CN101081913A - 一种聚丙烯树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

一种聚丙烯树脂组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种聚丙烯树脂组合物，包括50.5～91.0质量％的聚丙烯、8.0～49.0质量％的石油树脂、0.1～0.3质量％的增透剂和0.05～0.4质量％的二氧化硅。所述聚丙烯树脂组合物具有较高的强度和刚性、透明性好、表面光洁度高，适宜用于薄壁透明制品的注塑成型。

Description

一种聚丙烯树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明为聚烯烃树脂组合物及其制备方法，具体地说，是一种聚丙烯树脂组合物及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)具有价格便宜、密度低、耐化学腐蚀性好、无异味、无毒、耐热性好、易加工成型等优点。但也有不足之处，主要表现为透明性差、制品缺少美感，尤其在包装领域的应用受到很大限制。添加成核剂等可以改进PP的透明性。但透明聚丙烯的强度和刚性较低，制品较厚，难以进入透明聚苯乙烯的传统应用领域。
CN1415655A公开了一种透明聚丙烯的制备方法，使用松香基树脂酸的碱金属盐为成核剂，并且在均聚聚丙烯中加入低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯来改善成核剂在聚丙烯中的分散性，提高透明度。但其制备的产品的雾度在17％以上，透明度仍然较低。
CN1369519A将滑石粉、蒙脱土或有机颜料加入到常规成核剂中，形成复配的成核剂，将此复配的成核剂加入聚丙烯中，可制成透明度高、雾度不大于10％的聚丙烯组合物，但该专利没有给出制备的聚丙烯组合物的具体物理性能数据。
CN1304955A公开了一种聚丙烯树脂组合物制备的薄膜或薄片。所述的薄膜包括聚丙烯树脂组合物形成的底层和由丙烯类聚合物形成的表面层，所述的底层包括80～95重量％的丙烯聚合物和5～20重量％的不带极性基团的萜烯树脂和/或不带极性基团的石油树脂，所述聚丙烯在230℃、2.16kg负荷下的熔融指数为0.1～500g/10min，五价全同规整度为0.97～0.995，所含沸腾庚烷不溶性组分的结晶度不小于60％。所述薄膜具有优良的防水蒸汽性能、同时透明性和刚性也得到了改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚丙烯树脂组合物，该组合物具有较好的透明性、刚性和表面光洁度。
本发明提供的聚丙烯树脂组合物，包括50.5～91.0质量％的聚丙烯、8.0～49.0质量％的石油树脂、0.1～0.3质量％的增透剂和0.05～0.4质量％的二氧化硅。
本发明树脂组合物在聚丙烯中加入石油树脂进行改性，并在改性的同时加入细颗粒的二氧化硅，使制得的聚丙烯树脂组合物强度和刚度增强，表面光洁度提高。
具体实施方式
本发明将聚丙烯树脂和石油树脂按适当比例混合，并在混合时加入增透剂和二氧化硅，再进行混炼造粒，制得聚丙烯树脂组合物。该组合物不但具有高的透明性，而且还具有极好的强度和刚性。优选的树脂组合物的拉伸强度可达45MPa，弯曲强度可达50MPa，弯曲模量可达2000MPa，雾度小于10％；树脂注塑制品的表面光洁，光洁度(45°入射角)可达98以上。同时，本发明的聚丙烯树脂组合物的流变性好、耐热性更高。
本发明所述的树脂组合物中聚丙烯的含量优选52.0～76.3质量％，石油树脂的含量优选23.0～47.5质量％。
所述的聚丙烯优选等规聚丙烯，其等规度优选为95～98％，聚丙烯在230℃、2.16千克负荷下的熔融指数优选0.2～3.0克/10分钟。
所述的石油树脂优选不含极性基团的石油树脂，如氢化石油树脂。氢化石油树脂的氢化比优选大于80％。主要牌号有Exxon公司的Escorez5300系列、Escorez5400系列、Escorez5600系列，优选Escorez5340。
所述的增透剂优选山梨醇类化合物，主要牌号有Milliken Chemical公司的Millad3905、Millad3940、Millad3988；瑞士Ciba公司的Irgaclear DM、日本EC化学的EC-1-55，优选Millad3988，其化学名称为双(3，4-二甲基-二苯亚甲基)山梨醇。
所述二氧化硅优选细粒径的二氧化硅，其颗粒直径优选1～5微米，更优选1～3微米。
为使树脂的性能稳定，制备时还需加入常规的主抗氧剂和助抗氧剂。所述主抗氧剂优选受阻酚类抗氧剂，主要牌号有瑞士Ciba公司的Irganox1010、Irganox1076、Irganox1330、Irganox3114，优选Irganox1010；助抗氧剂优选亚磷酸酯类抗氧剂，主要牌号有瑞士Ciba公司的Irgafos168、Irgafos P-EPQ、优选Irgafos168。
本发明提供的聚丙烯树脂组合物的制备方法，包括将聚丙烯、石油树脂、增透剂和二氧化硅混合均匀，加入高速混合机中混合，再加入平行同向双螺杆挤出机中混炼造粒。
所述高速混合机的转速为200～300转/分。在高速混合机中混合原料的时间优选2～10分钟。混合后的原料送入挤出机挤出、选粒，优选的挤出机为平行同向双螺杆挤出机。操作时，控制平行同向双螺杆挤出机各段温度为100～200℃，螺杆转速为200～250转/分，喂料机转速为30～80转/分。
本发明的所述的聚丙烯树脂适宜用作薄壁透明制品如仪表的壳体、微波炉专用容器的注塑成型。
下面通过实例详细说明本发明，但本发明并不限于此。
实例中树脂组合物的性能由如下方法测定。
熔融指数(MI)-GB/T3682-2000，测试温度230℃、负荷重量2.16千克。
透光率-GB/T2410-1989
雾度-GB/T2410-1989
拉伸强度-GB/T 1040-1992
弯曲强度-GB/T 9341-2000
弯曲模量-GB/T 9341-2000
表面光洁度-GB/T8807-1988
                           实例1
