CN103772815B - 一种耐高温不变色聚丙烯合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温不变色聚丙烯合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐高温不变色聚丙烯合金材料，由聚丙烯50份‑65份、改性剂20份‑30份、抗氧剂0.1份‑0.3份经混合、挤出造粒制备而成；其中改性剂为填充剂和增韧剂，所述聚丙烯为透明聚丙烯,且透明聚丙烯与改性剂的折光指数数值相同。本发明中加入了与透明聚丙烯折光指数数值相同的改性剂，升温时可能使聚丙烯发生二次结晶，从而保证了材料的耐高温不变色的特点，可广泛的应用于医疗器材领域。

Description

一种耐高温不变色聚丙烯合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种耐高温不变色聚丙烯合金材料及其制备方法。
背景技术
由填充和增韧改性的聚丙烯（PP）在受热时会发生颜色变化的现象，这限制了填充和增韧PP在高温耐热环境下的使用范围。目前国内外已经有许多报刊和杂志对一些小分子物质的受热变色进行了详细的探讨，但对大分子聚合物的受热变色的报道并不多，大分子聚合物的受热变色机理为聚合物在水溶液随温度的变化，其分子链的亲水-憎水性发生变化，温度增加导致分子链收缩于球形质点，聚合物在溶液中的状态发生了线团-球团转变，导致了颜色的变化。本发明严格限定了PP的填充剂和/或增韧剂的选材标准，制得受热不变色的PP合金材料，可广泛应用于医疗器材方面，具有很重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种耐高温不变色聚丙烯合金材料及其制备方法，该复合材料的制备方法简单易行，使得制得的复合材料具有更好的力学性能，透明性及耐热性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种耐高温不变色聚丙烯合金材料，由下述组分按重量份制备而成：
聚丙烯 50份-65份
改性剂 20份-30份
抗氧剂 0.1份-0.3份
所述改性剂为填充剂和增韧剂，所述聚丙烯为透明聚丙烯,且透明聚丙烯与改性剂的折光指数数值相同。
进一步，所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯抗氧剂（简称抗1010）与三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯抗氧剂（简称抗168）按质量比为1：1混合。
所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡。
所述增韧剂为聚乙烯辛烯共弹性体（POE）、三元乙丙橡胶（EPDM）或二元乙丙橡胶（EPR）
本发明的另一个目的是提供一种上述耐高温不变色聚丙烯合金材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按配比将聚丙烯、改性剂与抗氧剂一起置于高速搅拌机里混合均匀；
（2）将混合均匀的物料在双螺杆挤出机进行挤出造粒，经过冷却、切粒、干燥即得耐高温不变色聚丙烯合金材料，所述双螺杆挤出温度范围在180-220℃。
本发明的有益效果有：
1、本发明中加入了与聚丙烯折光指数数值相同的改性剂（填充剂和增韧剂），当升温时可能使聚丙烯发生二次结晶，由于填充剂和增韧剂与聚丙烯的相容性一般，其可以作为异相成核剂，引发PP的二次结晶。又由于PP、填充剂和/或增韧剂的折光指数相同，则保证了材料的耐高温不变色的特点。
2、由于本发明选用透明聚丙烯，制成的聚丙烯合金材料具有在高温条件下不变色且仍为透明的特点，其可广泛的应用于医疗器材领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
下面实施例中均选用透明的聚丙烯（PP），改性剂中的填充剂、增韧剂均选择其折光指数与透明聚丙烯的折光指数相同的物质。
实施例1
称取50份透明PP,10份POE，10份滑石粉，0.05份四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯抗氧剂，0.05份三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯抗氧剂，其中PP、POE、滑石粉的折光指数相同。在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机温度设置为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区205℃、Ⅴ区220℃、Ⅵ区220℃、Ⅶ区180℃、Ⅷ区185℃，机头185℃，材料挤出后，经冷却，切粒，由注塑级制成样条，23℃恒温下放置16小时后进行测试，性能测试结果见表1。
实施例2
称取65份透明PP,20份EPDM，10份碳酸钙，0.15份四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯抗氧剂，0.15份三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯抗氧剂，其中PP、POE、滑石粉的折光指数相同。在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机温度设置为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区205℃、Ⅴ区220℃、Ⅵ区220℃、Ⅶ区180℃、Ⅷ区185℃，机头185℃，材料挤出后，经冷却，切粒，由注塑级制成样条，23℃恒温下放置16小时后进行测试，性能测试结果见表1。
实施例3
