CN103756149A - 一种滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途 - Google Patents

一种滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途，所述滑石粉的粒径为0.5微米～2.0微米且表面由钛酸酯偶联剂处理。将其加入到聚丙烯树脂中，可明显改善聚丙烯材料的低温韧性保持率。一般添加量为聚丙烯的0.5wt%～1.5wt%可使得聚丙烯材料的-30℃低温韧性保持率在50%以上，而在不加本发明耐寒剂时，聚丙烯材料的-30℃低温韧性保持率不到30%。

Description

一种滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途
技术领域
本发明涉及高分子材料改性领域，尤其涉及一种滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途。
背景技术
随着现代科技的发展，人们对材料性能的要求越来越高，尤其对通用塑料聚丙烯材料。聚丙烯主要用于汽车、家电、管材、医疗、食品等领域。由于聚丙烯材料的低温韧性较差，如果用于低温环境就需要对其进行增韧改性以提高聚丙烯材料的低温韧性，常见的改善聚丙烯低温韧性的材料为三元乙丙橡胶（EPDM）、乙烯基弹性体（POE）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体（SBS）、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体（SEBS）。如：中国专利CN 1221607C利用SEBS增韧聚丙烯；中国专利CN 102311584 B、CN 102675745 A、CN 102516663 A都是利用POE增韧聚丙烯；中国专利CN 1119374 C利用EPDM和SBS增韧聚丙烯。
滑石粉目前主要是用于对聚丙烯的填充、降本，使得聚丙烯材料的模量和热变形有所提高，一般滑石粉的用量为聚丙烯质量的10%~50%。如：中国专利CN 103146074 A，其中就是将滑石粉作为填充、降本来使用，其中滑石粉就占聚丙烯质量的20%~40%，用量相当的大。而将滑石粉作为聚丙烯复合材料耐寒剂的使用却未有相关报道。
发明内容
本发明提供一种滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途，本发明首次提出将滑石粉作为聚丙烯耐寒剂使用，可部分或完全替代传统的聚丙烯增韧剂，对聚丙烯的低温韧性保持率有着显著的效果。
上述滑石粉的粒径在0.5微米~2.0微米且经钛酸酯偶联剂表面改性处理。
上述钛酸酯偶联剂可以为异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯（AC-201）。
上述聚丙烯均聚聚丙烯。
上述滑石粉作为聚丙烯耐寒剂制备耐寒聚丙烯材料时，其用量为聚丙烯的0.5wt%~1.5wt%。
上述滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途，在制备耐寒聚丙烯材料时，加入抗氧剂、润滑剂、光稳剂和增韧剂中的一种或几种进行挤出造粒。
在制备耐寒聚丙烯材料时，上述各原料组成可以为：100份聚丙烯、0.5~1.5份滑石粉、0.2~0.5份抗氧剂、0.1~0.3份润滑剂、0.1~0.3份光稳剂和0~40份增韧剂。
上述抗氧剂可以选用四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗1010）、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗168）进行复配使用。
上述润滑剂可以为乙撑双硬脂酰胺（EBS）。
上述光稳剂可以为UV-3853PP5（50%受阻胺光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇硬脂酸酯与50%低分子量聚丙烯混合物）、UV-5411（2-（2-羟基-5-叔幸基苯基）苯并三唑）复配使用。
本发明的有益之处：
1、          本发明将滑石粉首次作为聚丙烯耐寒剂使用，可明显改善聚丙烯材料的低温韧性，其用量一般为聚丙烯质量的0.5wt%~1.5wt%，与传统的聚丙烯增韧剂如POE、EPDM等相比，添加量极少（传统的聚丙烯的增韧剂的用量一般为聚丙烯质量的10wt%~40wt%）。
2、          本发明的聚丙烯耐寒剂可以与传统的聚丙烯增韧剂复配使用，其对聚丙烯低温韧性保持效果比两者分别单独使用效果好。
3、          本发明将滑石粉作为耐寒剂使用打破了传统的滑石粉作为聚丙烯填充料使用的范畴，且其用量也比作为填充料使用时小很多。
具体实施方式
下面结合一些实施例与对比例对本发明作进一步说明。
实施例以及对比例中用到的材料有：
均聚聚丙烯    S700 中石化扬子石化；
均聚聚丙烯   K1860  中石化燕山石化；
均聚聚丙烯   HI828  韩国三星；
均聚聚丙烯   HX3900  韩国SK；
滑石粉A  HTP1L（粒径约1.9微米） 意大利依米发比；
滑石粉B  HTP05L（粒径约1.4微米） 意大利依米发比；
滑石粉C  HTPUltra5L（粒径约0.5微米） 意大利依米发比；
滑石粉D  1250目（粒径约10微米） 广西龙胜隆吉；
抗氧剂A  Irganox1010 瑞士汽巴精化；
抗氧剂B  Irganox168 瑞士汽巴精化； 
润滑剂  EBS印尼朝阳化学有限公司；
光稳剂A   UV-3853PP5 美国氰特；
光稳剂B  UV-5411 美国氰特；
增韧剂A  POE ENGAGE8842 美国陶氏；
增韧剂B  POE LC670 韩国LG。
以下悬臂梁缺口冲击强度执行GB/T 1843。
本发明所列出的实施例只是本发明的典型实施例，然本发明的保护范围不局限于此。
注：低温韧性保持率=（-30℃的冲击强度/23℃的冲击强度）*100%。
滑石粉在使用前，都是加1 wt %的钛酸酯偶联剂AC-201进行表面处理的。具体处理方式如下：称取重量份数100份的滑石粉于高速混合机中，接着称取重量份数0.4份的AC-201加入其中进行高速混合5~8分钟，接着再称取重量份数0.3份的AC-201加入其中进行高速混合5~8分钟，最后称取重量份数0.3份的AC-201加入其中进行高速混合5~8分钟。混合好后，待用。高速混合机的温度为60~80℃、混合速度为200~300转/分钟。
实施例1
将重量份为100份聚丙烯S700，0.5份的滑石粉HTP1L，0.1份的抗氧剂Irganox1010，0.1份的抗氧剂Irganox168，0.1份的润滑剂EBS，0.05份的光稳剂UV-3853PP5，0.05份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒。接着，有单螺杆注塑机注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试。低温条件为：-30℃、3小时。测试结果见表-1。
实施例2
将重量份为100份的聚丙烯K1860，1.5份的滑石粉HTP05L，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.3份的抗氧剂Irganox168，0.3份的润滑剂EBS，0.2份的光稳剂UV-3853PP5，0.1份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒。接着，有单螺杆注塑机注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试。低温条件为：-30℃、3小时。测试结果见表-1。
实施例3
将重量份为100份的聚丙烯HI828，1.0份的滑石粉HTPUltra5L，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.2份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.1份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒。接着，有单螺杆注塑机注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试。低温条件为：-30℃、3小时。测试结果见表-1。
对比例1
将重量份为100份的聚丙烯S700，0.5份的滑石粉1250目，0.1份的抗氧剂Irganox1010，0.1份的抗氧剂Irganox168，0.1份的润滑剂EBS，0.05份的光稳剂UV-3853PP5，0.05份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒。接着，有单螺杆注塑机注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试。低温条件为：-30℃、3小时。测试结果见表-1。
对比例2
将重量份为100份的聚丙烯K1860，1.5份的滑石粉1250目，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.3份的抗氧剂Irganox168，0.3份的润滑剂EBS，0.2份的光稳剂UV-3853PP5，0.1份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒。接着，有单螺杆注塑机注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试。低温条件为：-30℃、3小时。测试结果见表-1。
对比例3
将重量份为100份的聚丙烯HI828，1.0份的滑石粉1250目，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.2份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.1份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒。接着，有单螺杆注塑机注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试。低温条件为：-30℃、3小时。测试结果见表-1。
 
