CN102532682A - 低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料及其制备方法,这种聚丙烯材料按重量份计,其组份和含量如下:均聚聚丙烯30~85份,玻璃纤维5~40份,硅灰石5~15份,相容剂2~10份,成核剂0.1~1份,其他助剂0.1~5份。通过本发明技术方案制备得到的聚丙烯材料,本发明在玻纤增强聚丙烯体系中加入了适量的硅灰石,所得改性材料不仅具有良好的力学性能,并且抗翘曲性能优。制件外表美观,光泽度高,基本满足装配的要求,可用于注塑车用手套箱等产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料及其制备方法,可应用于汽车和电子/电器等领域,属于高分子材料技术领域。
背景技术
聚丙烯材料具有较高的刚性和低相对密度、高拉伸强度、良好的耐应力开裂性及耐化学药品性,因此在汽车、家电、医疗等领域得到了广泛的应用。而且,聚丙烯材料在被填充或增强后,其各项物理机械性能,如强度、刚性、材料尺寸稳定性及耐热性能得以进一步提高,在许多应用领域足以同成本更高的工程塑料竞争。但是玻璃纤维增强聚丙烯中的玻璃纤维长径比在40-100之间,因此在制品成型收缩时会发生翘曲,并且表面光泽很暗,这对于材料的更广泛的应用带来限制。
对于玻璃纤维增强聚丙烯如何消除或减少翘曲,有不少的研究者进行了研究,如中国专利00115313.7加入苯乙烯类树脂和云母或是滑石粉来降低收缩率和翘曲,但制品的强度偏低。其他的研究主要是在玻璃纤维增强聚丙烯材料中添加其他矿粉,如高岭土、硫酸钡等,但这些研究主要是在降低翘曲上,对于制品的光泽基本没有涉及。
发明内容
本发明的目的是为了提供低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料,以解决现有技术的上述问题。
本发明的另一个目的是为了提供这种聚丙烯材料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料,按重量份计,其组份和含量如下:
均聚聚丙烯 30~85份
玻璃纤维 5~40份
硅灰石 5~15份
相容剂 2~10份
成核剂 0.1~1份
其他助剂 0.1~5份。
所述的均聚聚丙烯相对密度为0.89~0.92;在230℃,2.16Kg负荷下的熔体流动速率为20~40g/10min。
所述的玻璃纤维为无碱、中碱、高强度玻纤,玻纤直径为5~20μm 。
所述的相容剂采用聚丙烯和不饱和酸、酸酐接枝聚合物。
所述的硅灰石为直径为3~15μm,长径比为3∶1~20∶1的针状或粉状硅灰石。
所述的成核剂为芳香基磷酸酯盐类,山梨醇类,羧酸金属盐类透明成核剂中的一种。
所述的其他助剂包括抗氧剂、润滑剂等。
这种低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料的制备方法,其具体步骤如下:
(1)按重量份配比称取原料;
(2)将均聚聚丙烯、硅灰石、相容剂、成核剂、其他助剂均匀混和后进入双螺杆挤出机,在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维。加工工艺如下:一区温度160~180℃,二区温度200~220℃,三区温度200~220℃,四区温度200~220℃,五区温度200~210℃,主机转速380~440转/分钟;
(3)挤出后冷却、干燥、切粒即得低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料。
通过本发明技术方案制备得到的聚丙烯材料,本发明在玻纤增强聚丙烯体系中加入了适量的硅灰石,所得改性材料不仅具有良好的力学性能,并且抗翘曲性能优。制件外表美观,光泽度高,基本满足装配的要求,可用于注塑车用手套箱等产品。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步详细说明。
在实施例配方中:
均聚聚丙烯牌号为上海石化的Y2600。
玻璃纤维为巨石集团生产,牌号为ER13-2000-988A。
硅灰石为江西华杰泰矿纤集团有限公司生产,牌号为HJ2000,直径为7.5μm,长径比为12∶1。
接枝聚丙烯为以色列POLYRAM公司的GPP-1001,马来酸酐接枝率为0.5%。
成核剂为NA21,化学名称为亚甲基双(2,4-二叔丁基苯基)磷酸铝,由Adeka Palmerole公司生产。
其他助剂主要是抗氧剂,它包括硫代二丙酸二(十八)酯,二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯,1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4羟基)-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮,商品名分别为Negonox DSTP、Weston 618、Irganox 3114,分别为I.C.I公司、Weston公司、Ciba公司生产,比例为1∶2∶5。
将均聚聚丙烯、硅灰石、相容剂、成核剂、抗氧剂均匀混和后进入双螺杆挤出机,在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维。加工工艺如下:一区温度160℃,二区温度200℃,三区温度220℃,四区温度220℃,五区温度210℃,主机转速400转/分钟。
产品性能测试方法:
拉伸性能,按ISO527方法,拉伸速度为50mm/min,样条尺寸为150*10*4mm。
弯曲性能,按ISO178方法,试验速度为2mm/min,样条尺寸为80*10*4mm,跨距64mm。
缺口Charpy冲击强度,按ISO179方法,样条尺寸为80*10*4mm,缺口深度为试样厚度的五分之一。
翘曲采用压住150*100*3mm板的一端,另一端离开平整桌面的高度来确定。
光泽度采用光泽度仪(60)测量,样条尺寸为150*100*3mm。下面介绍本发明的实施例:
实施例1
将均聚聚丙烯Y2600 64份,硅灰石6份,接枝聚丙烯5份,成核剂NA21 0.2份,抗氧剂DSTP 0.1份,抗氧剂618 0.2份,抗氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机,在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 25份。造粒制成复合材料。
实施例2
