一種高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及提供一種高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料及其制備方法，該材料是由共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、耐寒增韌劑、交聯(lián)劑、成核劑、抗氧劑與加工助劑制備而成，所述的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、耐寒增韌劑的重量總和為100份。本發(fā)明的高耐熱高耐寒透明聚丙烯材料，具有良好的剛性、低溫韌性、耐熱性，保持塑料良好的透光性，制得的制件透光率達(dá)40%以上，注塑、吹塑制得的中空制件成型良好，破損率低，使用時(shí)效長(zhǎng)，可用于生產(chǎn)透明中空壺體。
【專利說(shuō)明】一種高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料及其制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高耐熱高耐寒透明聚丙烯材料及其制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]聚丙烯作為通用熱塑性塑料中增長(zhǎng)最快的品種，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活中的地位日益重要，在汽車(chē)工業(yè)、家用電器、電子、包裝及建材、家具等方面具有廣泛的應(yīng)用。聚丙烯分為共聚聚丙烯和均聚聚丙烯，該兩種不同聚合方式的材料性能有較大差異，其中均聚聚丙烯具有透明性高，剛性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)其具有韌性差、尺寸穩(wěn)定性差、低溫易發(fā)脆和易老化等缺點(diǎn)，限制了其適用范圍；而共聚聚丙烯，具有耐熱性能好、尺寸穩(wěn)定性好、加工性能好以及低溫韌性好的優(yōu)點(diǎn)，但不少共聚聚丙烯存在低透明度低、低剛性等缺點(diǎn)。
[0005]目前對(duì)于不少對(duì)耐熱性、耐寒性要求較高的制品，單純的原料聚丙烯不能很好的達(dá)到要求，需要經(jīng)過(guò)改性將共聚聚丙烯和均聚聚丙烯的良好性能結(jié)合到一起，從而發(fā)揮聚丙烯更大的優(yōu)勢(shì)。[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是提供一種高耐熱高耐寒透明聚丙烯材料及其制備方法，通過(guò)本發(fā)明制得到的聚丙烯復(fù)合材料材料，具有良好的低溫韌性和耐熱性，透明度可達(dá)43%以上，可用于生產(chǎn)透明中空壺體，如洗車(chē)?yán)鋮s液壺。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料，由以下組份按重量份制備而成:
共聚聚丙烯30~55份；
均聚聚乙烯40~65份；
耐寒增韌劑2~11份；
成核劑0.15~0.35份；
硅烷交聯(lián)劑1.6~2.9份；
抗氧劑0.4~0.65份；
加工助劑0.4~1.5份；
所述的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、耐寒增韌劑的重量總和為100份。
[0009]所述的共聚聚丙烯為透明、無(wú)規(guī)共聚聚丙烯，在230°C /2.16kg條件下的熔融指數(shù)為0.l-4g/10min ;所述的均聚聚丙烯在23(TC /2.16kg條件下的熔融指數(shù)0.l_5g/10min。
[0010]所述的耐寒增韌劑選用氫化聚苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物(簡(jiǎn)稱SEBS)ο
[0011]所述的成核劑為二(3，4-二甲基苯亞甲基)山梨醇(簡(jiǎn)稱Millad 3988)、2，2_亞甲基雙(4，6- 二叔丁基苯基)磷酸鈉(簡(jiǎn)稱NA-1l )、6_奈二甲酰胺基化合物(簡(jiǎn)稱TMB-4)中的任一種。
[0012]所述硅烷交聯(lián)劑由乙烯基三甲氧基硅烷、過(guò)氧化二異丙苯與二月桂酸二正丁基錫按質(zhì)量比為1.5~2.6:0.05~0.3:0.05~0.2組成。
[0013]所述抗氧劑是由四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亞磷酸三(2，4一二叔丁基苯基)酯與(硫代二丙酸雙十八醇酯)按質(zhì)量比為1:2:1復(fù)配構(gòu)成。
[0014]所述的加工助劑由白礦油與乙撐雙硬脂酰胺(EBS)按質(zhì)量比為1:1復(fù)配構(gòu)成。
[0015]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
