CN104292654A - 一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,所述聚丙烯复合材料,按重量份计,由下列组分组成:第一聚丙烯10~20份、第二聚丙烯35~55份、填充增强剂20~25份、增韧剂15~20份、偶联剂0.2份、成核剂0.2份、润滑剂0.5份、抗氧剂0.3份;所述第一聚丙烯为中融指共聚聚丙烯,其熔融指数(230℃,2.16Kg)为25~35g/10min;所述第二聚丙烯为高融指共聚聚丙烯,其熔融指数(230℃,2.16Kg)为50~110g/min。与传统技术制备的聚丙烯复合材料相比,本发明所述耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料具有耐冲击性能优异、高流动性和高刚性的特点,同时兼具耐冲击、高熔融指数、高刚性三方面特性。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域,具体涉及一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料。
背景技术
聚丙烯(PP)改性包括增韧改性、耐候改性、玻纤增强改性、矿物填充改性、阻燃改性和超韧改性等。
聚丙烯作为通用塑料材料之一,具有优良的综合性能、良好的化学稳定性、较好的成型加工性能和相对低廉的价格;但是聚丙烯存在着强度、模量、硬度低,耐低温冲击强度差,成型收缩大,易老化等缺点。因此,对PP进行改性,以使其能够适应不同领域产品的需求,提高改性PP材料在汽车、家用电器以及电子电器等领域中的应用具有非常重大的意义。
改性PP在汽车内/外饰制品领域有非常好的应用前景。一方面,我国的汽车已达普及,很多进口车系都已经实现国产化,而且国内也拥有一批极有影响力的生产企业,这些企业能够主动选择材料;另一方面,行业竞争也促使企业应用性价比更合理的材料。从未来汽车发展情况看,产品的人性化将更加突出,产品品种更加齐全,必将逐渐向高性能、低成本化发展。
本发明涉及一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,具有巨大的市场和利润空间。
发明内容
本发明针对现有的技术不足,提供一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,解决传统聚丙烯的高熔融指数、高刚性、耐冲击性能无法同时满足的缺点。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,按重量份计,由下列组分组成:
所述第一聚丙烯为中融指共聚聚丙烯,其熔融指数(230℃,2.16Kg)为25~35g/10min;优选中石化燕山分公司生产的K7726;
所述第二聚丙烯为高融指共聚聚丙烯,其熔融指数(230℃,2.16Kg)为50~110g/min;优选中石化燕山分公司生产的K7760或K7100;
所述填充增强剂为质量比为7:3~9:1的超细滑石粉与微细滑石粉的混合物;
所述超细滑石粉的粒径为D50=0.5~1.5微米,D95=1.8~5.2微米,800℃灼烧2小时后损失率≤3%;所述微细滑石粉的粒径为D50=2.4~3.5微米,800℃灼烧2小时后损失率≤6%;
所述增韧剂为质量比为4:1~3:2的乙烯-辛烯共聚物与线性低密度聚乙烯的混合物;
所述乙烯-辛烯共聚物的熔融指数(190℃,2.16Kg)为3~5g/10min,线性低密度聚乙烯的熔融指数(190℃,2.16Kg)为1.5~3g/10min;
所述偶联剂为质量比为4:1的γ-氨丙基三乙氧基硅烷与N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷的混合物;
所述成核剂为质量比为9:1的二苄叉山梨醇类成核剂与有机磷酸盐类成核剂的混合物;
所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺或氧化聚乙烯蜡中的任意一种;
所述抗氧剂为质量比为1:2的抗氧剂1010或1076与抗氧剂DLTP的混合物。
本发明的优点和有益效果为:
与传统技术制备的聚丙烯复合材料相比,本发明通过采用所述具有特定熔融指数的第一和第二聚丙烯,并添加特定质量比的乙烯-辛烯共聚物与线性低密度聚乙烯的混合物作为增韧剂,特定质量比的超细滑石粉与微细滑石粉的混合物作为填充增强剂,使得所制得的聚丙烯复合材料具有耐冲击性能优异、高流动性和高刚性的特点,同时兼具耐冲击、高熔融指数、高刚性三方面特性。
具体实施方式
下面结合具体实施例和对比例对本发明作进一步说明:
实施例1:
准备下表1所示的各质量份的原料:
表1
原料名称 | 重量份 |
K7726 | 12 |
K7760 | 53 |
填充增强剂 | 20 |
增韧剂 | 15 |
偶联剂 | 0.2 |
成核剂 | 0.2 |
润滑剂 | 0.5 |
抗氧剂 | 0.3 |
