CN105646999A - 一种聚丙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

一种聚丙烯组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚丙烯组合物及其制备方法，复合材料由聚丙烯40-80份、增强剂0-30份、增韧剂0-15份、偶联剂0-0.3份、抗氧剂0.1-0.5份、氧化锌为0.5-10份、聚乙烯醇为0.5-10份、接枝物为0-5份、其它助剂0-2份，按重量份制备而成。该组合物可以用于生产家电、汽车、电子电器等制件，且这些制件在生产和使用过程中不会吸附灰尘；该材料制备工艺可控、生产成本低廉、无二次污染、连续化工业生产。

Description

一种聚丙烯组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法。
背景技术
随着生活品味的提高，人们对材料的要求逐渐提高。塑料制品以其质量轻、价格低、易回收和结构可设计等优点，在家电、汽车和电子电器等领域得到越来越广泛的应用。
聚丙烯（PP）材料由于密度小、耐热优异、抗弯曲疲劳性好且价格低，其用途广泛。但是PP作为非极性聚合物，表面电阻率较高（1016-1018），注塑或挤出制件由于摩擦、受热等原因，制件表面容易积累电荷带上静电。从而吸附空气中的粉尘颗粒，在制件表面形成各种形状的灰尘。既影响制件外观，又影响性能，造成了制件的不良，形成较大的浪费。
为了改善PP表面吸灰尘的现象，各种短效和持久的抗静电剂相应被开发并用在具体配方中，但截止目前，因为短效的抗静电剂有效时间太短，永久抗静电既贵又影响性能，所以塑料制件吸尘问题一直未能很好被解决。
中国发明专利CN101759921A公布了一种新型抗静电聚丙烯材料及其制备方法。本专利采用向聚丙烯组合物中添加导电纤维，降低材料的表面电阻率。从实施例测试的数据可以看出，添加导电纤维对表面电阻率降低很有限，复合材料的表面电阻率均大于109，表明该复合材料不能算是抗静电聚丙烯。同时添加导电纤维的复合材料，颜色和性能都会受到影响。
中国发明专利CN102719020A公布了一种抗静电聚丙烯材料及其制备方法。本专利采用向复合材料中添加阳离子型抗静电剂，从而降低材料的表面电阻率。这种方法制备的复合材料，抗静电效果周期短。抗静电效果不能持续一周，这样生产的抗静电材料在生产和使用过程中已经失去了抗静电效果。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种防吸尘的聚丙烯组合物。本发明的另一个目的是提供上述组合物的制备方法。
为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的：
一种聚丙烯组合物，由聚丙烯40-80份、增强剂0-30份、增韧剂0-15份、偶联剂0-0.3份、抗氧剂0.1-0.5份、氧化锌为0.5-10份、聚乙烯醇为0.5-10份、接枝物为0-5份、其它助剂0-2份，按重量份混合制备而成。
所述的聚丙烯为均聚或共聚聚丙烯。
所述的增强剂为滑石粉、碳酸钙、无碱玻纤中的至少一种。
所述的增韧剂为三元乙丙橡胶（EPDM）、乙烯辛烯共聚物（POE）、顺丁橡胶（BR）中的至少一种。
所述的偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、钛酸酯偶联剂异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）(AC201)中的至少一种。
所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（抗氧剂1010）、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（抗氧剂168）和硫代二丙酸双十八醇酯（抗氧剂DSTP）中的至少一种。
所述氧化锌为目数大于800目的粉体。
所述的聚乙烯醇（PEG）为分子量大于10000的粉体。
所述的接枝物为马来酸酐接枝聚丙烯共聚物（PP-G）、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物（POE-G）中的至少一种。
所述的其他助剂包括光稳剂、色母粒中的至少一种。
所述的聚丙烯组合物是按重量份称量聚丙烯、增强剂、增韧剂、抗氧剂、偶联剂、氧化锌、聚乙烯醇、接枝物与其他助剂一起加入高混机中混合均匀；然后将混合均匀的混合物经挤出机熔融挤出后造粒，即可制备得到聚丙烯组合物；
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明利用氧化锌、聚乙烯醇做为抗静电剂，从而降低聚丙烯复合材料的表面电阻率。由于这两种材料不易迁移，可以长久形成导电通路，具有持久的抗静电效果，彻底解决制件吸尘问题。
2、本发明采用接枝物做为抗静电的协效剂，进一步提高组合物的抗静电性能，进而优化组合物的防吸尘的能力。
3、本发明制备的组合物，可以根据不同材料的性能要求，制备聚丙烯填充、增强或刚韧平衡聚丙烯复合材料。
具体实施方式：
下面给出实施例以对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的普通技术人员根据该实施例对本发明所做出的一些非本质的改进或调整仍属于本发明的保护范围。
一种聚丙烯组合物的制备方法是，按重量份称量聚丙烯、增强剂、增韧剂、偶联剂、抗氧剂、氧化锌、聚乙烯醇、接枝物和其它助剂，一起加入高混机中混合均匀；然后将混合均匀的混合物经挤出机熔融挤出后造粒。
其中挤出机的温度从下料口到模口的温度分别为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、转速为50-80rpm，真空度为0.1-0.5MPa。
实施例1
按重量配比分别称取干燥的聚丙烯K9016为40份、滑石粉1250目为30份、接枝物PP-G为5份、偶联剂KH550为0.3份、抗氧剂1010为0.1，抗氧剂168为0.3份、氧化锌为10份、聚乙烯醇为10份、光稳剂V703为0.1份。将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为50rpm，真空度为0.3MPa。
实施例2
按重量配比分别称取干燥的聚丙烯K9026为50份、滑石粉1250目为10份、碳酸钙LD1000C为10份、偶联剂KH550为0.3份、抗氧剂1010为0.1，抗氧剂168为0.3份、氧化锌为10份、聚乙烯醇为10份、光稳剂V703为0.1份、黑母粒1.9份。将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为50rpm，真空度为0.3MPa。
