CN101190983B - 制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法 - Google Patents

制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法 Download PDF

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Abstract

一种制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法，包括将聚丙烯树脂基料与添加剂均匀混合，然后进行熔融混合造粒。聚丙烯树脂基料为等规均聚聚丙烯，熔体流动速率3～26g/10min，等规指数98.5～99.5％。添加剂包括成核剂2，2-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸钠和3MgO2·4SiO2·H2O；润滑剂单棕榈酸甘油酯；抗氧剂四[3，(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-叔丁基苯基)酯和硫代二丙酸双十八酯。本发明制得的改性聚丙烯树脂不仅具有良好的耐热性，且其制品光泽度非常优异，通常可到达98GU20°以上。

Description

制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法
技术领域
本发明涉及以改性聚丙烯树脂的制造方法，特别涉及通过熔融混合加入成核剂、润滑剂和抗氧剂等添加剂进行耐热性改性的聚丙烯树脂的制造方法。
背景技术
改性聚丙烯具有较好的物理性能和相对较低的价格，作为一种通用塑料，其用途不断被拓展，其中耐热改性的聚丙烯已大量替代ABS、PC等材料应用于家用电器制品的制造。家用电器制品的表面通常要求具有优异的光泽，否则将无法获得良好的外观和触摸手感。对于提高耐热性的改性，近年来一般采用添加成核剂的方法来进行，成核剂能使聚丙烯结晶微细化、晶体密度增加，从而提高聚丙烯的热变形温度、刚性、硬度、强度等物理性能。同时，成核剂能使树脂晶体尺寸减小、晶体更为致密，减少对入射光的散射和折射，从而增加制品的光泽度。因此，添加成核剂不仅能提高聚丙烯树脂的耐热性，同时使得制品的光泽度也有较大的改善。
通常情况下，聚丙烯树脂中还要加入一定量的润滑剂，其目的主要是改善树脂的流动性，提高成形加工效率以及提高制品的外观质量。事实上，根据润滑剂的作用原理，它对制品的光泽度也有很大的影响。相对成核剂而言，现有技术中对润滑剂的研究投入精力较少，目前常用的润滑剂主要有低分子蜡类、脂肪酸盐类、脂肪酸胺类和脂肪酸酯类等化合物，其中脂肪酸酯类中常用的是硬脂酸甘油酯(见《聚丙烯-原理、工艺与技术》，中国石化出版社2002，ISBN号7-80164-258-9，P477～478)。就提高制品的光泽度而言，这些已有的润滑剂性能都较为一般。
发明内容
本发明提供了一种制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法，改性聚丙烯树脂以等规均聚聚丙烯为基料，加入成核剂、润滑剂和抗氧剂等添加剂，其所要解决的技术问题是通过对润滑剂的改进，进一步提高聚丙烯树脂制品的光泽度。
以下是本发明详细的技术方案：
一种制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法，该方法包括先将聚丙烯树脂基料与添加剂均匀混合，然后采用螺杆挤出机进行熔融混合造粒得到改性聚丙烯树脂产品。物料在螺杆挤出机内停留时间为2～4分钟，螺杆温度为145～210℃，螺杆转速为200～300转/分。
上述聚丙烯树脂基料为等规均聚聚丙烯，其熔体流动速率为3～26g/10min，等规指数为98.5～99.5％；
上述添加剂包括成核剂A、成核剂B、润滑剂、抗氧剂A、抗氧剂B和抗氧剂C，其中：
成核剂A为2，2-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸钠；
成核剂B为3MgO2·4SiO2·H2O；
润滑剂为单棕榈酸甘油酯；
抗氧剂A为四[3，(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸季戊四醇酯；
抗氧剂B为亚磷酸三(2，4-叔丁基苯基)酯；
抗氧剂C为硫代二丙酸双十八酯。
各组分的配比为：当聚丙烯树脂基料为1000重量份时，成核剂A为1.0～2.0重量份，成核剂B为1.0～5.0重量份，润滑剂为0.4～0.8重量份，抗氧剂A和抗氧剂B各为0.6～1.2重量份，抗氧剂C为0.5～1.0重量份。
上述物料在螺杆挤出机内停留时间最好为2～3分钟；螺杆温度最好为150～200℃；螺杆转速最好为220～280转/分。
上述各组分的配比中，当聚丙烯树脂基料为1000重量份时，润滑剂最好为0.5～0.8重量份。
在本发明中，成核剂和抗氧剂均为现有技术中常用的，其关键是润滑剂的改进。单棕榈酸甘油酯在现有技术中通常作为乳化剂用于食品加工和膏乳类药物或化妆品的制造，发明人通过实验发现，用它替代现有技术中常用的润滑剂与上述技术方案中所述的成核剂和抗氧剂配伍，获得的改性聚丙烯树脂不仅具有良好的耐热性，而且其制品的光泽度更加优异，通常可到达98GU20°(测试标准ASTM D523)以上。而在其它条件相同的情况下，使用已有一般的润滑剂制品的光泽度仅为80GU20°左右。因此，与现有技术相比本发明的优点是十分明显的。
根据耐热性改性聚丙烯树脂的用途，一般可分为低耐热(热变形温度≥110℃)、中耐热(热变形温度≥120℃)和高耐热(热变形温度≥135℃)性，这主要通过选择不同的成核剂和抗氧剂以及改变两者的加入量来实现的，本发明提供的改性聚丙烯树脂属于高耐热性的，主要用于制造电熨斗、电吹风机等产品。但本发明所选择的润滑剂同样可用于由其它配方组成的耐热(包括低耐热性和中耐热性)的改性聚丙烯树脂，而且对树脂制品的光泽度同样具有明显的改善作用。
下面将通过具体的实施方案对本发明作进一步的描述，由于本发明主要在于配方的改进，其它的工艺条件，如螺杆的操作条件等，与现有技术基本相同，故实施例将注重配方的列举。
在实施例中，各物性的测试标准分别为：
光泽度(GU20°)：    ASTM D523
热变形温度(℃)：    ASTM D648
弯曲模量(GPa)：     ASTM D790
洛氏硬度(R标尺)：   ASTM D785
拉伸强度(MPa)：        ASTM D638
具体实施方式
【实施例1～10】
各实施例采用的添加剂包括：
成核剂A：2，2-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸钠；
成核剂B：3MgO2·4SiO2·H2O；
润滑剂：单棕榈酸甘油酯；
抗氧剂A：四[3，(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸季戊四醇酯；
抗氧剂B：亚磷酸三(2，4-叔丁基苯基)酯(即)；
抗氧剂C：硫代二丙酸双十八酯。
上述添加剂分别计量后加入混合器中进行混合均化，均化两小时后投入挤压机压制成颗粒状复合添加剂；
将上述复合添加剂和聚丙烯树脂基料分别计量后均匀混合，投入双螺杆挤出机进行熔融混合造粒。物料在螺杆内的停留时间为2～4分钟，螺杆温度控制为145～210℃，螺杆转速控制为200～300转/分。得到的聚丙烯树脂粒子经冷却干燥后即为成品。
聚丙烯树脂基料为等规均聚聚丙烯，其熔体流动速率为3～26g/10min，等规指数为98.5～99.5％。
实施例1～10各组分的配比见表1。
分别对各实施例得到的产品进行物性测试，结果见表2。
表1.
  成核剂A   成核剂B   润滑剂   抗氧剂A   抗氧剂B   抗氧剂C
  实施例1   2.0   1.0   0.5   0.6   1.2   0.5
  实施例2   1.2   2.0   0.4   0.6   0.6   0.9
  实施例3   1.3   2.0   0.5   0.8   1.1   0.7
  实施例4   1.3   5.0   0.5   0.8   0.9   0.8
  实施例5   1.4   2.0   0.6   0.8   0.8   0.9
  实施例6   1.0   3.0   0.8   1.0   0.8   1.0
  实施例7   1.4   4.0   0.5   1.2   1.0   0.6
  实施例8   1.6   2.0   0.5   1.0   0.6   0.8
  实施例9   1.5   3.0   0.8   1.2   1.0   0.7
  实施例10   1.5   4.0   0.4   1.0   1.2   0.6
注：表2中数据为当聚丙烯树脂基料为1000份重量份时其它各组分的重量份。
表2.
  表面光泽度(GU 20°)   热变形温度(℃)   弯曲模量(GPa)   洛氏硬度(R标尺)   拉伸强度(MPa)
  实施例1   105   130   1.9   1.5   40
  实施例2   100   135   2.1   106   41
  实施例3   100   135   2.1   106   41
  实施例4   99   136   2.2   106   42
  实施例5   101   136   2.1   106   43
  实施例6   100   137   2.2   107   43
  实施例7   98   137   2.2   107   44
  实施例8   101   136   2.1   105   43
  实施例9   99   137   2.2   107   45
  实施例10   98   137   2.2   108   46

