.8份。
進(jìn)一步，所述的聚烯烴彈性體為丙烯基彈性體，其中丙烯的質(zhì)量百分含量不低于80％，乙烯的質(zhì)量百分含量為4％-20％，維卡軟化點(diǎn)為50℃-150℃。
進(jìn)一步，所述的聚烯烴彈性體為丙烯基彈性體，其中丙烯的質(zhì)量百分含量不低于80％，乙烯的質(zhì)量百分含量為4％-8％，維卡軟化點(diǎn)為100℃-150℃。
進(jìn)一步，所述的成核劑為改善無規(guī)共聚聚丙烯結(jié)晶行為，加快結(jié)晶速率、增加結(jié)晶密度和促進(jìn)晶粒尺寸微細(xì)化的功能助劑，成核劑包括α成核劑和β成核劑。
進(jìn)一步，所述的α成核劑為二苯基己二酞二胺、2,2-亞甲基-雙(4,6-二叔丁基苯基)磷酸、二芐叉山梨醇及其衍生物、芳基磷酸酯鹽類、取代苯甲酸鋁鹽類和脫氫松香酸皂類中的任意一種，或者任意幾種的組合。
進(jìn)一步，所述的二芐叉山梨醇衍生物為二(對氯芐叉)山梨醇(CDBS)、二(對甲基芐叉)山梨醇(MDBS)、二(對乙基芐叉)山梨醇(EDBS)和二(3，4-二甲基芐叉)山梨醇(DMDBS)。
進(jìn)一步，所述的β成核劑為酰胺羧酸鹽類和金屬鹽類中的一種，或者兩者的組合，所述的酰胺羧酸鹽類為N,N’-二環(huán)己基環(huán)己對二甲酰胺(DCHCHDA)，所述的金屬鹽類為周期表ⅡA族金屬氧化物、氫氧化物與鹽組成的具有成核效應(yīng)的成核劑。
一種PPR增韌材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
將無規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體、成核劑加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160±5℃，二區(qū)溫度為170±5℃，三區(qū)溫度為180±5℃，四區(qū)溫度為185±5℃，五區(qū)溫度為200±5℃，六區(qū)溫度為210±5℃，七區(qū)溫度為205±5℃，八區(qū)溫度為200±5℃，九區(qū)溫度為190±5℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：
1)本發(fā)明通過添加聚烯烴彈性體和成核劑，二者起到較好的協(xié)同作用，改善了PPR材料結(jié)晶度的同時，對其結(jié)晶速率做出相應(yīng)改變，在最大程度上改善了PPR材料的低溫脆性，同時將PPR低溫沖擊性能提高了2-5倍。
2)本發(fā)明的制備方法工藝過程簡單易控制，所用設(shè)備為常見設(shè)備，因而制備成本低。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明實(shí)施例1-8和對比例1-4中所用原料來源如下：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)為中國燕山石油化工有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，牌號為C4220。
丙烯基彈性體為?？松梨谏a(chǎn)的產(chǎn)品，牌號為6102或3588。
成核劑為呈和科技股份有限公司(廣州)β成核劑NA85或美利肯α成核劑HPN68L。實(shí)施例1
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
丙烯基彈性體(6102) 3份
β成核劑(廣州呈和NA-85) 0.03份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)、丙烯基彈性體和β成核劑；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體、β成核劑加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
實(shí)施例2
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
丙烯基彈性體(6102) 5份
成核劑(廣州呈和NA-85) 0.1份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)、丙烯基彈性體和β成核劑；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體、β成核劑加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
實(shí)施例3
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
丙烯基彈性體(6102) 5份
成核劑(廣州呈和NA-85) 0.7份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)、丙烯基彈性體和β成核劑；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體、β成核劑加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
實(shí)施例4
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
丙烯基彈性體(6102) 5份
成核劑(廣州呈和NA-85) 0.9份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)、丙烯基彈性體和β成核劑；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體、β成核劑加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
實(shí)施例5
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
丙烯基彈性體(6102) 16份
成核劑(廣州呈和NA-85) 0.4份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)、丙烯基彈性體和β成核劑；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體、β成核劑加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
實(shí)施例6
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
丙烯基彈性體(3588) 7份
成核劑(廣州呈和NA-85) 0.1份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)、丙烯基彈性體和β成核劑；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體、β成核劑加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
實(shí)施例7
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
丙烯基彈性體(3588) 10份
成核劑(廣州呈和NA-85) 0.1份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)、丙烯基彈性體和β成核劑；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體、β成核劑加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
實(shí)施例8
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
丙烯基彈性體(3588) 7份
成核劑(美利肯HPN68L) 0.1份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)、丙烯基彈性體和α成核劑；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、聚烯烴彈性體、α成核劑加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
對比例1
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
成核劑(廣州呈和NA-85) 0.1份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)和β成核劑；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、β成核劑加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
對比例2
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
成核劑(美利肯HPN68L) 0.1份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)和α成核劑；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、β成核劑加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
對比例3
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
丙烯基彈性體(6102) 5份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)和丙烯基彈性體；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、丙烯基彈性體加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
將實(shí)施例1-6和對比例1-3制備的PPR增韌材料注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，按GB/T 1040-2006、GB/T 9341-2008和GB/T1043-1993檢測標(biāo)準(zhǔn)樣條的各項(xiàng)性能指標(biāo)，檢測結(jié)果如下表1所示：
對比例4
一種PPR增韌材料，由以下重量份的原料制備而成：
無規(guī)共聚聚丙烯(PPR) 100份
丙烯基彈性體(3588) 5份。
上述PPR增韌材料的制備方法，其步驟是：
1)按照上述的配比稱取無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)和丙烯基彈性體；
2)將無規(guī)共聚聚丙烯、丙烯基彈性體加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)料筒一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為180℃，四區(qū)溫度為185℃，五區(qū)溫度為200℃，六區(qū)溫度為210℃，七區(qū)溫度為205℃，八區(qū)溫度為200℃，九區(qū)溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，得到PPR增韌材料。
將實(shí)施例1-8和對比例1-4制備的PPR增韌材料注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，按GB/T 1040-2006、GB/T 9341-2008和GB/T1043-1993檢測標(biāo)準(zhǔn)樣條的拉伸強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度，檢測結(jié)果如下表1所示：
表1PPR增韌材料標(biāo)準(zhǔn)樣條的測試結(jié)果
注：缺口沖擊性能測試條件為在0℃處理30min。
由表1可知，實(shí)施例1-8制備的PPR增韌材料的綜合性能要好于對比例1-4制備的PPR增韌材料，尤其是實(shí)施例2、3、8制備的PPR增韌材料，其綜合性能更佳。
將實(shí)施例1-8和對比例1-4制備的PPR增韌材料擠出生產(chǎn)成標(biāo)準(zhǔn)管材，按照GB/T18742.2-2002標(biāo)準(zhǔn)對管材的落錘沖擊及爆破強(qiáng)度進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如下表2所示：
表1PPR增韌材料標(biāo)準(zhǔn)管材的測試結(jié)果
注：落錘沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)條件為：0℃處理30min，5kg落錘，R20錘頭。
由表2可知，采用實(shí)施例1-8制備的PPR增韌材料生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)管材的綜合性能要好于采用對比例1-4制備的PPR增韌材料生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)管材。