CN106046550A - 一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚合物材料技术领域，具体涉及一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，它采用如下的技术方案：其各组成配方重量份如下：聚丙烯：40重量份‑90重量份；相容剂：2重量份‑10重量份；导热剂：5重量份‑50重量份；增韧剂：0.1重量份‑20重量份；抗氧剂：0.2重量份‑2重量份；成核剂：0.1重量份‑0.5重量份；润滑剂：0.1重量份‑1重量份；它具有耐高温、耐老化、耐冲击、低后收缩率、导热等优点，适合于长期受热、导热制件的使用。

Description

一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及钓具钓竿渔具技术领域，具体涉及一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法。
【背景技术】
聚丙烯密度低、价格便宜，具有优异的耐化学腐蚀和良好的机械性能，广泛应用于汽车和家电领域。但聚丙烯材料长期耐老化性能欠佳，长期高温后会出现再结晶现象，而产品尺寸变化而影响使用。特别是导热率低，影响了在需要传热、导热领域的应用。
专利CN 104292631A公开了一种导热耐磨聚丙烯树脂及其制备方法，该聚丙烯树脂包括：聚丙烯树脂、无机纳米粒子、石墨、玻璃纤维、滑石粉、偶联剂、润滑剂、抗氧化剂、相容剂，经双螺杆挤出机造粒，得到导热性能好，摩擦系数低，耐磨损的材料，但较多的填料体系会降低材料的冲击性能。
专利CN 101787161A公开了一种导热塑料合金材料，包括：III型无规共聚聚丙烯约88份，无规共聚聚丙烯约7份，耐高温高密度聚乙烯约5份，2000目石墨粉约70-90份，马来酸酐接枝料约3-5份，铝酸脂偶联剂约1-3份，抗氧剂约1-5份，原料在密封式炼胶机中加热密炼，再放入双螺杆造粒机中造粒制成。该材料经过长期受热，聚丙烯和聚乙烯成分会再结晶造成进一步收缩，与金属铝管之间形成间隙而造成导热效果明显下降。
【发明内容】
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，它具有耐高温、耐老化、耐冲击、低后收缩率、导热等优点，适合于长期受热、导热制件的使用。
本发明所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，它采用如下的技术方案：
其各组成配方重量份如下：
其制备方法如下：
步骤一：将所述聚丙烯与相容剂、导热剂、增韧剂、抗氧剂、成核剂、润滑剂按重量配比在高速搅拌机中混合均匀，形成混合物；
步骤二：将步骤一中的混合物送入双螺杆挤出机熔融挤出，经水冷、风干、切粒，得到耐高温、耐老化、耐冲击、低后收缩、导热聚丙烯材料。
进一步地，所述聚丙烯，为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、无规聚丙烯中的一种或几种的混合物。
进一步地，所述相容剂，为马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝EPDM中的一种或几种的混合物。
进一步地，所述导热剂，为膨胀石墨或鳞片石墨，目数2000-10000目。
进一步地，所述增韧剂，为EPDM、POE、SBS、SEBS、LLDPE、HDPE、LDPE中的一种或几种的混合物。
进一步地，所述抗氧剂，为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1330、抗氧剂DSTP、抗氧剂DLTP中的一种或几种的混合物。
进一步地，所述成核剂，为α晶型聚烯烃成核剂、β晶型聚烯烃成核剂中的一种或几种的混合物。
进一步地，所述润滑剂，为硬脂酸钙、硬脂酸锌、芥酸酰胺、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺一种或几种的混合物。
进一步地，所述的双螺杆挤出机的料筒为十节筒体，第一节筒体连接主喂料装置，第六节筒体排气，第九节筒体抽真空；料筒温度设置为：第一节筒体不加热，第二节筒体180±5℃，第三节筒体200±5℃，第四节筒体220±5℃，第五节筒体220±5℃，第六节筒体220±5℃，第七节筒体210±5℃，第八节筒体210±5℃，第九节筒体200±5℃，第十节筒体200±5℃，机头210±5℃。
采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，它具有耐高温、耐老化、耐冲击、低后收缩率、导热等优点，适合于长期受热、导热制件的使用。
【具体实施方式】
下面以具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本具体实施方式所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，它采用如下的技术方案：
其各组成配方重量份如下：
其制备方法如下：
步骤一：将所述聚丙烯与相容剂、导热剂、增韧剂、抗氧剂、成核剂、润滑剂按重量配比在高速搅拌机中混合均匀，形成混合物；