(O將共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、硅烷交聯(lián)劑、耐寒增韌劑、抗氧劑、加工助劑、成核劑按配比倒入溫控高速混合機(jī)中混合5-10min，得預(yù)交聯(lián)的預(yù)混料；所述混合機(jī)的溫度為75-90°C、轉(zhuǎn)速為 500-800r/min ；
(2 )將(I)中預(yù)混料喂入雙螺桿擠出機(jī)中先預(yù)加熱2~4分鐘，再經(jīng)抽真空、擠出、水冷、切粒及干燥，即制得高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為300~500轉(zhuǎn)/分，溫度為預(yù)融區(qū)170~175°C、第一熔融區(qū)180~185°C、第一高溫剪切區(qū)190~195°C、第二高溫剪切區(qū) 205~215°C、第二熔融溫區(qū)200~210°C、出料口熔融溫區(qū)195~205。。。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明將共聚聚丙烯和均聚聚丙烯進(jìn)行有效地組合，使制備的材料在韌性、剛性和耐熱性方面達(dá)到平衡；
(2)在硅烷交聯(lián)劑作用下，硅烷交聯(lián)劑分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)聚丙烯和SEBS大分子之間發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，在大分子鏈之間形成化學(xué)鍵，而形成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)；
(3)成核劑的添加，使高聚物的晶核增加，結(jié)晶速度加快，結(jié)晶的晶體細(xì)微化，透明性增加，綜合作用下，能大幅提高最終產(chǎn)品的剛性、低溫韌性、耐熱性、透明性。
[0017](4)本發(fā)明制得的聚丙烯材料，因其中添加有成核劑，從而縮短同類(lèi)制品的成型周期，提聞生廣效率；
(5)本發(fā)明制得的聚丙烯材料，在注塑、吹塑制得的中空制件成型良好，破損率低，使用時(shí)效長(zhǎng)；且具有良好的低溫韌性和耐熱性，透明度可達(dá)43%以上，可用于生產(chǎn)透明中空壺體，如洗車(chē)?yán)鋮s液壺。
[0018](6)本發(fā)明的制備方法合理、工藝簡(jiǎn)單、安全環(huán)保。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明而非對(duì)其加以限定。
[0021]在實(shí)施例中，各物性的測(cè)試方法分別如下:
熔體流動(dòng)速率根據(jù)GB/T 3682-2000進(jìn)行測(cè)試；拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率根據(jù)GB/T 1040.2-2006進(jìn)行測(cè)量；
彎曲強(qiáng)度、彎曲模量根據(jù)GB/T 9341-2008進(jìn)行測(cè)量；
懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度根據(jù)GB/T 1843-2008進(jìn)行測(cè)量；
負(fù)荷變形溫度根據(jù)GB/T 1634.2-2004進(jìn)行測(cè)量；
溫卡軟化溫度根據(jù)GB/T 1633-2000進(jìn)行測(cè)量；
實(shí)施例中所使用的硅烷交聯(lián)劑由乙烯基三甲氧基硅烷、過(guò)氧化二異丙苯與二月桂酸二正丁基錫按質(zhì)量比為1.5~2.6:0.05~0.3:0.05~0.2組成。
[0022]所述抗氧劑是由四[β-(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯(168)以及硫代二丙酸雙十八醇酯(DSTDP)按質(zhì)量比為I:2:1復(fù)配構(gòu)成。
[0023]所述加工助劑由白礦油與乙撐雙硬脂酰胺(EBS)按質(zhì)量比為1:1復(fù)配構(gòu)成。
[0024]實(shí)施例1
將乙烯基三甲氧基硅烷2份、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) 0.3份、二月桂酸二正丁基錫0.2份，進(jìn)行攪拌混合制得硅烷交聯(lián)劑；
將共聚聚丙烯33份、均聚聚丙烯65份、耐寒增韌劑SEBS為2份，成核劑NA-1l為0.25份，抗氧劑0.5份，加工助劑0.6份放入溫控高速混合機(jī)中混合6min,攪拌機(jī)溫度控制在800C，轉(zhuǎn)速600r/min，得到預(yù)混料；
再將預(yù)混料喂入雙螺桿擠出機(jī)中，預(yù)加熱3分鐘后經(jīng)抽真空擠出、水冷、切粒、干燥、混勻，即可制得用于制備汽車(chē)保險(xiǎn)杠的再生材料，其中擠出機(jī)的預(yù)融區(qū)170°C，第一熔融區(qū)180°C，第一高溫剪切區(qū)190°C，第二高溫剪切區(qū)210°C，第二熔融溫區(qū)205°C，出料口熔融溫區(qū)195°C，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分。