表-1  实施例1~3和对比例1~3的性能
从以上实施例1~3和对比例1~3可看出，加入本发明的耐寒剂可使得聚丙烯材料的低温韧性保持率都在50%以上，而加入的滑石粉粒径大于本发明滑石粉粒径时其低温韧性保持率不到30%。
实施例4
将重量份为100份的聚丙烯HX3900，1.0份的滑石粉HTPUltra5L，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.25份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.15份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒。接着，有单螺杆注塑机注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试。低温条件为：-30℃、3小时。测试结果见表-2。
实施例5
将重量份为100份的聚丙烯HX3900，10份的增韧剂POE ENGAGE8842，1.0份的滑石粉HTPUltra5L，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.25份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.15份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒。接着，有单螺杆注塑机注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试。低温条件为：-30℃、3小时。测试结果见表-2。
实施例6
将重量份为100份的聚丙烯HX3900，40份的增韧剂POE LC670，1.0份的滑石粉HTPUltra5L，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.25份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.15份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒。接着，有单螺杆注塑机注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试。低温条件为：-30℃、3小时。测试结果见表-2。
对比例4
将重量份为100份的聚丙烯HX3900，10份的增韧剂POE ENGAGE8842，0.2份的抗氧剂Irganox1010，0.2份的抗氧剂Irganox168，0.25份的润滑剂EBS，0.15份的光稳剂UV-3853PP5，0.15份的光稳剂UV-5411经高混机混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒。接着，有单螺杆注塑机注塑成标准样条，在温度为23℃±2℃和湿度为RH50%±5%的条件下放置至少24小时，再进行悬臂梁缺口冲击测试。低温条件为：-30℃、3小时。测试结果见表-2。
表-2  实施例4~6和对比例4的性能
Figure DEST_PATH_IMAGE004A
从以上实施例4~6和对比例4可看出，传统的增韧剂对聚丙烯的增韧效果与本发明的耐寒剂相比，其常温下增韧效果较本发明的耐寒剂稍好而低温下的韧性保持率较本发明的耐寒剂效果稍差。如果将传统的增韧剂与本发明的耐寒剂复配使用的话，其效果比两者单独使用效果好，其低温韧性保持率可达60%以上。

Claims (6)

1.一种滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途，所述滑石粉的粒径为0.5微米~2.0微米且经钛酸酯偶联剂表面改性处理。
2.根据权利要求1所述滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯。
3.根据权利要求1所述滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途，其特征在于：所述钛酸酯偶联剂为异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途，其特征在于：将滑石粉作为聚丙烯耐寒剂制备耐寒聚丙烯材料时，其用量为聚丙烯的0.5wt%~1.5wt%。
5.根据权利要求4所述滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途，其特征在于：在制备耐寒聚丙烯材料时，加入抗氧剂、润滑剂、光稳剂和增韧剂中的一种或几种进行挤出造粒。
6.根据权利要求5所述滑石粉作为聚丙烯耐寒剂的用途，其特征在于：在制备耐寒聚丙烯材料时，各原料质量组成为：100份聚丙烯、0.5~1.5份滑石粉、0.2~0.5份抗氧剂、0.1~0.3份润滑剂、0.1~0.3份光稳剂和0~40份增韧剂。
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