CN103834101B - 一种聚丙烯复合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种聚丙烯复合物及其制备方法和应用。所述聚丙烯复合物，包括以下以按重量百分数计的组分组成：聚丙烯68~95%；聚1-丁烯5~30%；热稳定剂0~1%；成核剂0~1%。本发明采用聚1-丁烯作为提高聚丙烯焊接性能和高温抗老化性能的添加剂，其与聚丙烯按适量比例混合时，能够提高聚丙烯复合物的焊接强度和高温下的抗老化性能，根据此方法可以制备出高温拉伸强度（120℃）≥10MPa，高温拉伸断裂伸长率≥200%，熔接痕拉伸强度≥25Mpa，熔接痕拉伸强度保持率（冷却液浸泡120℃，1000hr）≥90%的聚丙烯复合物，该聚丙烯复合物特别适用于制备汽车膨胀水壶。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料成型加工领域，尤其涉及一种聚丙烯复合物及其制备方法和应用，所述聚丙烯复合物特别适用于制作汽车膨胀水壶。
背景技术
膨胀水壶俗称会水壶，是汽车冷却系统中的一个组成部分，当发动机运转时，冷却液会在冷却水道中不停循环，中途会流经膨胀水壶，如果压力过高，或者冷却液过量，多余的气体及冷却液将从膨胀水壶的旁通水道流出，避免冷却系统压力过高，造成爆管的恶劣后果。
目前汽车膨胀水壶主要采用聚丙烯材料注塑成型方法制备，注塑完成后，上下两半采用超声焊接或者热板焊接即成为完整的膨胀水壶，因此膨胀水壶材料对焊接性能的要求很高，同时由于膨胀水壶在发动机工作时冷却液温度会高达120℃，因此膨胀水壶壶体尤其是焊接处对抗老化的要求很高。
传统的膨胀水壶用PP材料由于焊接强度和耐老化性能差，使用不久就发生壶体焊接处冷却液泄露现象，因此急需开发一种高焊接强度和耐老化性优异的膨胀水壶专用PP材料。
发明内容
本发明的发明目的，是为了克服现有技术的不足，提供一种聚丙烯复合物，该聚丙烯复合物具有高的焊接强度和优异的耐老化性能，特别适用于制作汽车膨胀水壶。
本发明的另一目的在于提供所述聚丙烯复合物的制备方法。
本发明的另一目的在于提供所述聚丙烯复合物的应用。
本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：
一种聚丙烯复合物，包括以下以按重量百分数计的组分组成：
聚丙烯68~95%；
聚1-丁烯5~30%；
热稳定剂0~1%；
成核剂0~1%。
一种聚丙烯复合物，由以下以按重量百分数计的组分组成：
聚丙烯68~95%；
聚1-丁烯5~30%；
热稳定剂0~1%；
成核剂0~1%。
发明人发现，当在聚丙烯中添加适量的聚1-丁烯，可以显著地改善聚丙烯的焊接强度和高温下的抗老化性能。
作为一种优选方案，所述聚丙烯优选为熔体流动速率为0.1~2g/10min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯中的一种或几种的混合物。
作为一种优选方案，所述聚1-丁烯优选为熔体流动速率为0.1~2g/10min的聚1-丁烯。
本发明中，所述的熔体流动速率是在2.16kg，190℃下检测的数据。
在本发明的测试中，上述优选方案的组合制备得到的聚丙烯复合物具有更佳的焊接强度和高温下的抗老化性能。
本发明中，热稳定剂的作用是抑制加工过程中聚丙烯产生的降解，同时进一步提高材料的耐老化性能。
本发明中，所述成核剂为用于聚丙烯的成核剂，成核剂的作用是提高材料注塑过程中的结晶速率，缩短注塑成型周期。
本发明所述的聚丙烯复合物中还可以添加其他本领域常用的助剂。
作为一种优选方案，所述聚丙烯复合物，优选包括以下以按重量百分数计的组分组成：
聚丙烯78~90%；
聚1-丁烯10~20%；
热稳定剂0.1~1%；
成核剂0~1%。
一种所述聚丙烯复合物的制备方法，包括如下步骤：
将聚丙烯、热稳定剂、聚1-丁烯、成核剂在双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在190~240℃，挤出造粒，最终得到产品。
作为一种优选方案，所述双螺杆挤出机的长径比优选为40：1。
所述聚丙烯复合物在制备汽车膨胀水壶中的应用。所述聚丙烯复合物高的焊接强度和优异的耐老化性能，特别适用于制作汽车膨胀水壶。
本发明同时公开了聚1-丁烯在作为提高聚丙烯焊接性能和高温抗老化性能的添加剂中的应用，所述应用为按照聚1-丁烯：聚丙烯质量比5~30：68~95的比例混合。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用聚1-丁烯在作为提高聚丙烯焊接性能和高温抗老化性能的添加剂，其与聚丙烯按适量比例混合时，能够提高聚丙烯复合物的焊接强度和高温下的抗老化性能，根据此方法可以制备出高温拉伸强度（120℃）≥10MPa，高温拉伸断裂伸长率≥200%，熔接痕拉伸强度≥25Mpa，熔接痕拉伸强度保持率（冷却液浸泡120℃，1000hr）≥90%的聚丙烯复合物，该聚丙烯复合物特别适用于制备汽车膨胀水壶。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式对本发明聚丙烯复合物及其制备方法做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。