[0025]實(shí)施例2
將乙烯基三甲氧基硅烷1.5份、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) 0.05份、二月桂酸二正丁基錫
0.05份，進(jìn)行攪拌混合制得硅烷交聯(lián)劑；
將共聚聚丙烯44份、均聚聚丙烯50份、耐寒增韌劑SEBS為6份，成核劑3988為0.15份，抗氧劑0.56份,加工助劑1.2份放入溫控高速混合機(jī)中混合8min,攪拌機(jī)溫度控制在750C，轉(zhuǎn)速800r/min，得到預(yù)混料；
再將預(yù)混料喂入雙螺桿擠出機(jī)中，預(yù)加熱3分鐘后經(jīng)抽真空擠出、水冷、切粒、干燥、混勻，即可制得用于制備汽車(chē)保險(xiǎn)杠的再生材料，其中擠出機(jī)的預(yù)融區(qū)175°C，第一熔融區(qū)185°C，第一高溫剪切區(qū)190°C，第二高溫剪切區(qū)205°C，第二熔融溫區(qū)200°C，出料口熔融溫區(qū)195°C，螺桿轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分。
[0026]實(shí)施例3
將乙烯基三甲氧基硅烷2.6份、過(guò)氧化二異丙苯(DCP)0.2份、二月桂酸二正丁基錫0.1份，進(jìn)行攪拌混合制得硅烷交聯(lián)劑；
將共聚聚丙烯47份、均聚聚丙烯45份、耐寒增韌劑SEBS為8份，成核劑TMB-4為0.35份，抗氧劑0.4份，加工助劑0.8份放入溫控高速混合機(jī)中混合5min,攪拌機(jī)溫度控制在800C，轉(zhuǎn)速500r/min，得到預(yù)混料；
再將預(yù)混料喂入雙螺桿擠出機(jī)中，預(yù)加熱3分鐘后經(jīng)抽真空擠出、水冷、切粒、干燥、混勻，即可制得用于制備汽車(chē)保險(xiǎn)杠的再生材料，其中擠出機(jī)的預(yù)融區(qū)175°C，第一熔融區(qū)185°C，第一高溫剪切區(qū)195°C，第二高溫剪切區(qū)210°C，第二熔融溫區(qū)205°C，出料口熔融溫區(qū)195°C，螺桿轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分。
[0027]實(shí)施例4
將乙烯基三甲氧基硅烷1.8份、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) 0.15份、二月桂酸二正丁基錫
0.08份，進(jìn)行攪拌混合制得硅烷交聯(lián)劑；
將共聚聚丙烯55份、均聚聚丙烯40份、耐寒增韌劑SEBS為5份，成核劑3988為0.2份，抗氧劑0.48份，加工助劑1份放入溫控高速混合機(jī)中混合9min，攪拌機(jī)溫度控制在90°C，轉(zhuǎn)速650r/min,得到預(yù)混料；
再將預(yù)混料喂入雙螺桿擠出機(jī)中，預(yù)加熱3分鐘后經(jīng)抽真空擠出、水冷、切粒、干燥、混勻，即可制得用于制備汽車(chē)保險(xiǎn)杠的再生材料，其中擠出機(jī)的預(yù)融區(qū)175°C，第一熔融區(qū)185°C，第一高溫剪切區(qū)195°C，第二高溫剪切區(qū)210°C，第二熔融溫區(qū)205°C，出料口熔融溫區(qū)195°C，螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分。
[0028]實(shí)施例5
將乙烯基三甲氧基硅烷2.3份、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) 0.25份、二月桂酸二正丁基錫
0.15份，進(jìn)行攪拌混合制得硅烷交聯(lián)劑；
將共聚聚丙烯30份、均聚聚丙烯59份、耐寒增韌劑SEBS為11份，成核劑NA-1l為0.3份，抗氧劑0.65份,加工助劑1.5份放入溫控高速混合機(jī)中混合IOmin,攪拌機(jī)溫度控制在80°C，轉(zhuǎn)速700r/min，得到預(yù)混料；
再將預(yù)混料喂入雙螺桿擠出機(jī)中，預(yù)加熱4分鐘后經(jīng)抽真空擠出、水冷、切粒、干燥、混勻，即可制得用于制備汽車(chē)保險(xiǎn)杠的再生材料，其中擠出機(jī)的預(yù)融區(qū)170°C，第一熔融區(qū)180°C，第一高溫剪切區(qū)190°C，第二高溫剪切區(qū)205°C，第二熔融溫區(qū)200°C，出料口熔融溫區(qū)200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分。
[0029]實(shí)施例6
將乙烯基三甲氧基硅烷2.2份、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) 0.15份、二月桂酸二正丁基錫
0.12份，進(jìn)行攪拌混合制得硅烷交聯(lián)劑；