Claims (5)

1.一种制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法，该方法包括先将聚丙烯树脂基料与添加剂均匀混合，然后采用螺杆挤出机进行熔融混合造粒得到改性聚丙烯树脂产品，物料在螺杆挤出机内停留时间为2～4分钟，螺杆温度为145～210℃，螺杆转速为200～300转/分，
上述聚丙烯树脂基料为等规均聚聚丙烯，其熔体流动速率为3～26g/10min，等规指数为98.5～99.5％；
上述添加剂包括成核剂A、成核剂B、润滑剂、抗氧剂A、抗氧剂B和抗氧剂C，其中：
成核剂A为2，2-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸钠；
成核剂B为3MgO2·4SiO2·H2O；
润滑剂为单棕榈酸甘油酯；
抗氧剂A为四[3，(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸季戊四醇酯；
抗氧剂B为亚磷酸三(2，4-叔丁基苯基)酯；
抗氧剂C为硫代二丙酸双十八酯，
各组分的配比为：当聚丙烯树脂基料为1000重量份时，成核剂A为1.0～2.0重量份，成核剂B为1.0～5.0重量份，润滑剂为0.4～0.8重量份，抗氧剂A和抗氧剂B各为0.6～1.2重量份，抗氧剂C为0.5～1.0重量份。
2.根据权利要求1所述的制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法，其特征在于所述的物料在螺杆挤出机内停留时间为2～3分钟。
3.根据权利要求1所述的制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法，其特征在于所述的螺杆温度为150～200℃。
4.根据权利要求1所述的制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法，其特征在于所述的螺杆转速为220～280转/分。
5.根据权利要求1所述的制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法，其特征在于所述的各组分的配比中，当聚丙烯树脂基料为1000重量份时，润滑剂为0.5～0.8重量份。
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