实施例3
按重量配比分别称取干燥的聚丙烯K7926为60份、无碱连续玻纤ER14-1000-988A为20份、偶联剂KH550为0.3份、抗氧剂1010为0.1，168为0.2份、POE-G为5份、氧化锌为7份、聚乙烯醇为8份、光稳剂V703为0.1份、黑母粒1.9份。将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为50rpm，真空度为0.3MPa。
实施例4
按重量配比分别称取干燥的聚丙烯S700为60份、无碱连续玻纤ER14-1000-988A为20份、增韧剂POE为3份、偶联剂KH550为0.3份、抗氧剂1010为0.1，168为0.2份、POE-G为2份、氧化锌为5份、聚乙烯醇为5份、光稳剂V703为0.2份。将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为50rpm，真空度为0.3MPa。
实施例5
按重量配比分别称取干燥的聚丙烯K7926为70份、滑石粉1250目为20份、增韧剂BR为3份、偶联剂KH550为0.3份、抗氧剂1010为0.1，168为0.2份、POE-G为2份、氧化锌为2份、聚乙烯醇为2份、光稳剂5589为0.2份。将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为50rpm，真空度为0.3MPa。
实施例6
按重量配比分别称取干燥的聚丙烯K7926为80份、增韧剂BR为3份、偶联剂KH550为0.2份、抗氧剂1010为0.2份、PP-G为2份、氧化锌为9份、聚乙烯醇为9份。将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为50rpm，真空度为0.3MPa。
实施例7
按重量配比分别称取干燥的聚丙烯S2040为80份、增韧剂EPDM为10份、偶联剂KH550为0.2份、抗氧剂1010为0.2份、PP-G为1份、氧化锌为5份、聚乙烯醇为5份。将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为50rpm，真空度为0.3MPa。
实施例8
按重量配比分别称取干燥的聚丙烯S2040为60份、碳酸钙LD1000C为25份、增韧剂POE为5份、偶联剂KH550为0.2份、抗氧剂1010为0.2份、PP-G为1份、氧化锌为5份、聚乙烯醇为5份。将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为50rpm，真空度为0.3MPa。
将上述实施例1-8中的样品按照统一工艺注塑成国标样条，按照表1中所列的测试标准和条件对其分别进行机械性能测试，测试数据如下表2所示。
表1：复合材料的性能测试标准和条件
测试项目 单位 试验方法
拉伸强度 Mpa GB/T1040.1
断裂伸长率 % GB/T1040.1
简支梁缺口冲击强度(23℃) KJ/m2 GB/T 1043.1
熔指 g/10min GB/T3682
收缩率 % GB/T 17037.4
表面电阻率 Ω GB/T 1410
表2：实施例1~8中各复合材料的性能测试结果
实施例 拉伸强度/Mpa 断裂伸长率% 缺口冲击强度KJ/m2 表面电阻率Ω 熔指g/10min 收缩率%
实施例1 16 20 18 3*1011 8 0.9/1.0
实施例2 17 60 20 4*1014 16 1.1/1.2
实施例3 70 7 15 3*1012 10 0.5/0.6
实施例4 60 10 18 2*1012 10 0.5/0.7
实施例5 28 50 12 3*1013 20 0.9/1.0
实施例6 22 40 10 5*1012 21 1.3/1.4
实施例7 27 30 11 3*1013 30 1.3/1.4
实施例8 28 20 6 3*1012 25 1.2/1.3
从表2中的数据可以看出，聚丙烯组合物中出现氧化锌和聚乙烯醇以后，组合物的表面电阻率均会降低，并且随着氧化锌和聚乙烯醇含量的增加，体系的表面电阻率进一步降低，表明氧化锌和聚乙烯醇复合具有较好的抗静电性能；当组合物中出现接枝物后，体系的表面电阻率进一步降低，使组合物的表面电阻率降到1011到1012，这样可以有效防止制件在生产、运输和使用过程中吸尘问题，表明接枝物可以协效改善抗静电性能。
综上所述，氧化锌和聚乙烯醇复合物具有抗静电效果，可以防止聚丙烯组合物生产的制件吸尘现象，添加接枝物后，组合物抗静电效果更明显。

Claims (10)

1.一种聚丙烯组合物，由聚丙烯40-80份、增强剂0-30份、增韧剂0-15份、偶联剂0-0.3份、抗氧剂0.1-0.5份、氧化锌0.5-10份、聚乙烯醇0.5-10份、接枝物0-5份、其它助剂0-2份，按重量份制备而成。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的聚丙烯为均聚或共聚聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的增强剂为滑石粉、碳酸钙、无碱玻纤中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的增韧剂为三元乙丙橡胶、乙烯辛烯共聚物、顺丁橡胶中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷、钛酸酯偶联剂异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：氧化锌为目数大于800目的粉体。
8.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的聚乙烯醇为分子量大于10000的粉体。
9.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于：所述的接枝物为马来酸酐接枝聚丙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物中的至少一种。
10.一种制备如权利要求1-9中任一项所述的聚丙烯组合物，其特征在于：按重量份称量聚丙烯、增强剂、增韧剂、抗氧剂、偶联剂、氧化锌、聚乙烯醇、接枝物与其他助剂一起加入高混机中混合均匀；然后将混合均匀的混合物经挤出机熔融挤出后造粒，即可制备得到聚丙烯组合物。
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