CN102558678A - 一种高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料及其制备方法,它按以下重量百分比的原料配制成:聚丙烯88~99.5%,纳米碳酸钙0~5%,成核剂0.1~3%,抗氧剂0.1~2%,其他助剂0~3%,本发明通过利用成核剂的成核结晶能力,提高PP基体的模量;纳米碳酸钙结合成核剂协同增韧,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,可用于制作透明度要求高、高模量高抗冲的塑料制品。
Description
技术领域
本发明涉及一种高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料,是一种工艺简单并有优良的刚韧性平衡的改性聚丙烯材料,可以用于制备一些透明度要求高、高模量高抗冲的塑料制品。
背景技术
聚丙烯是五大类通用塑料之一,由于其原料来源丰富、价格便宜、易于加工成型、产品综合性能优良,因此用途非常广泛,已成为通用树脂中发展最快的品种,广泛应用于汽车内外饰件、电子和家用电器产品中。尽管聚丙烯有众多优点,但是,聚丙烯也存在一些不足之处,如没有很好的达到刚韧性平衡,高模量的聚丙烯往往不能同时达到高冲击,高冲击的聚丙烯也不能同时达到高模量。
通常通过加入玻璃纤维、滑石粉等无机填料的方法来提高材料的模量,但同时会降低材料抗冲击韧性,密度也会增加。也可以通过加EPDM、SBS、EVA、POE等弹性体来提高聚丙烯材料的韧性,但是材料模量会降低,同时成本也会增加。
申请号为200810207476.7公开了一种高透明高流动增韧聚丙烯材料及其制备方法,其加入10-30%的LLPE和5-15%的SEBS,制得了一种流动性、透明均强于普通PP的增韧材料,可以用于制造具有高透明度高韧性要求的塑料制品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料,以解决现有技术的不足,在实际生产中能够提供一种透明度高、高模量、高抗冲的聚丙烯材料。
本发明的另一目的是提供上述改性聚丙烯材料的制备方法。
本发明的目的主要通过以下技术方案来实现。
一种高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料,按以下重量百分比计的原料配制而成:
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)。
所述的成核剂为二(3,4-二甲基二苄叉)山梨糖醇(DMDBS),分子式为C24H30O6,分子结构式为:
所述的纳米碳酸钙所述的纳米碳酸钙其粒径在100~300nm,表面经过硬脂酸处理。
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中的一种或几种组合;辅抗氧剂选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂。为618和168中的一种或两种组合。
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、纳米碳酸钙、成核剂、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。
本发明通过利用成核剂的成核结晶能力,提高PP基体的模量;纳米碳酸钙结合成核剂协同增韧,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,可用于制作透明度要求高、高模量高抗冲的塑料制品。
具体的实施方式
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);所述的纳米碳酸钙为江西华明纳米碳酸钙有限公司生产,商品名为纳米碳酸钙SPSL-2,其粒径在100~300nm;所述的成核剂为Milliken公司生产的DMDBS,化学名为二(3,4-二甲基二苄叉)山梨糖醇;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1~6及对比例1~3配方(重量%)。
表2实施例1~6及对比例1~3测试结果
从实施例1~4对比例2的对比可以看出,在聚丙烯材料中添加纳米碳酸钙可以明显提高材料的冲击强度,且材料的透明度略有增加;从实施例4~6对比例3的对比可以看出,成核剂的加入可以提高材料的模量以及透明度,并且冲击也有增加;从实施例1~4对比例1的对比可以看出,在聚丙烯材料中,纳米碳酸钙与成核剂可以明显提升材料的模量及抗冲性能,并且材料的透明度也有大幅度的提升;从实施例1-6可以看出,在纳米碳酸钙和成核剂的协同作用下,能够得到透明度、模量以及冲击性能俱佳的改性聚丙烯材料。
Claims (8)
1.一种高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料,其特征在于:按以下重量百分比计的原料配制而成:
2.根据权利要求1所述的高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料,其特征在于:所述的聚丙烯为在230℃,2.16Kg测试条件下,熔体流动速率为5~30g/10min的均聚聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料,其特征在于:所述的纳米碳酸钙所述的纳米碳酸钙其粒径在100~300nm,表面经过硬脂酸处理。
5.根据权利要求1所述的高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料,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和硫酯类抗氧剂中的一种或几种组合;辅抗氧剂选用亚磷酸盐和酯类抗氧剂中的一种或几种组合。
6.根据权利要求5所述的高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料,其特征在于:所述的主抗氧剂为3114、1010和DSTP中的一种或几种组合;辅抗氧剂为618和168中的一种或两种组合。
7.根据权利要求1所述的高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料,其特征在于:所述的其他添加剂是各种润滑剂、抗紫外线剂和颜料。
8.一种制备权利要求1所述高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料的方法,其特征在于:其步骤如下:
(1)按重量配比称取原料;
(2)将聚丙烯、纳米碳酸钙、成核剂、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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