CN103387711A - 一种高光泽耐刮擦聚丙烯类树脂及其制备方法 - Google Patents

一种高光泽耐刮擦聚丙烯类树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域,特别涉及一种PP类树脂及其制备方法。本发明提供的PP类树脂包括以下组分和重量份:PP类树脂60-90份、无机填料5-35份、成核剂0.1-1份、耐刮擦剂1-5份、主抗氧剂0.1-1份、辅抗氧剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份、光稳定剂0.3-0.8份。本发明的高PP类树脂,不仅保留了PP类树脂原有的优良性能,还具有高光、耐刮擦、耐候等一系列突出的优点。

Description

一种高光泽耐刮擦聚丙烯类树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,涉及一种聚丙烯类树脂及其制备方法。
背景技术
PP(聚丙烯)类树脂具有较轻的质量,良好的耐化学腐蚀性、耐热性,均衡的机械力学性,优良的可加工性,相对低廉的价格,因此被广泛应用于家电、汽车、电子电器等领域;在日益激烈的市场竞争中,PP类树脂正逐步取代一些价格较高的通用塑料,应用于家电、汽车、电子电器等领域。然而,随着社会的发展,人们生活品质的提高,对使用的材料也提出了越来越高的要求,PP类树脂由于表面光泽度、耐刮擦性较差,在一定程度上限制了其的应用范围。
目前,提高PP类树脂耐刮擦性的最常用的方法,就是在其中填充滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、玻璃微珠、硅灰石、甚至玻璃纤维等无机填料,或者通过添加成核剂的方法来提高PP类树脂的耐刮擦性,但在提高PP类树脂的耐刮擦性后,往往会降低其表面光泽度;或者在一定程度上提高PP类树脂的表面光泽度后,耐刮擦性的改善很不明显。换而言之,这类方法无法同时有效地提高PP类树脂的耐刮擦性、表面光泽度。综上所述,目前市场急需开发一种加工容易、操作简单、性能均衡性好的高光泽耐刮擦PP类树脂。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有技术存在的缺陷而提供一种性价比高、加工容易、均衡性好、表面光泽度好、耐刮擦性能好的高光泽耐刮擦PP类树脂及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种聚丙烯类树脂,该树脂由包括以下重量份的组分制成:
PP类树脂    60-90份,
无机填料    5-35份,
成核剂      0.1-1份,
耐刮擦剂    1-5份,
主抗氧剂    0.1-1份,
辅抗氧剂    0.1-1份,
润滑剂      0.1-1份,
光稳定剂    0.3-0.8份。
所述的聚丙烯类树脂优选65-85份。
所述的无机填料优选10-30份。
所述的PP类树脂选自均聚聚丙烯树脂或共聚聚丙烯树脂中的一种或者两种。
所述的无机填料为硫酸钡、碳酸钙或滑石粉中的一种或一种以上。
所述的成核剂选自羧酸金属盐、磷酸金属盐、二苄山梨醇或二苄山梨醇衍生物,所述的磷酸金属盐为2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠。
所述的二苄山梨醇衍生物选自二苄叉山梨醇、二(对甲基二苄叉)山梨醇或三(3,4-二甲基二苄叉)山梨醇)等。
所述的耐刮擦剂选自硅酮母粒、纳米硅铝酸盐或聚乙烯蜡的一种或者一种以上。
所述的主抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂。
所述的辅抗氧剂为亚磷酸酯类辅抗氧剂。
所述的润滑剂选自N,N′-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸锌。
所述的光稳定剂选自2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]]、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯中的一种或一种以上。
一种上述高光泽耐刮擦PP类树脂的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)首先将PP类树脂60-90份、无机填料5-35份、成核剂0.1-1份、耐刮擦剂1-5份、主抗氧剂0.1-1份、辅抗氧剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份、光稳定剂0.3-0.8份,加入高速搅拌机中充分混合均匀;
(2)混合完全后,通过精密计量的送料装置,将物料送入双螺杆挤出机中,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后,制成粒料。
所述的步骤(2)中双螺杆挤出机的长径比为20~50,优选35;带有精确的温度控制和真空排气设备;螺杆各区的温度设置为170-240℃,优选180-230℃。
本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
1、本发明通过添加无机填料提高了PP类树脂的表面光泽度,并通过添加耐刮擦剂和成核剂提高了PP类树脂的耐刮擦性。
2、本发明运用所述配方制得的材料不仅具有良好的表面光泽度和耐刮擦性能,而且还具有加工方便、性价比高、均衡性好的优点。
3、本发明的方法流程简单、连续、高效,制备的产品质量稳定。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于重量,除非特别说明。
除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
