CN102558668A - 一种高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料及其制备方法，按以下重量百分比的原料配制成：聚丙烯70～94.8％，TPX3～20％，LLDPE1～5％，相容剂1～4％，抗氧剂0.1～2％，其他助剂0～3％，本发明利用TPX的高透明度和优良的耐热抗冲性能，结合LLDPE的协同增韧，所制备的改性聚丙烯材料在保持聚丙烯高刚性的同时，也改善了均聚聚丙烯的抗冲击性能，同时制备的材料还具有良好的透明性，可用于制作透明性、耐热抗冲性能要求高的制品。

Description

一种高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料及其制备方法，是一种工艺简单、高透明、综合性能良好的改性聚丙烯材料，可以用于制备一些具有高透明、高刚性和冲击韧性要求的制品。
背景技术
通常透明度较高的聚丙烯材料都是均聚物，其冲击韧性较低，加入一些EPDM、POE等弹性体可以改善其冲击性能，但同时也会导致其刚性的下降，并且由于弹性体会影响聚丙烯的结晶状况，从而制得的聚丙烯材料透明度也明显下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料及其制备方法，以解决现有技术的上述不足，在实际生产中能够简单有效地提高聚丙烯材料的透明度，并在不降低其刚性的同时提高其韧性。
本发明的目的主要通过以下技术方案来实现。
一种高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料，按以下重量百分比计的原料配制而成：
聚丙烯         70～94.8％
TPX            3～20％
LLDPE          1～5％
相容剂         1～4％
抗氧剂         0.1～2％
其他助剂       0～3％。
本发明所述的聚丙烯其熔体流动速率为5～30g/10min的均聚聚丙烯(测试条件：230℃×2.16Kg)。
所述的TPX为聚4-甲基戊烯-1，其熔体流动速率在5～30g/10min(测试条件：260℃×5Kg)。
所述的LLDPE，其熔融指数为0.5～10g/10min(测试条件：190℃×2.16Kg)。
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，其熔体流动速率为30～50g/10min(测试条件：230℃×2.16kg)，接枝率0.8～1.2％。
所述的抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂，其中主抗氧剂选自受阻酚或硫酯类抗氧剂。为3114、1010和DSTP中的一种或几种；辅抗氧剂选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂。为618和168中的一种或二种。
所述的其他添加剂是各种润滑剂、抗紫外线剂和颜料。
制备这种高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯材料的方法，其步骤如下：
(1)按重量配比称取原料；
(2)将聚丙烯、TPX、相容剂、LLDPE、抗氧剂和其他助剂在高速混合器中干混3～5分钟；
(3)将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为180～600转/分，温度为一区190～200℃，二区200～220℃，三区220～235℃，四区215～220℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
本发明通过利用TPX的高透明度和优良的耐热抗冲性能，结合LLDPE的协同增韧，所制备的改性聚丙烯材料在保持均聚聚丙烯高刚性的同时，也改善了均聚聚丙烯的耐热抗冲击性能，同时制备的材料还具有良好的透明性。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步的详细说明。
在实施例及对比例复合材料配方中，聚丙烯为中上海石油化工股份有限公司生产的均聚聚丙烯，商品名为M1200HS，其熔体流动速率为11g/10min(测试条件：230℃×2.16Kg)；所述的TPX为日本三井化学生产，商品名为TPX MX002，其熔融指数为21g/10min(测试条件：260℃×5Kg)；所述的LLDPE为齐鲁石化公司生产的7042，熔指为2g/10min。相容剂为南京德巴化工有限公司生产的马来酸酐接枝聚丙烯，熔体流动速率为50g/10min，接枝率0.8％。主抗氧剂选用英国ICE公司生产的DSTP，化学名为硫代二丙酸十八酯，以及Ciba公司生产的3114，化学名为3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯。辅抗氧剂为Ciba公司生产的168，化学名称为三(2，4-二叔丁基苄基)亚磷酸酯。
将所有组份加入高速混合器中，以高于600r/min的转速干混3～5分钟。将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为180～600转/分，温度为一区190～200℃，二区200～220℃，三区220～235℃，四区215～220℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
性能评价及实行标准：
将按上述方法完成造粒的粒子材料至于100℃的鼓风干燥箱中干燥2～3小时，然后再将干燥好的粒料在注射成型机上进行注射成型制样。
熔体流动速率测试按照ISO 1133进行，测试条件为230℃×2.16Kg；拉伸性能按照ISO 527进行，试样尺寸为170×10×4，拉伸速度为50mm/min；弯曲性能测试按照ISO 178进行，试样尺寸为80×10×4，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；简支梁冲击按ISO 179进行，试样尺寸为80×10×4，缺口深度为试样厚度的三分之一；透明度用透光率来表示，透光率越高，其透明性越好，用WGT-S型透光率雾度测定仪，按GB 2410-80，采用1mm厚注塑板测定。
材料的综合性能通过测试所得的缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲模量、透光率的数值进行评判。实施例配方及各项性能测试结果见下列各表：
表1实施例1～4及对比例1～4配方(重量％)。
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   对比例1   对比例2   对比例3   对比例4
  聚丙烯   75.6   94.6   84.6   70.6   90.6   96.6   89.6   79.6
  TPX   15   3   10   20   -   3   10   20
  LLDPE   5   1   3   5   5   -   -   -
  相容剂   4   1   2   4   4   -   -   -
  3114   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1
  168   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2
  DSTP   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1
表2实施例1～4及对比例1～4测试结果
Figure BDA0000041330070000051
从实施例1～4与对比例1的对比可以看出，在聚丙烯材料中添加TPX可以明显提高材料的透明度，并且材料的抗冲击性能也都得到了明显的提高。而从实施例1与对比例1、实施例2与对比例2、实施例3与对比例3以及实施例4与对比例4的比较可以发现，加入LLDPE和相容剂也可以明显提高材料的抗冲性能，而且对材料的透明性影响不大。

Claims (9)

1.一种高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料，其特征在于：按重量百分比计，其组分和含量为：
聚丙烯             70～94.8％
TPX                3～20％
LLDPE              1～5％
相容剂             1～4％
抗氧剂             0.1～2％
其他助剂           0～3％。
2.根据权利要求1所述的高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为熔体流动速率为5～30g/10min的均聚聚丙烯，测试条件为230℃×2.16Kg。
3.根据权利要求1所述的高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的TPX为聚4-甲基戊烯-1，在260℃×5Kg的测试条件下，其熔体流动速率在5～30g/10min。
4.根据权利要求1所述的高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料，其特征在于：在190℃×2.16Kg测试条件下，LLDPE的熔融指数为0.5～10g/10min。
5.根据权利要求1所述的高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，在230℃×2.16kg的测试条件下，其熔体流动速率为30～50g/10min，接枝率0.8～1.2％。
6.根据权利要求1所述的高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂，其中主抗氧剂选自受阻酚或硫酯类抗氧剂；辅抗氧剂选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂。
7.根据权利要求6所述的高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料，其特征在于：主抗氧剂为3114、1010和DSTP中的一种或几种；辅抗氧剂为618和168中的一种或二种。
8.根据权利要求1所述的高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的其他添加剂是各种润滑剂、抗紫外线剂或颜料。
9.一种制备权利要求1所述的高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯材料的方法，其特征在于：其具体步骤如下：
(1)按重量配比称取原料；
(2)将聚丙烯、TPX、相容剂、LLDPE、抗氧剂和其他助剂在高速混合器中干混3～5分钟；
(3)将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为180～600转/分，温度为一区190～200℃，二区200～220℃，三区220～235℃，四区215～220℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
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