CN106009313A - 一种替代abs的高韧性pp复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种替代abs的高韧性pp复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种替代ABS的高韧性PP复合材料及其制备方法。本发明提供的替代ABS的高韧性PP复合材料由以下重量百分数的原料组成：低收缩率PP树脂22‑25％；高冲击共聚PP树脂30‑41％；增韧剂3‑5％；滑石粉32‑40％；助剂1‑2％。本发明还提供上述替代ABS的高韧性PP复合材料的制备方法，具体为将各原料按其重量分数高速搅拌混合均匀，之后在双螺杆挤出机中熔融挤出，即得。本发明提供的PP复合材料具有与ABS材料相近的收缩率、缺口冲击强度，同时其具有比ABS材料更高的韧性，弥补ABS材料韧性差的不足，其可以直接代替ABS材料用于注塑，注塑时的模具可以使用原来以ABS材料为注塑材料的模具，不用重新开发和修改模具，有效节省成本、提高生产效率。

Description

一种替代ABS的高韧性PP复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种替代ABS的高韧性PP复合材料及其制备方法。
背景技术
ABS树脂广泛应用于家电、卫浴和汽车行业，因为其综合力学性能优异，表面光亮，可以制作免喷涂外壳。但随着高光PP的兴起，耐热性优于ABS，光泽度良好，大部分取代了ABS作为外壳料使用，导致ABS价格下降并进入了其他高泽度要求不高的塑料制件，应用更加广泛，于是ABS成为了一种通用塑料。
ABS的缺口冲击强度虽高，但断裂伸长率低、表现出韧性差。实际生产中，开发人员会碰到这样的问题：以开发出来的模具生产的ABS制件脆，通不过落球冲击测试，而此时模具已经成型，需要寻找一种可替代ABS的材料，制件尺寸满足装配，又能通过落球冲击测试。
聚丙烯(PP)是使用最广泛的通用塑料之一。具有密度小、价位低、综合性能优异等优点，但是聚丙烯成型收缩率大、脆性高、缺口冲击强度低，特别是在低温时尤为严重，这就限制了PP的进一步推广应用。
国家发明专利[CN103739952A]提供了一种高光泽高模量的可替代ABS的PP复合材料，但该复合材料的成分相对复杂，需要加入晶须、成核剂及增光剂等成分，以使PP复合材料具有较高的光泽度和高模量，同时其收缩率相近ABS材料。但目前很多情况下替代ABS的PP复合材料并不需要高光泽度，而是需要有较高的韧性和与ABS材料相近的收缩率，以使其可以直接注塑，不用重新开发或者修改模具。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种替代ABS的高韧性PP复合材料及其制备方法，克服现有技术中ABS材料或高光泽高模量PP材料韧性较差的不足，该PP复合材料可直接替代ABS材料用于注塑，不用重新开发或修改模具，且得到的制件尺寸满足装配，又能通过落球冲击测试。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其由以下重量百分数的原料组成：低收缩率PP树脂22-25％；高冲击共聚PP树脂30-41％；增韧剂3-5％；滑石粉32-40％；助剂1-2％。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择或优化选择。
具体的，所述低收缩率PP树脂的收缩率为0.8-0.9％，所述高冲击共聚PP树脂于室温下的缺口冲击强度在25KJ/m2以上。
优选的，所述低收缩率PP树脂的牌号为巴塞尔EC340Q，所述高冲击共聚PP树脂的牌号为韩国SK的BH3820。
优选的，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物，其牌号为陶氏POE8150。
优选的，所述滑石粉的粒径为2000-5000目。
具体的，所述助剂由抗氧剂和润滑剂任意比例混合而成。
优选的，所述抗氧剂为1010和168，所述润滑剂为硬脂酸钙和PE蜡，所述1010、168、硬脂酸钙及PE蜡的重量比例为2：2：4：5。
本发明还提供了上述替代ABS的高韧性PP复合材料的制备方法，具体为将所述低收缩率PP树脂、高冲击共聚PP树脂、增韧剂、滑石粉及助剂按各自重量百分数加入高速搅拌机中混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出温度为180-230℃，螺杆转速为300-500转/分。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)使用价位低的低收缩率PP和高冲击共聚PP树脂为主要原料，配合增韧剂、滑石粉和助剂等组分，得到一种替代ABS的PP复合材料，该PP复合材料具有与ABS材料相近的收缩率、缺口冲击强度，同时其具有比ABS材料更高的韧性，弥补ABS材料韧性差的不足。
(2)本发明提供的PP复合材料具有高韧性和与ABS材料相近的收缩率，其可以直接代替ABS材料用于注塑，注塑时的模具可以使用原来以ABS材料为注塑材料的模具，不用重新开发和修改模具，有效节省成本、提高生产效率。
(3)使用本发明提供的PP复合材料代替ABS材料生产出的制件装配尺寸合格且能通过落球冲击测试。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明采用的方法未经特别说明均为常规方法，本发明使用的原材料未经特别说明均为市售产品。
实施例1
一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其通过以下方法制备：将低收缩率PP树脂22g、高冲击共聚PP树脂41g、增韧剂3.7g、滑石粉32g和助剂1.3g(该助剂包括0.2g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168、0.4g润滑剂硬酯酸钙和0.5g润滑剂PE蜡)加入高速搅拌机中搅拌混合，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出温度控制在180-230℃，螺杆转速控制在300-500转/分，挤出材料即为替代ABS的高韧性PP复合材料。
实施例2