实施例中所用原料:(PP为PP H1500(韩国湖南),硫酸钡为2500目(集美),成核剂为2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠(NA-11),耐刮擦剂为纳米硅铝酸盐(富源),主抗氧剂为Irganox 1010(Ciba精化),辅抗氧剂为Irgafos 168(Ciba精化),润滑剂为N,N′-乙撑双硬脂酰胺,光稳定剂1为944(Ciba精化),光稳定剂2为770(Ciba精化)。)
测试方法与标准:
弯曲性能(弯曲强度和弯曲模量)按照ASTM D790标准测试。
缺口冲击强度按照ASTM D6110标准测试。
表面光泽度按照ASTM-D2457标准测试。
铅笔硬度按照GB/T 6739-1996标准测试。
实施例1
本实施例中所用的各种物质的重量份数列于表1中。
表1
  原料   重量份数
  PP   75
  硫酸钡   20
  成核剂   0.3
  耐刮擦剂   4
  主抗氧剂   0.2
  辅抗氧剂   0.2
  润滑剂   0.5
  光稳定剂1   0.2
  光稳定剂2   0.2
制备方法:首先将PP类树脂75重量份、无机填料20重量份、成核剂0.3重量份、耐刮擦剂4重量份、主抗氧剂0.2重量份、辅抗氧剂0.2重量份、润滑剂0.5重量份、光稳定剂0.4重量份,加入高速搅拌机中充分均匀混合2~5分钟,混合完全后,通过精密计量的送料装置,将物料送入双螺杆挤出机中,各区温度设置分别为:一区间180℃,二区间190℃,三、四区间200℃,五区间215℃,该螺杆挤出机带有精确的温度控制和真空排气设备;物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后,制成粒料。
所得共混物材料的性能测试结果如表2所示(ASTM)。
表2
  性能   实施例1
  弯曲强度(MPa)   57
  弯曲模量(Mpa)   2300
  缺口冲击强度(J/m)   70
  表面光泽度   95
  铅笔硬度(级)   2H
实施例2
本实施例中所用的各种物质的重量份数列于表3中。
表3
  原料   重量份数
  PP   85
  硫酸钡   10
  成核剂   0.3
  耐刮擦剂   4
  主抗氧剂   0.2
  辅抗氧剂   0.2
  润滑剂   0.5
  光稳定剂1   0.2
  光稳定剂2   0.2
制备方法:首先将PP类树脂85重量份、无机填料10重量份、成核剂0.3重量份、主抗氧剂0.2重量份、辅抗氧剂0.2重量份、润滑剂0.5重量份、光稳定剂0.4重量份,加入高速搅拌机中充分均匀混合2~5分钟,混合完全后,通过精密计量的送料装置,将物料送入双螺杆挤出机中,各区温度设置分别为:一区间180℃,二区间190℃,三、四区间200℃,五区间215℃,该螺杆挤出机带有精确的温度控制和真空排气设备;物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后,制成粒料。
所得共混物材料的测试结果如表4所示ASTM)。
表4
  项目   实施例2
  弯曲强度(MPa)   53
  弯曲模量(Mpa)   1980
  缺口冲击强度(J/m)   85
  表面光泽度   87
  铅笔硬度(级)   HB+
实施例3
本实施例中所用的各种物质的重量份数列于表5中。
表5
  原料   重量份数
  PP-1   65
  硫酸钡   30
  成核剂   0.3份
  耐刮擦剂   4
  主抗氧剂   0.2
  辅抗氧剂   0.2
  润滑剂   0.5
  光稳定剂1   0.2
  光稳定剂2   0.2
制备方法:首先将PP类树脂65重量份、无机填料30重量份、成核剂0.3重量份、耐刮擦剂4重量份、主抗氧剂0.2重量份、辅抗氧剂0.2重量份、润滑剂0.5重量份、光稳定剂0.4重量份,加入高速搅拌机中充分均匀混合2~5分钟,混合完全后,通过精密计量的送料装置,将物料送入双螺杆挤出机中,各区温度设置分别为:一区间180℃,二区间190℃,三、四区间200℃,五区间215℃,该螺杆挤出机带有精确的温度控制和真空排气设备;物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后,制成粒料。
所得共混物材料的测试结果如表6所示(ASTM)。
表6
  项目   实施例3
  弯曲强度(MPa)   60
  弯曲模量(Mpa)   2530
  缺口冲击强度(J/m)   35
  表面光泽度   98
  铅笔硬度(级)   2H+
比较例1
本比较例中所用的各种物质的重量份数列于表7中。
表7
  原料   重量份数
  PP   79
  硫酸钡   20
  成核剂   0.3
  主抗氧剂   0.2
  辅抗氧剂   0.2
  润滑剂   0.5
  光稳定剂1   0.2
  光稳定剂2   0.2
制备方法:首先将PP类树脂75重量份、无机填料20重量份、成核剂0.3重量份、主抗氧剂0.2重量份、辅抗氧剂0.2重量份、润滑剂0.5重量份、光稳定剂0.4重量份,加入高速搅拌机中充分均匀混合2~5分钟,混合完全后,通过精密计量的送料装置,将物料送入双螺杆挤出机中,各区温度设置分别为:一区间180℃,二区间190℃,三、四区间200℃,五区间215℃,该螺杆挤出机带有精确的温度控制和真空排气设备;物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后,制成粒料。
所得共混物材料的测试结果如表8所示ASTM)。
表8
  项目   实施例2
  弯曲强度(MPa)   53
  弯曲模量(Mpa)   2210
  缺口冲击强度(J/m)   65
  表面光泽度   95
  铅笔硬度(级)   HB+
比较例2
本比较例中所用的各种物质的重量份数列于表9中。