將共聚聚丙烯40份、均聚聚丙烯56份、耐寒增韌劑SEBS為4份，成核劑TMB-4為0.28份，抗氧劑0.6份，加工助劑0.4份放入溫控高速混合機(jī)中混合8min,攪拌機(jī)溫度控制在800C，轉(zhuǎn)速550r/min，得到預(yù)混料；
再將預(yù)混料喂入雙螺桿擠出機(jī)中，預(yù)加熱2分鐘后經(jīng)抽真空擠出、水冷、切粒、干燥、混勻，即可制得用于制備汽車(chē)保險(xiǎn)杠的再生材料，其中擠出機(jī)的預(yù)融區(qū)173°C，第一熔融區(qū)182°C，第一高溫剪切區(qū)193°C，第二高溫剪切區(qū)215°C，第二熔融溫區(qū)210°C，出料口熔融溫區(qū)205°C，螺桿轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分。
[0030]下表一是上述實(shí)施例1-6的各組份具體配比情況:
表一:
【權(quán)利要求】
1.一種高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料，其特征在于:由以下組份按重量份制備而成: 共聚聚丙烯30~55份； 均聚聚乙烯40~65份； 耐寒增韌劑2~11份； 成核劑0.15~0.35份； 硅烷交聯(lián)劑1.6~2.9份； 抗氧劑0.4~0.65份； 加工助劑0.4~1.5份； 所述的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、耐寒增韌劑的重量總和為100份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料，其特征在于:所述的共聚聚丙烯為透明、無(wú)規(guī)共聚聚丙烯，在230°C /2.16kg條件下的熔融指數(shù)為0.l-4g/10min ;所述的均聚聚丙烯在230°C /2.16kg條件下的熔融指數(shù)0.l_5g/10min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱、耐寒透明的聚丙烯材料，其特征在于:所述的耐寒增韌劑選用氫化聚苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱、耐寒透明的聚丙烯材料，其特征在于:所述的成核劑為二(3，4-二甲基苯亞甲基)山梨醇、2，2_亞甲基雙(4，6-二叔丁基苯基)磷酸鈉、6-奈二甲酰胺基化合物中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料，其特征在于:所述的硅烷交聯(lián)劑由乙烯基三甲氧基硅烷、過(guò)氧化二異丙苯與二月桂酸二正丁基錫按質(zhì)量比為1.5~2.6:0.05 ~0.3:0.05 ~0.2 組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱的、耐寒的透明聚丙烯材料，其特征在于:所述抗氧劑是由四[β_ (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亞磷酸三(2，4一二叔丁基苯基)酯與硫代二丙酸雙十八醇酯按質(zhì)量比為1:2:1復(fù)配構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料，其特征在于:所述的加工助劑由白礦油與乙撐雙硬脂酰胺按質(zhì)量比為1:1復(fù)配構(gòu)成。
8.一種制備如權(quán)利要求1 一 7任一項(xiàng)所述的高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料的方法，其特征在于:包括以下步驟: (O將共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、硅烷交聯(lián)劑、耐寒增韌劑、抗氧劑、加工助劑、成核劑按配比倒入溫控高速混合機(jī)中混合5-10min，得預(yù)交聯(lián)的預(yù)混料；所述混合機(jī)的溫度為75-90°C、轉(zhuǎn)速為 500-800r/min ； (2 )將(I)中預(yù)混料喂入雙螺桿擠出機(jī)中先預(yù)加熱2~4分鐘，再經(jīng)抽真空、擠出、水冷、切粒及干燥，即制得高耐熱、耐寒的透明聚丙烯材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為300~500轉(zhuǎn)/分，溫度為預(yù)融區(qū)170~175°C、第一熔融區(qū)180~185°C、第一高溫剪切區(qū)190~195°C、第二高溫剪切區(qū)205~215°C、第二熔融溫區(qū)200~210°C、出料口熔融溫區(qū)195~205。。。
【文檔編號(hào)】B29B9/06GK103910920SQ201410130806
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】楊桂生, 康克琪 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司