将3562克聚丙烯(洛阳石化聚丙烯公司生产牌号F401，等规度为97.5％、熔融指数为2.5g/10min)、400克氢化石油树脂(Exxon公司生产牌号Escorez5340，氢化比为85％)、10克双(3，4-二甲基-二苯亚甲基)山梨醇(Milliken Chemical公司生产牌号Millad3988)、8克主抗氧剂Irganox1010、16克助抗氧剂Irgafos168、4克颗粒直径为1～3微米的二氧化硅(Degussa公司生产牌号HY720)依次加入转速为250转/分钟的高速混合机中，混合5分钟，形成均匀混合物。将混合物加入平行同向双螺杆挤出机中混炼、挤出成条，控制双螺杆挤出机一区温度105℃、二区温度145℃、三区温度179℃、四区温度189℃、五区温度195℃、六区温度200℃、七区温度197℃，八区温度196℃，螺杆转速200转/分，喂料机转速50转/分。挤出物经切粒机切粒，制成聚丙烯树脂组合物。制得的聚丙烯树脂组合物的组成及性能见表1。
                            实例2
按实例1的方法制备聚丙烯树脂组合物，不同的是加入的聚丙烯为3162克、氢化石油树脂为800克，制得的聚丙烯树脂组合物的组成及性能见表1。
                            实例3
按实例1的方法制备聚丙烯树脂组合物，不同的是加入的聚丙烯为2962克、氢化石油树脂为1000克，制得的聚丙烯树脂组合物的组成及性能见表1。
                             实例4
按实例1的方法制备聚丙烯树脂组合物，不同的是加入的聚丙烯为2512克、氢化石油树脂为1450克，制得的聚丙烯树脂组合物的组成及性能见表1。
                             实例5
按实例1的方法制备聚丙烯树脂组合物，不同的是加入的聚丙烯为2158克、氢化石油树脂为1800克、二氧化硅为8克，制得的聚丙烯树脂组合物的组成及性能见表1。
                             对比例1
取实例1所述的聚丙烯3566克、氢化石油树脂400克、增透剂双(3，4-二甲基-二苯亚甲基)山梨醇10克、8克的主抗氧剂Irganox1010、16克的助抗氧剂Irgafos168。将所述物料依次加入转速为250转/分钟的高速混合机中，混合5分钟，形成均匀混合物。将混合物加入平行同向双螺杆挤出机中混炼、挤出成条，控制双螺杆挤出机一区温度105℃、二区温度145℃、三区温度179℃、四区温度189℃、五区温度195℃、六区温度200℃、七区温度197℃、八区温度196℃，螺杆转速200转/分，喂料机转速50转/分。挤出物经切粒机切粒，制得聚丙烯树脂组合物，其组成及性能见表1。
                            对比例2
按对比例1的方法制备聚丙烯树脂组合物，不同的是加入的聚丙烯为3166克、氢化石油树脂为800克，制得的聚丙烯树脂组合物的组成及性能见表1。
                             对比例3
按对比例1的方法制备聚丙烯树脂组合物，不同的是加入的聚丙烯为2966克、氢化石油树脂为1000克，制得的聚丙烯树脂组合物的组成及性能见表1。
                         对比例4
按对比例1的方法制备聚丙烯树脂组合物，不同的是加入的聚丙烯为2516克、氢化石油树脂为1450克，制得的聚丙烯树脂组合物的组成及性能见表1。
                         对比例5
按对比例1的方法制备聚丙烯树脂组合物，不同的是加入的聚丙烯为2166克、氢化石油树脂为1800克，制得的聚丙烯树脂组合物的组成及性能见表1。
由表1数据可知，在制备时加入二氧化硅的本发明树脂组合物较之不加二氧化硅的对比树脂组合物，在组分含量基本相同时，熔融指数和透光率相当，说明本发明树脂组合物流变性和透光性好。此外，本发明树脂组合物具有较高的强度和刚性，尤其是弯曲模量增量较大，同时本发明树脂组合物的表面光洁度也有所提高，雾度相对较低，说明树脂的透明性好。
表1
  编号 树脂组合物组成，质量％   树脂组合物性能
聚丙烯    石油树脂     增透剂   二氧化硅   主抗氧剂     助抗氧剂   MI，g/10min   透光率，％   雾度，％   拉伸强度，MPa    弯曲强度，MPa     弯曲模量，MPa   光洁度
  实例1  89.05    10     0.25   0.1   0.2     0.4   2.7   86.4   13.9    42.75     39.91     1627.6   97
  实例2  79.05    20     0.25   0.1   0.2     0.4   3.27   86.1   12.2    47.55     48.21     1905.5   98
  实例3  74.05    25     0.25   0.1   0.2     0.4   4.18   86.3   10.72    49.32     50.94     2000.1   100
  实例4  62.80    36.25     0.25   0.1   0.2     0.4   6.07   86.4   9.89    45.02     51.77     2101.3   100
  实例5  53.95    45     0.25   0.2   0.2     0.4   12.09   85.7   10.13    36.96     51.54     2131.7   102
  对比例1  89.15    10     0.25    -   0.2     0.4   2.53   86.1   15.02    41.33     38.27     1570.4   93
  对比例2  79.15    20     0.25    -   0.2     0.4   3.31   86.9   13.80    46.34     47.22     1864.3   95
  对比例3 74.15 25 0.25 - 0.2 0.4 4.25 86.4 12.11 48.02 49.37 1991.6 96
  对比例4 62.90 36.25 0.25 - 0.2 0.4 6.22 86.2 10.26 44.21 50.43 1978.4 96
  对比例 54.15 45 0.25 - 0.2 0.4 12.35 85.7 9.93 36.91 50.73 2019 99

