CN103387734A - 一种耐低温聚丙烯复合材料及其制备方法和用途 - Google Patents

一种耐低温聚丙烯复合材料及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子复合材料技术领域，涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法和用途。该材料由包括以下重量份的组分制成：聚丙烯75-90份；乙烯-辛烯共聚物5-15份；茂金属线性低密度聚乙烯5-10份；抗氧剂0.3-0.6份。本发明通过添加乙烯-辛烯共聚物提高聚丙烯捆扎带材料的低温冲击强度，从而制备出优异的耐低温聚丙烯复合材料，且本发明制备工艺简单，生成成本低。

Description

一种耐低温聚丙烯复合材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法和用途。
背景技术
聚丙烯是三大通用塑料之一，原料丰富、工艺简便、价廉性优，与其他塑料相比，具有较好的综合性能，广泛应用于电器、汽车、包装及日用品等领域。但是，聚丙烯低温脆性、成型收缩率大、耐老化性差等限制了它的应用范围。
聚丙烯捆扎带价格便宜，加工工艺简单，可以用于各种捆扎强度要求不高的场合。但由于聚丙烯脆化温度低，在低温下容易发脆，这就影响了聚丙烯捆扎带在冬季气温很低的时候，在室外运输及搬运过程中极易发生损坏。因此，如何进一步提高聚丙烯捆扎带的耐低温性能已成为一项具有很高实用价值的课题，但目前国内还没有相关的专利。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有技术的缺陷，而提供一种聚丙烯复合材料及其制备方法和用途。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种聚丙烯复合材料，由包括以下重量份的组分制成：
聚丙烯                  75-90份，
乙烯-辛烯共聚物（POE）  5-15份，
茂金属线性低密度聚乙烯  5-10份，
抗氧剂                  0.3-0.6份。
所述的聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，熔融指数为0.5-100g/10min（230℃，2.16kg）。
所述的乙烯-辛烯共聚物（POE）为线形乙烯-辛烯共聚物，密度为0.88-0.90g/cm3，熔融指数为0.2-50g/10min(190℃，2.16kg)。
所述的茂金属线性低密度聚乙烯为用茂金属催化剂，生产的线性低密度聚乙烯，熔融指数为0.1-5g/10min(190℃，2.16kg)，优选1018CA（美国埃克森美孚公司产品），其熔融指数为1g/10min(190℃，2.16kg)。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂和辅抗氧剂的质量比为1:2。
所述的主抗氧剂选自受阻酚或硫酯类抗氧剂中的一种或一种以上，优选为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧剂1010）。
所述的辅抗氧剂选自亚磷酸酯抗氧剂，优选为三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯（抗氧剂168）。
一种上述聚丙烯复合材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
（1）将75-90份聚丙烯、5-15份乙烯-辛烯共聚物（POE）、5-10份茂金属线性低密度聚乙烯、0.3-0.6份抗氧剂，混合均匀；
（2）将混合均匀的各组分原料放入双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
所述的步骤（1）中混合装置未高速搅拌机，混合时间为3-5分钟。
所述的步骤（2）中双螺杆挤出机的进料段温度160-180℃，压缩段温度180-200℃，,塑化段温度200-220℃，均化段温度210-230℃，模口温度190-210℃。
一种上述聚丙烯复合材料用作捆扎带材料的用途。
本发明具有如下优点和有益效果：
1、本发明通过乙烯-辛烯共聚物（POE）和茂金属线性低密度聚乙烯，使得聚丙烯捆扎带材料的低温下冲击强度非常高，耐低温性能好；
2、本发明提出的一种耐低温聚丙烯捆扎带材料制备工艺简单，生产成本低。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
在实施例及对比例配方中，使用的共聚聚丙烯有：商品牌号为K8003，其熔融指数为3g/10min(230℃，2.16kg)，中石化燕山石化公司生产。商品牌号为K7926，其熔融指数为26g/10min(230℃，2.16kg)，上海赛科石化公司生产。商品牌号为CB5290，其熔融指数为100g/10min(230℃，2.16kg)，韩国大韩油化公司生产。
所用的乙烯-辛烯共聚物（POE）为美国陶氏公司产品8150，其熔融指数为0.5g/10min(230℃，2.16kg)。
所用的茂金属线性低密度聚乙烯为美国埃克森美孚公司产品1018CA,其熔融指数为1g/10min(190℃，2.16kg)。
所用的主抗氧剂为汽巴公司产品抗氧剂1010，化学名称为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯。辅抗氧剂为汽巴公司产品抗氧剂168，化学名称为三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯。
实施例1
将90份嵌段共聚聚丙烯K8003、5份乙烯-辛烯共聚物（POE）8150、5份茂金属线性低密度聚乙烯1018CA、0.1份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168放入高速搅拌机中干混3-5分钟；
将混合好的原料用双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
双螺杆挤出机的进料段温度160-180℃，压缩段温度180-200℃，塑化段温度200-220℃，均化段温度210-230℃，模口温度190-210℃。
实施例2
将83份嵌段共聚聚丙烯K7926、10份乙烯-辛烯共聚物（POE）8150、7份茂金属线性低密度聚乙烯1018CA、0.15份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168放入高速搅拌机中干混3-5分钟；
将混合好的原料用双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
双螺杆挤出机的进料段温度160-180℃，压缩段温度180-200℃，塑化段温度200-220℃，均化段温度210-230℃，模口温度190-210℃。
实施例3
将75份嵌段共聚聚丙烯CB5290、15份乙烯-辛烯共聚物（POE）8150、10份茂金属线性低密度聚乙烯1018CA、0.2份抗氧剂1010、0.4份抗氧剂168放入高速搅拌机中干混3-5分钟；
将混合好的原料用双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
双螺杆挤出机的进料段温度160-180℃，压缩段温度180-200℃，塑化段温度200-220℃，均化段温度210-230℃，模口温度190-210℃。
对比例1
将100份嵌段共聚聚丙烯K8003、0.1份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168放入高速搅拌机中干混3-5分钟；
将混合好的原料用双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
双螺杆挤出机的进料段温度160-180℃，压缩段温度180-200℃，塑化段温度200-220℃，均化段温度210-230℃，模口温度190-210℃。
对比例2
将100份嵌段共聚聚丙烯K7926、0.15份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168放入高速搅拌机中干混3-5分钟；
将混合好的原料用双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
双螺杆挤出机的进料段温度160-180℃，压缩段温度180-200℃，塑化段温度200-220℃，均化段温度210-230℃，模口温度190-210℃。
对比例3
将100份嵌段共聚聚丙烯CB5290、0.2份抗氧剂1010、0.4份抗氧剂168放入高速搅拌机中干混3-5分钟；
将混合好的原料用双螺杆挤出机熔融挤出，造粒
双螺杆挤出机的进料段温度160-180℃，压缩段温度180-200℃，塑化段温度200-220℃，均化段温度210-230℃，模口温度190-210℃。
性能评价方式及实行标准：
将上述实施例和对比例造粒好的粒子在90-100℃的鼓风烘箱中干燥2-3小时，然后在注塑成型机上注塑成型制样。
常温悬臂梁缺口冲击强度是将冲击样条在常温下按ISO 180进行测试；-30℃悬臂梁缺口冲击强度是将冲击样条置于-30℃低温箱中8小时，然后迅速取出按ISO 180进行测试：
各配方的测试结果如下：
表2为实施例1-6及比较例的测试结果。
表2
Figure BDA00001619512300041
从实施例1-3和对比例1-3可以看出，通过添加乙烯-辛烯共聚物（POE）8150和茂金属线性低密度聚乙烯1018CA后，共聚聚丙烯的常温冲击强度都得到了提高，而-30℃的低温冲击强度也得到了很大的提高，实施例1-3中的-30℃的低温冲击强度分别是对比例1-3的2.3倍、4.1倍、4.8倍。总之，通过提高低温冲击强度，聚丙烯捆扎带就能在低温下仍能保持较好的韧性，便于在极低气温条件下运输和搬运过程中不出现脆性断裂，解决了聚丙烯捆扎带低温发脆的难题。
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)