一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其通过以下方法制备：将低收缩率PP树脂23.5g、高冲击共聚PP树脂35.5g、增韧剂4.7g、滑石粉35g和助剂1.3g(该助剂包括0.2g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168、0.4g润滑剂硬酯酸钙和0.5g润滑剂PE蜡)加入高速搅拌机中搅拌混合，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出温度控制在180-230℃，螺杆转速控制在300-500转/分，挤出材料即为替代ABS的高韧性PP复合材料。
实施例3
一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其通过以下方法制备：将低收缩率PP树脂25g、高冲击共聚PP树脂30g、增韧剂3.7g、滑石粉40g和助剂1.3g(该助剂包括0.2g抗氧剂1010、0.2g抗氧剂168、0.4g润滑剂硬酯酸钙和0.5g润滑剂PE蜡)加入高速搅拌机中搅拌混合，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出温度控制在180-230℃，螺杆转速控制在300-500转/分，挤出材料即为替代ABS的高韧性PP复合材料。
实施例1至3中的所述低收缩率PP树脂的牌号为巴塞尔EC340Q，所述高冲击共聚PP树脂的牌号为韩国SK的BH3820，所述增韧剂为陶氏POE8150，所述滑石粉为金猴牌滑石粉，其目数为2000-5000目，所述助剂为雅宝抗氧剂1010、168以及华明泰润滑剂硬脂酸钙3818、霍尼韦尔6A蜡。
性能测试
使用相应的国标对实施例1至3制得的高韧性PP复合材料的断裂伸长率、悬臂梁缺口冲击强度和收缩率等性能进行测试，并给出ABS树脂121H的相应性能参数作为对比，测试结果如下表所示：
由上表可知，本发明提供的高韧性PP复合材料的收缩率平均约为5.2‰，悬臂梁缺口冲击强度约为26.2KJ/m2，断裂伸长率平均约为153％。与ABS树脂121H的相应性能参数相比，收缩率几乎一致，可保证材料在模具中注塑并收缩后的制件具有合格的装配尺寸；PP复合材料的悬臂梁缺口冲击强度比ABS树脂121H的略大，表明本发明的PP复合材料具有较好的抗冲击性能；PP复合材料的断裂伸长率是ABS树脂121H的十多倍，这表明与ABS树脂121H相比，本发明的PP复合材料具有高韧性，可保证注塑得到的制件通过落球冲击测试。
本发明还分别将上述实施例1至3的高韧性PP复合材料及市售ABS121H通过注塑成型得到电机罩制件，所有电机罩制件均进行装配及落球冲击测试，落球冲击测试使用国标GB/T 14485-1993进行，测试结果及实施例1至3中各组份的含量如下表所示：
配方组成 样品1 样品2 样品3 ABS树脂121H
EC340Q 22 23.5 25 /
BH3820 41 35.5 30 /
8150 3.7 4.7 3.7 /
滑石粉3000目 32 35 40 /
硬脂酸钙3818 0.4 0.4 0.4 /
6A蜡 0.5 0.5 0.5 /
1010 0.2 0.2 0.2 /
168 0.2 0.2 0.2 /
装配尺寸 合格 合格 合格 合格
落球冲击测试 通过 通过 通过 不通过
从上表中数据可知，本发明提供的PP复合材料可替代ABS树脂，使用同样的模具注塑得到的制件的装配尺寸合格，而且本发明提供的PP复合材料的韧性优于ABS树脂，使用同样模具注塑得到的电机罩制件，ABS树脂的制件韧性差、较脆，不能通过落球冲击测试，但本发明提供的PP复合材料的制件可通过落球冲击测试。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其特征在于，由以下重量百分数的原料组成：低收缩率PP树脂22-25％；高冲击共聚PP树脂30-41％；增韧剂3-5％；滑石粉32-40％；助剂1-2％。
2.根据权利要求1所述的一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其特征在于，所述低收缩率PP树脂的收缩率为0.8-0.9％，所述高冲击共聚PP树脂于室温下的缺口冲击强度在25KJ/m2以上。
3.根据权利要求2所述的一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其特征在于，所述低收缩率PP树脂的牌号为巴塞尔EC340Q，所述高冲击共聚PP树脂的牌号为韩国SK的BH3820。
4.根据权利要求1所述的一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物。
5.根据权利要求4所述的一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其特征在于，所述乙烯-辛烯共聚物的牌号为陶氏POE8150。
6.根据权利要求1所述的一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其特征在于，所述滑石粉的粒径为2000-5000目。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其特征在于，所述助剂由抗氧剂和润滑剂任意比例混合而成。
8.根据权利要求7所述的一种替代ABS的高韧性PP复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168，所述润滑剂为硬脂酸钙和PE蜡，所述抗氧剂1010、抗氧剂168、硬脂酸钙及PE蜡的重量比例为2：2：4：5。
9.一种如权利要求1至8任一项所述的替代ABS的高韧性PP复合材料的制备方法，其特征在于，将所述低收缩率PP树脂、高冲击共聚PP树脂、增韧剂、滑石粉及助剂按各自重量百分数加入高速搅拌机中混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，即得所述替代ABS的高韧性PP复合材料。
10.根据权利要求9所述的一种替代ABS的高韧性PP复合材料的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机的挤出温度为180-230℃，螺杆转速为300-500转/分。
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