CN102492225A - 一种汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度聚丙烯材料及其制备方法。该材料按重量百分比由下列组分组成：聚丙烯88-95％、耐寒增韧剂3-10％、交联剂0.05-0.1％、助交联剂1-3％、抗氧剂0.1-0.3％、润滑剂0.3-1％本发明以透明无规共聚聚丙烯为基体，SEBS为耐寒增韧剂剂，通过反应挤出将聚丙烯与SEBS进行微交联增容，保持聚丙烯的透明度，提高耐寒性和熔体强度，适用于制造汽车吹塑膨胀水箱料。

Description

一种汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚丙烯材料改性技术领域，尤其涉及一种汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
汽车膨胀水箱是一个要求较高的功能件，既要有一定的透明度能看清冷冻液的水位，又要适应发动机冷却系统的高温要求，经受外界气候的考验，因此要求其在-40℃～120℃之间性能稳定，同时还应承受箱体内过压达100kPa、欠压达4kPa的考验。另外吹塑汽车膨胀水箱属于大型吹塑制件，要求材料熔体强度高，熔体不容易产生下垂。
聚丙烯机械性能良好、无毒、相对密度低、耐热、耐化学药品，成为合成树脂中增长速度最快、新品种开发最为活跃的通用材料之一。但是聚丙烯透明度低，低温冲击强度低，虽然可通过使用抗冲击改性剂在模量上作出一些牺牲来改善低温冲击性能。但是大部分的抗冲击改性剂都会使材料的透明性和耐高温性能下降。因此需要一种既提供改善韧性和低温冲击性，同时又保持较好光学透明度和耐高温性能的聚丙烯材料。
中国专利(公开号CN 101503539A)公开了一种增韧耐寒透明改性聚丙烯材料及制备方法，通过添加一种折光率与聚丙烯相近的α烯烃形成的丙烯和α烯烃的半结晶聚合物为增韧剂，在降低对聚丙烯材料的透明度的影响下实现对聚丙烯的耐寒增韧，并通过复配β晶型成核剂后与α晶型成核剂并用，提高聚丙烯的透明度。但是其实施例中低温(-20℃)缺口冲击强度最好的也只有3.9KJ/m2，远远不能满足汽车膨胀水箱在我国北方寒冷天气下的使用。中国专利号ZL200410013826.8公开了一种透明高熔体强度聚丙烯树脂的制备方法，采用分段聚合的方法，使聚丙烯树脂含有一定量的超高分子量的聚丙烯，熔体强度比较高，但是低温韧性不够，并且设备和生产步骤都比较复杂，不适用于一般的共混改性企业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题正是为了克服上述聚丙烯材料的不足，提供一种汽车膨胀水箱用聚丙烯材料，该材料不仅具有优良的韧性、耐寒性，且同时具有透明易吹塑加工等特点。
本发明所述汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料，由下列原料按重量百分比制备而成：
Figure BDA0000113499930000021
上述聚丙烯为熔融指数0.1-5g/10min透明无规共聚聚丙烯，这种共聚聚丙烯分子量高，具有较高的熔体强度和冲击强度。耐寒增韧剂为SEBS；交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)、α，α-(双叔丁过氧基)二异丙苯(BIBP)中的一种；助交联剂为市售苯乙烯；抗氧剂为1010或168或两者任意比例的混合物；润滑剂为硬脂酸钙。
本发明的制备方法是：将聚丙烯、耐寒增韧剂、交联剂、苯乙烯、抗氧剂和润滑剂混合均匀后，于双螺杆挤出机中熔融共混反应挤出造粒；挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机1-2区温度为160-190℃，3-4区温度为210-230℃，5-6区温度为220-240℃，7-8区温度为220-230℃，机头温度为210-220℃，螺杆转速为300-350转/分钟。
本发明以透明无规共聚聚丙烯为基体，SEBS为耐寒增韧剂，通过反应挤出将聚丙烯与SEBS进行微交联增容，保持聚丙烯的透明度，提高耐寒性和熔体强度，适用于制造汽车吹塑膨胀水箱料。
SEBS是由SBS氢化而得，SEBS和许多高聚物共混相容性好，尤其与PP，两者的溶解度参数接近，相容性优异，SEBS能在用量为0-70％时与PP共混，形成海岛或连续的互传网络结构的共混物。当SEBS的用量控制在一定范围时聚丙烯能保持原来的透明度。所以采用SEBS作为增韧剂不仅具有增韧耐寒的作用，而且与聚丙烯的相容性好，能较好保持聚丙烯的透明性。
反应挤出是以螺杆和料筒组成的塑化挤压系统作为连续反应器，将参加反应的各组分在螺杆转动下实现各原料之间的混合、输送、塑化、反应和挤出的过程。本发明交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)、α，α-(双叔丁过氧基)二异丙苯(BIBP)中的一种；苯乙烯为助交联剂，在双螺杆挤出机中实现PP与SEBS的微交联，改善了PP熔体强度差，耐熔垂性差的特点。
本发明采用特定的原料组合，通过大量试验确定的上述组合以及百分比范围使本发明形成的聚丙烯材料具有低温韧性、熔体强度和透明的优良平衡。所得的膨胀汽车水箱用聚丙烯材料透光率保持在45％，零下30度缺口冲击达到5KJ/m2，吹塑膨胀水箱时吹塑成型容易，制品厚薄均匀，破损率小。
具体实施方式
以下实施例用以进一步解释本发明，但本发明不只限于这些实施例。
实施例1
一种汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料，主要由下列原料组成：
Figure BDA0000113499930000031
按重量百分比称取聚丙烯、耐寒增韧剂、交联剂、苯乙烯、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中混合均匀，于双螺杆挤出机中熔融共混反应挤出造粒。挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机1-2区温度为160-190℃，3-4区温度为210-230℃，5-6区温度为220-240℃，7-8区温度为220-230℃，机头温度为210-220℃，螺杆转速为300-350转/分钟。所得挤出粒料经干燥后注塑成标准样条，测试其性能，其结果如表1所示。
表1实施例1所得材料性能测试结果
Figure BDA0000113499930000041
实施例2
一种汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料，主要由下列原料组成：
Figure BDA0000113499930000042
制备步骤同实施例1。
所得挤出粒料经干燥后注塑成标准样条，测试其性能，其结果如表2所示。
表2实施例2所得材料性能测试结果
Figure BDA0000113499930000043
Figure BDA0000113499930000051
实施例3
一种汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料，主要由下列原料组成：
Figure BDA0000113499930000052
制备步骤同实施例1。
所得挤出粒料经干燥后注塑成标准样条，测试其性能，其结果如表3所示。
表3实施例3所得材料性能测试结果
Figure BDA0000113499930000053