步骤二：将步骤一中的混合物送入双螺杆挤出机熔融挤出，经水冷、风干、切粒，得到耐高温、耐老化、耐冲击、低后收缩、导热聚丙烯材料。
所述聚丙烯，为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、无规聚丙烯中的一种或几种的混合物。
所述相容剂，为马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝EPDM中的一种或几种的混合物。
所述导热剂，为膨胀石墨或鳞片石墨，目数2000-10000目。
所述增韧剂，为EPDM、POE、SBS、SEBS、LLDPE、HDPE、LDPE中的一种或几种的混合物。
所述抗氧剂，为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1330、抗氧剂DSTP、抗氧剂DLTP中的一种或几种的混合物。
所述成核剂，为α晶型聚烯烃成核剂、β晶型聚烯烃成核剂中的一种或几种的混合物。
所述润滑剂，为硬脂酸钙、硬脂酸锌、芥酸酰胺、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺一种或几种的混合物。
所述的双螺杆挤出机的料筒为十节筒体，第一节筒体连接主喂料装置，第六节筒体排气，第九节筒体抽真空；料筒温度设置为：第一节筒体不加热，第二节筒体180±5℃，第三节筒体200±5℃，第四节筒体220±5℃，第五节筒体220±5℃，第六节筒体220±5℃，第七节筒体210±5℃，第八节筒体210±5℃，第九节筒体200±5℃，第十节筒体200±5℃，机头210±5℃。
本发明的具体实施例如下：
实施例1
如表1所示，称量聚丙烯沙特基础化学PP651H，68.3重量份，相容剂上海日之升公司马来酸酐接枝聚丙烯CMG5001，5重量份，导热剂3000目鳞片石墨，15重量份，增韧剂DOW公司的POE 8150，10重量份，抗氧剂1330和抗氧剂168各0.2重量份，抗氧剂DSTP和抗氧剂DLTP各0.3重量份，成核剂山西化工研究院TMA-3，0.2重量份，润滑剂硬脂酸钙，0.5重量份。将各组分混合均匀后，放入挤出机料斗，通过双螺杆挤出机熔融共混，冷却、风干、切粒、均混、包装。
双螺杆挤出机的料筒为十节筒体，第一节筒体连接主喂料装置，第六节筒体排气，第九节筒体抽真空；料筒温度设置为：第一节筒体不加热，第二节筒体180±5℃，第三节筒体200±5℃，第四节筒体220±5℃，第五节筒体220±5℃，第六节筒体220±5℃，第七节筒体210±5℃，第八节筒体210±5℃，第九节筒体200±5℃，第十节筒体200±5℃，机头210±5℃。
将制得聚丙烯材料在鼓风干燥箱，90℃干燥1小时，然后由注塑机注塑测试样条。耐高温性能，热变形温度测试按GB/T 1634.2-2004标准执行。耐老化性能，150℃热老化按(150±1)℃，材料出现聚丙烯分解现象的时间。耐冲击性能，简支梁缺口冲击强度按GB/T1043.1-2008标准执行。后收缩，按(100±1)℃烘4h后，尺寸变化率。导热性能，导热系数按GB3399-1982执行。
表1 耐高温、耐老化、耐冲击、低后收缩、导热聚丙烯材料各组分配比
实施例2
如表1所示，称量聚丙烯燕山石化K8303，43.3重量份，相容剂上海日之升公司马来酸酐接枝聚丙烯CMG5001，5重量份，导热剂5000目鳞片石墨，40重量份，增韧剂DOW公司的POE 8200，10重量份，抗氧剂1330和抗氧剂168各0.2重量份，抗氧剂DSTP和抗氧剂DLTP各0.3重量份，成核剂山西化工研究院TMB-5，0.2重量份，润滑剂硬脂酸锌，0.5重量份。
生产工艺参数、样条制备条件及测试方法同实施例1。
实施例3
如表1所示，称量聚丙烯扬子C180，58.3重量份，相容剂马来酸酐接枝POE上海泽明NG7002，5重量份，导热剂3000目鳞片石墨，15重量份，增韧剂三井POE DF605，20重量份，抗氧剂1330和抗氧剂168各0.2重量份，抗氧剂DSTP和抗氧剂DLTP各0.3重量份，成核剂山西化工研究院TMA-3，0.2重量份，润滑剂硬脂酸锌，0.5重量份。
生产工艺参数、样条制备条件及测试方法同实施例1。
实施例4
如表1所示，称量聚丙烯齐鲁T30S，33.3重量份，相容剂马来酸酐接枝POE上海泽明NG7002，5重量份，导热剂5000目鳞片石墨，40重量份，增韧剂DOW公司POE 8842，20重量份，抗氧剂1330和抗氧剂168各0.2重量份，抗氧剂DSTP和抗氧剂DLTP各0.3重量份，成核剂山西化工研究院TMA-3，0.2重量份，润滑剂硬脂酸锌，0.5重量份。
生产工艺参数、样条制备条件及测试方法同实施例1。
对比例1
如表1所示，称量聚丙烯沙特基础化学PP651H，59.3重量份，导热剂1250目鳞片石墨，40重量份，抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1重量份，润滑剂硬脂酸钙，0.5重量份。
生产工艺参数、样条制备条件及测试方法同实施例1。
对比例2
