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

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

一种高透明、高模量抗冲改性聚丙烯材料及其制备方法

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。

3.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：

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。