Claims (10)

1、一种聚丙烯树脂组合物，包括50.5～91.0质量％的聚丙烯、8.0～49.0质量％的石油树脂、0.1～0.3质量％的增透剂和0.05～0.4质量％的二氧化硅。
2、按照权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的树脂组合物中聚丙烯的含量为52.0～76.3质量％，石油树脂的含量为23.0～47.5质量％。
3、按照权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所述的聚丙烯的等规度为95～98％。
4、按照权利要求3所述的组合物，其特征在于所述的聚丙烯的熔融指数为0.2～3.0克/10分钟。
5、按照权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所述的石油树脂为氢化石油树脂，其氢化比大于80％。
6、按照权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所述的增透剂为山梨醇类化合物。
7、按照权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所述的二氧化硅的颗粒直径为1～5微米。
8、按照权利要求7所述的组合物，其特征在于所述的二氧化硅的颗粒直径为1～3微米。
9、一种权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物的制备方法，包括将聚丙烯、石油树脂、增透剂和二氧化硅混合均匀，加入高速混合机中混合，再加入平行同向双螺杆挤出机中混炼造粒。
10、按照权利要求9所述的方法，其特征在于控制平行同向双螺杆挤出机各段温度为100～200℃，螺杆转速为200～250转/分，喂料机转速为30～80转/分。
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