表1中,K7726为中石化燕山分公司生产的中融指共聚聚丙烯,其熔融指数为30g/10min;K7760为中石化燕山分公司生产的高融指共聚聚丙烯,其熔融指数为60g/10min;填充增强剂为质量比为7:3的超细滑石粉与微细滑石粉的混合物,其中,超细滑石粉的粒径为D50=1.2微米,D95=3.8微米,800℃灼烧2小时后损失率≤3%,微细滑石粉的粒径为D50=3.0微米,800℃灼烧2小时后损失率≤6%;增韧剂为POE 8452与LLDPE 7042的混合物,二者的质量比为3:1,其中,POE 8452为美国陶氏公司生产的乙烯-辛烯共聚物,其熔融指数为3g/10min;LLDPE 7042为大庆石化生产的线性低密度聚乙烯,其熔融指数为2.0g/10min;偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷与N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷的混合物,二者质量比为4:1;成核剂为二苄叉山梨醇类成核剂与有机磷酸盐成核剂的混合物,二者质量比为9:1;润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺;抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂DLTP的混合物,二者质量比为1:2。
将上述各原料按以下方法进行加工:
首先,将第一和第二聚丙烯加入高速混合机混合1分钟,然后向其中加入成核剂混合2分钟,最后向其中加入其他原料混合2分钟后,加入TSE 65B型双螺杆挤出机中,在温度190~220℃条件下,经熔融挤出、冷却、造粒即得耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料成品,温度设置为:一区190℃、二区200℃、三区210℃、四区220℃、五区215℃、六区220℃、七区220℃、八区220℃、九区215℃、机头220℃。
实施例2:
准备下表2所示的各质量份的原料:
表2
原料名称 | 重量份 |
K7726 | 18 |
K7760 | 37 |
填充增强剂 | 25 |
增韧剂 | 20 |
偶联剂 | 0.2 |
成核剂 | 0.2 |
润滑剂 | 0.5 |
抗氧剂 | 0.3 |
表2中的原料与实施例1的表1相同。
将表2中的各原料按实施例1的加工方法进行加工,即得耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料成品。
实施例3:
准备下表3所示的各质量份的原料:
表3
原料名称 | 重量份 |
K7726 | 10 |
K7100 | 55 |
填充增强剂 | 20 |
增韧剂 | 15 |
偶联剂 | 0.2 |
成核剂 | 0.2 |
润滑剂 | 0.5 |
抗氧剂 | 0.3 |
表3中,K7100为中石化燕山分公司生产的高融指共聚聚丙烯,其熔融指数为110g/10min;其他原料与实施例1的表1相同。
将表3中的各原料按实施例1的加工方法进行加工,即得耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料成品。
实施例4:
准备下表4所示的各质量份的原料:
表4
原料名称 | 重量份 |
K7726 | 20 |
K7100 | 35 |
填充增强剂 | 25 |
增韧剂 | 20 |
偶联剂 | 0.2 |
成核剂 | 0.2 |
润滑剂 | 0.5 |
抗氧剂 | 0.3 |
表4中,K7100为中石化燕山分公司生产的高融指共聚聚丙烯,其熔融指数为110g/10min;增韧剂为POE 8200和LLDPE 7047,二者的质量比为2:1,POE 8200为美国陶氏公司生产的乙烯-辛烯共聚物,其熔融指数为5g/10min,LLDPE 1630为美国陶氏公司生产的线性低密度聚乙烯,其熔融指数为3.0g/10min;其他原料与实施例1的表1相同。
将表4中的各原料按实施例1的加工方法进行加工,即得耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料成品。
对比例1:
除了将增韧剂改为LLDPE 7042外,其它原料全部与实施例1相同,按实施例1的加工方法进行加工,即得聚丙烯复合材料成品。
对比例2:
除了将增韧剂改为POE 8452外,其它原料全部与实施例1相同,按实施例1的加工方法进行加工,即得聚丙烯复合材料成品。
对比例3:
除了将填充增强剂改为实施例1中微细滑石粉外,其它原料全部与实施例1相同,按实施例1的加工方法进行加工,即得聚丙烯复合材料成品。
对比例4:
除了将K7760换成K8003外,其它原料全部与实施例1相同,按实施例1的加工方法进行加工,即得聚丙烯复合材料成品,其中K8003为中石化独山子石化公司生产的低融指高抗冲共聚聚丙烯,其熔融指数为2.5g/10min。