表9
  原料   重量份数
  PP-1   75
  硫酸钡   20
  耐刮擦剂   4
  主抗氧剂   0.2
  辅抗氧剂   0.2
  润滑剂   0.5
  光稳定剂1   0.2
  光稳定剂2   0.2
制备方法:首先将PP类树脂75重量份、无机填料20重量份、耐刮擦剂4重量份、主抗氧剂0.2重量份、辅抗氧剂0.2重量份、润滑剂0.5重量份、光稳定剂0.4重量份,加入高速搅拌机中充分均匀混合2~5分钟,混合完全后,通过精密计量的送料装置,将物料送入双螺杆挤出机中,各区温度设置分别为:一区间180℃,二区间190℃,三、四区间200℃,五区间215℃,该螺杆挤出机带有精确的温度控制和真空排气设备;物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后,制成粒料。
所得共混物材料的测试结果如表10所示(ASTM)。
表10
  项目   实施例3
  弯曲强度(MPa)   49
  弯曲模量(Mpa)   1950
  缺口冲击强度(J/m)   55
  表面光泽度   95
  铅笔硬度(级)   H
从实施例1、2、3可以看出本发明的耐刮擦、成核体系与PP树脂、无机填料树脂共混得到的材料,其耐刮擦性、表面光泽度均得到了改进。并随着无机填料树脂量的增加,其刚性、耐刮擦性和表面光泽度均有一定程度的增强,但韧性下降得也很明显。通过对比,可以发现,各项性能在实施例1中得到了良好的平衡。
比较例1与比较例2中各类材料重量份是基于实施例1,对比了在不添加耐刮擦剂或成核剂时,对材料性能的影响。通过对比可以看出,在比较例1中,不添加耐刮擦剂的情况下,材料的光泽度未受影响,但耐刮擦性有比较明显的降低;在比较例2中,不添加成核剂的情况下,材料的刚性下降的较为明显,同时也影响了耐刮擦性能。因此,就综合性能而言,实施例1比比较例更好。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于这里的实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚丙烯类树脂,其特征在于:该树脂由包括以下重量份的组分制成:
聚丙烯类树脂    60-90份,
无机填料        5-35份,
成核剂          0.1-1份,
耐刮擦剂        1-5份,
主抗氧剂        0.1-1份,
辅抗氧剂        0.1-1份,
润滑剂          0.1-1份,
光稳定剂        0.3-0.8份。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯类树脂,其特征在于:所述的聚丙烯类树脂为65-85份;或所述的无机填料为10-30份。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯类树脂,其特征在于:所述的聚丙烯类树脂选自均聚聚丙烯树脂或共聚聚丙烯树脂中的一种或者两种;
或所述的无机填料为硫酸钡、碳酸钙或滑石粉中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯类树脂,其特征在于:所述的成核剂选自羧酸金属盐、磷酸金属盐、二苄山梨醇或二苄山梨醇衍生物,所述的磷酸金属盐为2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠。
5.根据权利要求4所述的聚丙烯类树脂,其特征在于:所述的二苄山梨醇衍生物选自二苄叉山梨醇、二(对甲基二苄叉)山梨醇或三(3,4-二甲基二苄叉)山梨醇)。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯类树脂,其特征在于:所述的耐刮擦剂选自硅酮母粒、纳米硅铝酸盐或聚乙烯蜡的一种或者一种以上。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯类树脂,其特征在于:所述的主抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂;
或所述的辅抗氧剂为亚磷酸酯类辅抗氧剂。
8.根据权利要求1所述的聚丙烯类树脂,其特征在于:所述的润滑剂选自N,N′-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸锌;
或所述的光稳定剂选自2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]]、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯中的一种或一种以上。
9.一种权利要求1-8中任一所述的聚丙烯类树脂的制备方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
(1)首先将聚丙烯类树脂60-90份、无机填料5-35份、成核剂0.1-1份、耐刮擦剂1-5份、主抗氧剂0.1-1份、辅抗氧剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份、光稳定剂0.3-0.8份,加入高速搅拌机中充分混合均匀;
(2)混合完全后,通过精密计量的送料装置,将物料送入双螺杆挤出机中,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后,制成粒料。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于:所述的步骤(2)中双螺杆挤出机的长径比为20~50,优选35;螺杆各区的温度为170-240℃,优选180-230℃。
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