1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于：由包括以下重量份的组分制成：
聚丙烯                 75-90份，
乙烯-辛烯共聚物        5-15份，
茂金属线性低密度聚乙烯 5-10份，
抗氧剂                 0.3-0.6份。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯，熔融指数为0.5-100g/10min，230℃，2.16kg下。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的乙烯-辛烯共聚物为线形乙烯-辛烯共聚物，密度为0.88-0.90g/cm3，熔融指数为0.2-50g/10min，190℃，2.16kg下。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的茂金属线性低密度聚乙烯为用茂金属催化剂生产的线性低密度聚乙烯，熔融指数为0.1-5g/10min，190℃，2.16kg下，优选1018CA。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中主抗氧剂和辅抗氧剂的质量比为1:2。
6.根据权利要求5所述的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的主抗氧剂选自受阻酚或硫酯类抗氧剂中的一种或一种以上，优选为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯。
7.根据权利要求5所述的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的辅抗氧剂选自亚磷酸酯抗氧剂，优选为三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯。
8.一种权利要求1-7中任一所述的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
（1）将75-90份聚丙烯、5-15份乙烯-辛烯共聚物、5-10份茂金属线性低密度聚乙烯、0.3-0.6份抗氧剂，混合均匀；
（2）将混合均匀的各组分原料放入双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中混合装置未高速搅拌机，混合时间为3-5分钟；
或所述的步骤（2）中双螺杆挤出机的进料段温度160-180℃，压缩段温度180-200℃，,塑化段温度200-220℃，均化段温度210-230℃，模口温度190-210℃。
10.一种权利要求1-7中任一所述的聚丙烯复合材料用作捆扎带材料的用途。
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