所有本发明提供的实施例中，提供的原材料均可从市面采购获得，主要原料信息如下：
聚丙烯PPB1101购自（燕山石化）均聚PP，熔体流动速率为0.3~1.0g/10min。
聚丙烯PPR4220购自（燕山石化），无规共聚PP熔体流动速率为0.2~0.7g/10min。
聚丙烯PPAS164购自（埃克森美孚），共聚PP熔体流动速率为1~2g/10min。
聚1-丁烯PB-10850M购自（巴塞尔），熔体流动速率为0.2~1.0g/10min。
聚1-丁烯PB-1DP8911M购自（巴塞尔），熔体流动速率为0.2~1.0g/10min。
聚1-丁烯PB-1DP9217M购自（巴塞尔），熔体流动速率为0.2~1.0g/10min。
酚类热稳定剂1010、亚磷酸酯类热稳定剂168、627A、硫代酯类热稳定剂412S；成核剂TMP-5、HPN-20E、Millad3988均为市售商品。
对比例1
将99.5公斤聚丙烯PPB1101、0.2公斤酚类热稳定剂1010、0.2公斤亚磷酸酯类热稳定剂168、0.1公斤聚丙烯专用成核剂TMP-5在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散。210℃挤出造粒，最终得到产品。性能如下：
按相应标准测试其性能，列表如下：
实施例1
将89.5公斤聚丙烯PPB1101、10公斤聚丁烯PB-10850M、0.2公斤酚类热稳定剂1010、0.2公斤亚磷酸酯类热稳定剂168、0.1公斤聚丙烯专用成核剂TMP-5在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散。220℃挤出造粒，最终得到产品。
按相应标准测试其性能，列表如下：
实施例2
将42公斤聚丙烯PPR4220、42公斤聚丙烯PPB1101、0.3公斤酚类热稳定剂1010、0.3公斤亚磷酸酯类热稳定剂627A、0.4公斤聚丙烯专用成核剂HPN-20E、15公斤聚丁烯PB-1DP9217M在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散。220℃挤出造粒，最终得到产品。
按相应标准测试其性能，列表如下：
实施例3
将38公斤聚丙烯PPB1101、20公斤聚丙烯PPAS164、20公斤聚丙烯PPR4220、0.5公斤酚类热稳定剂1010、0.5公斤硫代酯类热稳定剂412S、1公斤聚丙烯专用成核剂Millad3988、20公斤聚丁烯PB-1DP8911M在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散。230℃挤出造粒，最终得到产品。
按相应标准测试其性能，列表如下：
从实施例和对比例可以看出，在聚丙烯复合物配方中加入适量的聚1-丁烯可以改善增强组合物的熔接性能和高温下的抗老化性能（通过熔接痕拉伸强度保持率反映）。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.聚丙烯复合物在制备汽车膨胀水壶中的应用，其特征在于，所述聚丙烯复合物包括以下按重量百分数计的组分：
所述聚丙烯在2.16kg，190℃条件下的熔体流动速率为0.1～2g/10min的均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯；
所述聚1-丁烯在2.16kg，190℃条件下的熔体流动速率为0.1～2g/10min的聚1-丁烯。
2.聚丙烯复合物在制备汽车膨胀水壶中的应用，其特征在于，所述聚丙烯复合物由以下按重量百分数计的组分组成：
所述聚丙烯在2.16kg，190℃条件下的熔体流动速率为0.1～2g/10min的均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯；
所述聚1-丁烯在2.16kg，190℃条件下的熔体流动速率为0.1～2g/10min的聚1-丁烯。
3.根据权利要求1或2所述应用，其特征在于，所述聚丙烯复合物的制备方法具体包括如下步骤：
将聚丙烯、热稳定剂、聚1-丁烯、成核剂在双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在190～240℃，挤出造粒，最终得到产品。
4.根据权利要求3所述应用，其特征在于，所述双螺杆挤出机的长径比为40：1。
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