将均聚聚丙烯Y2600 60份,硅灰石10份,接枝聚丙烯5份,成核剂NA21 0.2份,抗氧剂DSTP 0.1份,抗氧剂618 0.2份,抗氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机,在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 25份。造粒制成复合材料。
实施例3
将均聚聚丙烯Y2600 55份,硅灰石15份,接枝聚丙烯5份,成核剂NA21 0.2份,抗氧剂DSTP 0.1份,抗氧剂618 0.2份,抗氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机,在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 25份。造粒制成复合材料。
实施例4
将均聚聚丙烯Y2600 70份,硅灰石10份,接枝聚丙烯5份,成核剂NA21 0.2份,抗氧剂DSTP 0.1份,抗氧剂618 0.2份,抗氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机,在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 15份。造粒制成复合材料。
实施例5
将均聚聚丙烯Y2600 55份,硅灰石10份,接枝聚丙烯5份,成核剂NA21 0.2份,抗氧剂DSTP 0.1份,抗氧剂618 0.2份,抗氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机,在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 30份。造粒制成复合材料。
表1实施例1-5性能表
对比例1
将均聚聚丙烯Y2600 80份,接枝聚丙烯5份,成核剂NA21 0.2份,抗氧剂DSTP 0.1份,抗氧剂618 0.2份,抗氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机,在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 15份。加工工艺如下:一区温度160℃,二区温度200℃,三区温度220℃,四区温度220℃,五区温度210℃,主机转速400转/分钟。
对比例2
将均聚聚丙烯Y2600 70份,接枝聚丙烯5份,成核剂NA21 0.2份,抗氧剂DSTP 0.1份,抗氧剂618 0.2份,抗氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机,在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 25份。加工工艺如下:一区温度160℃,二区温度200℃,三区温度220℃,四区温度220℃,五区温度210℃,主机转速400转/分钟。
对比例3
将均聚聚丙烯Y2600 65份,接枝聚丙烯5份,成核剂NA21 0.2份,抗氧剂DSTP 0.1份,抗氧剂618 0.2份,抗氧剂3114 0.5份均匀混和后进入双螺杆挤出机,在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维ER13-2000-988A 30份。加工工艺如下:一区温度160℃,二区温度200℃,三区温度220℃,四区温度220℃,五区温度210℃,主机转速400转/分钟。
表2对比例1-3性能表
由实施例1~5和对比例1~3的测试结果可以看出,添加了硅灰石的玻璃纤维增强聚丙烯能明显降低翘曲和增加光泽。
Claims (8)
1.低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料,其特征在于:按重量份计,其组分和含量如下:
均聚聚丙烯 30~85份
玻璃纤维 5~40份
硅灰石 5~15份
相容剂 2~10份
成核剂 0.1~1份
其他助剂 0.1~5份。
2.根据权利要求1所述的低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料,其特征在于:所述的均聚聚丙烯相对密度为0.89~0.92;在230℃,2.16Kg负荷下的熔体流动速率为20~40g/10min。
3.根据权利要求1所述的低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料,其特征在于:所述的玻璃纤维为无碱、中碱、高强度玻纤,玻纤直径为5~20μm。
4.根据权利要求1所述的低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料,其特征在于:所述的相容剂采用聚丙烯和不饱和酸、酸酐接枝聚合物。
5.根据权利要求1所述的低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料,其特征在于:所述的硅灰石为直径为3~15μm,长径比为3∶1~20∶1的针状或粉状硅灰石。
6.根据权利要求1所述的低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料,其特征在于:所述的成核剂为芳香基磷酸酯盐类,山梨醇类,羧酸金属盐类透明成核剂中的一种。
7.据权利要求1所述的低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料,其特征在于:所述的其他助剂包括抗氧剂、润滑剂。
8.制备权利要求1所述低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料的方法,其特征在于:其具体步骤如下:
(1)按重量份配比称取原料;
(2)将均聚聚丙烯、硅灰石、相容剂、成核剂、其他助剂均匀混和后进入双螺杆挤出机,在专用玻璃纤维口处添加玻璃纤维。加工工艺如下:一区温度160~180℃,二区温度200~220℃,三区温度200~220℃,四区温度200~220℃,五区温度200~210℃,主机转速380~440转/分钟;
(3)挤出后冷却、干燥、切粒即得低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料。
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