CN104558843A - 一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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张鹰
张祥福
周文
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Chongqing Pret New Materials Co Ltd
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Zhejiang Pret New Materials Co Ltd
Chongqing Pret New Materials Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料及其制备方法，按以下重量百分比的原料配制成：聚丙烯80～96.8％，晶须3～15％，抗翘曲成核剂0.1～3％，抗氧剂0.1～2％，其他助剂0～2％，本发明通过利用抗翘曲成核剂的抗翘特性，提高PP基体的抗翘曲能力；晶须结合抗翘曲成核剂协同增强，所制备的改性聚丙烯材料在保持均聚聚丙烯高刚性的同时，也改善了加入晶须所带来的制品翘曲问题，同时制备的材料还具有良好的流动性，可以用于制备薄壁化、高强度高模量的塑料制品。

Description

一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料，是一种工艺简单并有高模量高强度的改性聚丙烯材料，可以用于制备薄壁化、高强度高模量的塑料制品。
背景技术
聚丙烯是五大类通用塑料之一，由于其原料来源丰富、价格便宜、易于加工成型、产品综合性能优良，因此用途非常广泛，已成为通用树脂中发展最快的品种，广泛应用于汽车内外饰件、电子和家用电器产品中。但是聚丙烯存在的一个明显缺点就是成型收缩率比较大，抗蠕变性差，制品尺寸稳定性差。而应用于汽车仪表板、门板等汽车内饰时，对产品的尺寸稳定性及抵抗变形能力要求越来越高；同时汽车由于绿色环保及低能耗的要求，材料的轻量化成为一种趋势，制品的薄壁化也成为一种趋势；
通常加入普通晶须、玻璃纤维等可以大幅度降低材料的收缩率，改善聚丙烯的刚性及尺寸稳定性。但是这些填料的加入会产生翘曲及外观方面的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料，以解决现有技术的不足，在实际生产中能够提供一种低翘曲、高模量高强度的聚丙烯材料。
本发明的目的主要通过以下技术方案来实现。
一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料，按以下重量百分比计的原料配制而成：
所述的聚丙烯其熔体流动速率为5～30g/10min的均聚聚丙烯(测试条件：230℃×2.16Kg)。
所述的抗翘曲成核剂分子结构为分子式为C9H10Na2O4。
所述的晶须其长径比在30～40，分子式为：MgSO4·5Mg(OH)2·3H2O。
所述的抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂，其中主抗氧剂选自受阻酚或硫酯类抗氧剂。为3114、1010和DSTP中的一种或几种；辅抗氧剂选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂。为618和168中的一种或两种。
所述的其他添加剂是各种润滑剂、抗紫外线剂和颜料。
制备这种高透明、耐热抗冲击改性聚丙烯材料的方法，其步骤如下：
⑴按重量配比称取原料；
⑵将聚丙烯、晶须、抗翘曲成核剂、抗氧剂和其他助剂在高速混合器中干混3～5分钟；
⑶将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为180～600转/分，温度为一区190～200℃，二区200～220℃，三区220～235℃,四区215～220℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
本发明通过利用抗翘曲成核剂的抗翘特性，提高PP基体的抗翘曲能力；晶须结合抗翘曲成核剂协同增强，所制备的改性聚丙烯材料在保持均聚聚丙烯高刚性的同时，也改善了加入晶须所带来的制品翘曲问题，同时制备的材料还具有良好的流动性，可以用于制备薄壁化、高强度高模量的塑料制品。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步的详细说明。
在实施例及对比例复合材料配方中，聚丙烯为中上海石油化工股份有限公司生产的均聚聚丙烯，商品名为M1200HS，其熔体流动速率为11g/10min(测试条件：230℃×2.16Kg)；所述的晶须为峰竺晶须公司生产，商品名为NP-YW2，其长径比在30～40，分子式为MgSO4·5Mg(OH)2·3H2O；所述的抗翘曲成核剂为Milliken公司生产的HPN-68L，其分子式为C9H10Na2O4；主抗氧剂选用英国ICE公司生产的DSTP，化学名为硫代二丙酸十八酯，以及Ciba公司生产的3114，化学名为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯。辅抗氧剂为Ciba公司生产的168，化学名称为三(2,4-二叔丁基苄基)亚磷酸酯。
将所有组份加入高速混合器中，以高于600r/min的转速干混3～5分钟。将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为180～600转/分，温度为一区190～200℃，二区200～220℃，三区220～235℃,四区215～220℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
性能评价及实行标准：
将按上述方法完成造粒的粒子材料至于100℃的鼓风干燥箱中干燥2～3小时，然后再将干燥好的粒料在注射成型机上进行注射成型制样。
熔体流动速率测试按照ISO 1133进行，测试条件为230℃×2.16Kg；拉伸性能按照ISO 527进行，试样尺寸为170×10×4，拉伸速度为50mm/min；弯曲性能测试按照ISO 178进行，试样尺寸为80×10×4，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；简支梁冲击按ISO 179进行，试样尺寸为80×10×4，缺口深度为试样厚度的三分之一；材料的抗翘曲性能按自定义的方法进行，试样尺寸为Φ80*2mm。
材料的综合性能通过测试所得的缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲模量的数值进行评判；材料的抗翘曲性根据上述圆片发生翘曲后变形弧度曲线的最高处与最低处的垂直距离(mm)进行表征，距离越小抗翘曲性能越好。
实施例配方及各项性能测试结果见下列各表：
表1实施例1～6及对比例1～3配方(重量％)。
表2实施例1～6及对比例1～3测试结果
从实施例1～4对比例1～2的对比可以看出，在聚丙烯材料中添加晶须可以明显提高材料的弯曲模量，且材料的流动性略有增加；从实施例4～6对比例3的对比可以看出，抗翘曲成核剂的加入可以提高材料的抗翘曲性能，材料弯曲模量也有增加，并且冲击也有轻微改善；从实施例1～4对比例1的对比可以看出，在聚丙烯材料中，晶须与抗翘曲成核剂可以明显提升材料的弯曲模量，并且材料的冲击也有轻微的提升；从实施例1-6可以看出，在与晶须、抗翘曲成核剂的共同作用下，能够得到流动性、模量以及抗翘曲性能俱佳的改性聚丙烯材料。

Claims (8)

1.一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料配制而成：
2.根据权利要求1所述的一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯的熔体流动速率为5～30g/10min的均聚聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料，其特征在于，所述的晶须其长径比在30～40，分子式为：MgSO4·5Mg(OH)2·3H2O。
4.根据权利要求1所述的一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料，其特征在于，所述的抗翘曲成核剂其分子结构为分子式为C9H10Na2O4。
5.根据权利要求1所述的一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料，其特征在于，所述的抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂，其中主抗氧剂选自受阻酚或硫酯类抗氧剂；辅抗氧剂选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂。
6.根据权利要求5所述的一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料，其特征在于，所述的主抗氧剂选为3114、1010和DSTP中的一种或几种；辅抗氧剂为618和168中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种低翘曲高模量改性聚丙烯材料，其特征在于，所述的其他添加剂是各种润滑剂、抗紫外线剂和颜料中的一种或几种。
8.一种制备权利要求1所述低翘曲高模量改性聚丙烯材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：
⑴按权利要求1重量配比称取原料；
⑵将聚丙烯、晶须、抗翘曲成核剂、抗氧剂和其他助剂在高速混合器中干混3～5分钟；
⑶将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为180～600转/分，温度为一区190～200℃，二区200～220℃，三区220～235℃,四区215～220℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
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