如表1所示，称量聚丙烯燕山石化K8303，54.3重量份，相容剂上海日之升公司马来酸酐接枝聚丙烯CMG5001，5重量份，导热剂3000目鳞片石墨，40重量份，抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1重量份，润滑剂硬脂酸钙，0.5重量份。
生产工艺参数、样条制备条件及测试方法同实施例1。
对比例3
如表1所示，称量聚丙烯扬子C180，54.1重量份，相容剂上海日之升公司马来酸酐接枝聚丙烯CMG5001，5重量份，导热剂3000目鳞片石墨，40重量份，抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1重量份，成核剂山西化工研究院TMA-3，0.2重量份，润滑剂硬脂酸钙，0.5重量份。
生产工艺参数、样条制备条件及测试方法同实施例1。
对比例4
如表1所示，称量聚丙烯扬子C180，54.1重量份，相容剂上海日之升公司马来酸酐接枝聚丙烯CMG5001，5重量份，导热剂3000目鳞片石墨，40重量份，z增韧剂DOW公司POE8150，10重量份，抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1重量份，成核剂山西化工研究院TMA-3，0.2重量份，润滑剂硬脂酸钙，0.5重量份。
生产工艺参数、样条制备条件及测试方法同实施例1。
表2为实施例和对比例制备的复合材料的性能。
表2 各实施例、对比例性能测试结果
对比实施例1-3和对比例1-4可以看出，采用本发明所制备的耐高温、耐老化、耐冲击、低后收缩率、导热聚丙烯材料在耐热老化性能、耐冲击性能、100℃4h后尺寸变形等方面优于对比例，且在耐热和导热系数方面表现仍较为优异。
本发明所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，它具有耐高温、耐老化、耐冲击、低后收缩率、导热等优点，适合于长期受热、导热制件的使用。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1.一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，其特征在于：它采用如下的技术方案：
其各组成配方重量份如下：
其制备方法如下：
步骤一：将所述聚丙烯与相容剂、导热剂、增韧剂、抗氧剂、成核剂、润滑剂按重量配比在高速搅拌机中混合均匀，形成混合物；
步骤二：将步骤一中的混合物送入双螺杆挤出机熔融挤出，经水冷、风干、切粒，得到耐高温、耐老化、耐冲击、低后收缩、导热聚丙烯材料。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，其特征在于：所述聚丙烯，为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、无规聚丙烯中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，其特征在于：所述相容剂，为马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝EPDM中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，其特征在于：所述导热剂，为膨胀石墨或鳞片石墨，目数2000-10000目。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，其特征在于：所述增韧剂，为EPDM、POE、SBS、SEBS、LLDPE、HDPE、LDPE中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，其特征在于：所述抗氧剂，为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1330、抗氧剂DSTP、抗氧剂DLTP中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，其特征在于：所述成核剂，为α晶型聚烯烃成核剂、β晶型聚烯烃成核剂中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，其特征在于：所述润滑剂，为硬脂酸钙、硬脂酸锌、芥酸酰胺、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺一种或几种的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种耐高温、老化、冲击的导热聚丙烯材料及其制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机的料筒为十节筒体，第一节筒体连接主喂料装置，第六节筒体排气，第九节筒体抽真空；料筒温度设置为：第一节筒体不加热，第二节筒体180±5℃，第三节筒体200±5℃，第四节筒体220±5℃，第五节筒体220±5℃，第六节筒体220±5℃，第七节筒体210±5℃，第八节筒体210±5℃，第九节筒体200±5℃，第十节筒体200±5℃，机头210±5℃。
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