称取57份透明PP,15份POE，15份硫酸钡，0.1份四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯抗氧剂，0.1份三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯抗氧剂，其中PP、POE、滑石粉的折光指数相同。在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机温度设置为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区205℃、Ⅴ区220℃、Ⅵ区220℃、Ⅶ区180℃、Ⅷ区185℃，机头185℃，材料挤出后，经冷却，切粒，由注塑级制成样条，23℃恒温下放置16小时后进行测试，性能测试结果见表1。
实施例4
称取60份透明PP,15份EPR，10份滑石粉，0.15份四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯抗氧剂，0.15份三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯抗氧剂，其中PP、POE、滑石粉的折光指数相同。在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机温度设置为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区205℃、Ⅴ区220℃、Ⅵ区220℃、Ⅶ区180℃、Ⅷ区185℃，机头185℃，材料挤出后，经冷却，切粒，由注塑级制成样条，23℃恒温下放置16小时后进行测试，性能测试结果见表1。
实施例5
称取65份透明PP,15份EPDM，15份滑石粉，0.1份四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯抗氧剂，0.1份三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯抗氧剂，其中PP、POE、滑石粉的折光指数相同。在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机温度设置为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区205℃、Ⅴ区220℃、Ⅵ区220℃、Ⅶ区180℃、Ⅷ区185℃，机头185℃，材料挤出后，经冷却，切粒，由注塑级制成样条，23℃恒温下放置16小时后进行测试，性能测试结果见表1。
对比例1
称取65份PP,15份POE，15份滑石粉，0.1份四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯抗氧剂，0.1份三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯抗氧剂,其中PP、POE、滑石粉的折光指数不相同。在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机温度设置为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区205℃、Ⅴ区220℃、Ⅵ区220℃、Ⅶ区180℃、Ⅷ区185℃，机头185℃，材料挤出后，经冷却，切粒，由注塑级制成样条，23℃恒温下放置16小时后进行测试，性能测试结果见表1。
将实施例1-5和对比例1制备的聚丙烯合金材料按标准制成样条，再将样条放置于100℃的水溶液中，于25min后拿出来后与未放置100℃的水溶液的颜色进行比对。结果如下表1所示：
表1 各实施例产品性能测试
性能指标 测试依据 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1
透光率 GB/T 2680 80 78 77 79 78 77
100℃是否变色 不变色 不变色 不变色 不变色 不变色 变色
由表1数据可知：本发明由于选择了相同折光指数的聚丙烯与改性剂，其制得的聚丙烯合金材料具有耐高温不变色透明的特点，可广泛的应用于医疗器材领域。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种耐高温不变色聚丙烯合金材料，其特征在于：由下述组分按重量份制备而成：
聚丙烯 50份-65份
改性剂 20份-30份
抗氧剂 0.1份-0.3份
所述改性剂为填充剂和增韧剂，所述聚丙烯为透明聚丙烯，且透明聚丙烯与改性剂的折光指数数值相同。
2.根据权利要求1所述的耐高温不变色聚丙烯合金材料，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯抗氧剂与三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯抗氧剂按质量比为1：1混合。
3.根据权利要求1所述的耐高温不变色聚丙烯合金材料，其特征在于：所述填充剂为滑石粉、碳酸钙或硫酸钡。
4.根据权利要求1所述的耐高温不变色聚丙烯合金材料，其特征在于：所述增韧剂为聚乙烯辛烯共弹性体、三元乙丙橡胶或二元乙丙橡胶。
5.一种制备如权利要求1所述的耐高温不变色聚丙烯合金材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按配比将聚丙烯、改性剂与抗氧剂一起置于高速搅拌机里混合均匀；
（2）将混合均匀的物料在双螺杆挤出机进行挤出造粒，经过冷却、切粒、干燥即得耐高温不变色聚丙烯合金材料，所述双螺杆挤出温度范围在180-220℃。
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