对比例5:
除了将增韧剂改为质量比为6:1的POE 8452与LLDPE 7042的混合物外,其它原料全部与实施例1相同,按实施例1的加工方法进行加工,即得聚丙烯复合材料成品。
将上述所有实施例和对比例加工所得的聚丙烯复合材料,取样并按以下方法进行测试:拉伸强度按照ASTM D638-2010标准测试;弯曲模量按照ASTMD790-2010标准测试;悬臂梁缺口冲击强度按照ASTM D256-2010标准测试,测试条件为室温(23℃);熔融指数(MI)按照ASTM D1238-2004标准测试,测试条件230℃、2.16Kg。
物理性能测试结果见下表5:
表5
由表5可知,实施例1~4采用本发明配方生产的耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,其拉伸强度最低为19.3MPa,弯曲模量最低为1889MPa,缺口冲击强度最低为240J/m,熔融指数最低为22.7g/10min;而对比例1中仅使用线性低密度聚乙烯作为增韧剂,与实施例1相比,虽然弯曲模量提高了124MPa,但是拉伸强度、缺口冲击强度和熔融指数均有下降,特别是缺口冲击强度下降了66J/m;对比例2中仅使用乙烯-辛烯共聚物作为增韧剂,与实施例1相比,虽然缺口冲击强度提高了39J/m,熔融指数提高了3g/10min,但是拉伸强度、弯曲模量均有下降,特别是弯曲模量下降了408MPa;对比例3中仅使用微细滑石粉作为填充增强剂,与实施例1相比,其拉伸强度、弯曲模量、缺口冲击强度和熔融指数均有下降,特别是弯曲模量下降了798MPa;对比例4中用其它聚丙烯代替本发明所述第二聚丙烯,与实施例1相比,虽然缺口冲击强度提高了44J/m,但是拉伸强度、弯曲模量和熔融指数均有下降,特别是熔融指数下降了26.8g/10min;对比例5中采用质量比为6:1的乙烯-辛烯共聚物与线性低密度聚乙烯的混合物作为增韧剂,与实施例1相比,虽然缺口冲击强度提高了18J/m,熔融指数提高了1.2g/10min,但是拉伸强度和弯曲模量均有下降,特别是弯曲模量下降了318MPa。
由上可知,采用本发明所述特殊配方所制备的耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料同时满足了耐冲击、高流动性、高刚性三个特点,其物理性能明显优于传统聚丙烯复合材料。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,其特征在于:按重量份计,由下列组分组成:
其中,所述第一聚丙烯为中融指共聚聚丙烯,其熔融指数(230℃,2.16kg)为25~35g/10min;所述第二聚丙烯为高融指共聚聚丙烯,其熔融指数(230℃,2.16kg)为50~110g/min。
2.根据权利要求1所述的一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述填充增强剂为质量比为7:3~9:1的超细滑石粉与微细滑石粉的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述超细滑石粉的粒径为D50=0.5~1.5微米,D95=1.8~5.2微米,800℃灼烧2小时后损失率≤3%;所述微细滑石粉的粒径为D50=2.4~3.5微米,800℃灼烧2小时后损失率≤6%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述增韧剂为质量比为4:1~3:2的乙烯-辛烯共聚物与线性低密度聚乙烯的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述乙烯-辛烯共聚物的熔融指数(190℃,2.16kg)为3~5g/10min,线性低密度聚乙烯的熔融指数(190℃,2.16kg)为1.5~3g/10min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述偶联剂为质量比为4:1的γ-氨丙基三乙氧基硅烷与N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷的混合物。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述成核剂为质量比为9:1的二苄叉山梨醇类成核剂与有机磷酸盐类成核剂的混合物。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺或氧化聚乙烯蜡中的任意一种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种耐冲击高融指高刚性聚丙烯复合材料,其特征在于:所述抗氧剂为质量比为1:2的抗氧剂1010或1076与抗氧剂DLTP的混合物。
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