Claims (7)

1.一种汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料，主要由下列原料按重量比制备而成：
Figure FDA0000113499920000011
2.按权利要求1所述的汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料，其特征在于所述聚丙烯为熔融指数0.1-5g/10min透明无规共聚聚丙烯。
3.按权利要求1所述的汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料，其特征在于所述耐寒增韧剂为SEBS.
4.按权利要求1所述的汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料，其特征在于所述交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)、α，α-(双叔丁过氧基)二异丙苯(BIBP)中的一种。
5.按权利要求1所述的汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料，其特征在于所述助交联剂为市售苯乙烯。
5.按权利要求1所述的汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料，其特征在于所述抗氧剂为1010或168或两者任意比例的混合物。
6.按权利要求1所述的汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料，其特征在于所述润滑剂为硬脂酸钙。
7.权利要求1-6任一项所述的汽车膨胀水箱用透明耐寒高熔体强度的聚丙烯材料的制备方法，其特征在将聚丙烯、耐寒增韧剂、交联剂、助交联剂、苯乙烯、抗氧剂和润滑剂混合均匀后，于双螺杆挤出机中熔融共混反应挤出造粒；挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机1-2区温度为160-190℃，3-4区温度为210-230℃，5-6区温度为220-240℃，7-8区温度为220-230℃，机头温度为210-220℃，螺杆转速为300-350转/分钟。
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