CN106750985A - 用于制备间隔型材的聚丙烯组合物及由其得到的间隔型材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于制备间隔型材的聚丙烯组合物以及使用所述聚丙烯组合物的间隔型材。本发明的聚丙烯组合物包含聚丙烯、乙烯基弹性体、润滑剂、抗氧剂、填料、紫外吸收剂和颜料。
Description
技术领域
本发明涉及用于制备间隔型材的聚丙烯组合物,本发明还涉及由其得到的间隔型材。
背景技术
在建筑领域,由于具有较好的隔热隔音功能,中空玻璃得到了日益广泛的应用。目前建筑物用中空玻璃一般具有两层或多层保温玻璃单元,这些玻璃在保温玻璃单元内部彼此间隔开,形成中空状态。为了提高隔热效果,通常在玻璃之间的中空空间中充入惰性气体。然而,为了实现低导热性,玻璃和间隔框的边缘结合处(即保温玻璃单元的边缘的结合处)的传热起着非常重要的作用,这决定了间隔型材必须具有良好的隔热性。与此同时,由于建筑物用中空玻璃的隔音要求较高,间隔型材本身也应当具有良好的隔音性能。此外,由于在实际加工使用中,需要折弯,因此必须同时具备较高的力学强度和较好的可加工性能。
现有技术中,间隔型材一般使用商业化的可塑性材料,如聚氯乙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯或聚碳酸酯等,这些材料虽然易得,但是难以兼具高隔热、高隔音、高延展性、环保性以及高力学强度。
因此,非常需要通过配方以及生产工艺的改进,以获得综合性能优异的间隔型材。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的一个方面提供一种用于制备间隔型材的聚丙烯组合物,其包含:
61~99重量%的聚丙烯;
0~9重量%的乙烯基弹性体;
1~15重量%的填料;
0~5重量%的润滑剂;
0~5重量%的抗氧剂;
0~3重量%的紫外吸收剂;
0~2重量%的颜料。
本发明的另一方面提供一种间隔型材,其使用了所述用于制备间隔型材的聚丙烯组合物。
本发明的又另一方面提供一种制备间隔型材的方法,包括:
将所述用于制备间隔型材的聚丙烯组合物混合后,挤出、成型得到。
本发明的又另一方面提供所述的聚丙烯物组合物在制作中空百叶窗暖边盖板和中空百叶窗暖边框中的应用。
本发明制备的间隔型材在具有良好的力学强度以及很高的延展性的同时,还具有很高的隔热和隔音性能。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语,这些术语被定义为具有以下含义。
单数形式包括复数讨论对象,除非上下文中另外清楚地指明。
“任选的”或者“任选地”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生,而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量,表示本发明并不限定于该具体数量,还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的,用“大约”、“约”等修饰一个数值,意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中,近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中,范围限定可以组合和/或互换,如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
根据本发明的一个实施方案,提供一种用于制备间隔型材的聚丙烯组合物,其包含:
61-99重量%的聚丙烯;
0~9重量%的乙烯基弹性体;
1~15重量%的填料;
0~5重量%的润滑剂;
0~5重量%的抗氧剂;
0~3重量%的紫外吸收剂;和
0~2重量%的颜料;
优选地,所述用于制备间隔型材的聚丙烯组合物,其包含:
76~94重量%的聚丙烯;
1~7重量%的乙烯基弹性体;
5~13重量%的填料;
0.1~1重量%的润滑剂;
0.1~1重量%的抗氧剂;
0.1~1重量%的紫外吸收剂;
0~1重量%的颜料。
聚丙烯
作为用于间隔型材的聚丙烯原则上应当选择聚合度高且密度高的材料,因为这有利于获得高强度、高隔音以及高隔热的间隔型材,但是不可避免地,材料的可延展性将大幅度下降,势必影响其可折弯性能,因此,选择合适性能参数的聚丙烯是非常复杂且重要的。申请人发现,聚丙烯的熔点对上述性能影响巨大,尤其是作为间隔型材使用时,对隔音性能的影响尤其显著,通过选择合适熔点的聚丙烯可以大大提高间隔型材的综合性能,从而提供了本发明的有益技术效果。
在一种实施方式中,所述聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的一种或两种。
在一种实施方式中,所述聚丙烯的熔点为170℃~179℃;优选地,所述聚丙烯的熔点为172℃~176℃;更优选地,所述聚丙烯的熔点为175℃。
乙烯基弹性体
用于本发明的乙烯基弹性体并无特别限定,但优选为乙烯-丙烯弹性体、乙烯-丁烯弹性体、乙烯-辛烯弹性体、三元乙丙胶的一种或多种。
填料
用于本申请的填料并无特别限定,可以为市售的或实验合成的,例如为滑石粉、玻璃微珠、云母粉、碳酸钙、硅灰石的一种或多种,但优选为滑石粉。
滑石粉作为一种塑料填充的无机填料,在聚丙烯制备领域已经有广泛应用。一般认为滑石粉的加入可以在大幅度降低成本的同时,提高制品的耐热性以及强度。而且,现有技术中一般优先选用粒径较小(大于500目)的滑石粉,甚至纳米级的滑石粉,来提高改性塑料的性能,因为这类滑石粉的分散性更好,更易提高聚丙烯的机械强度。但是,申请人意外地发现,在间隔型材材料中,选用粒径较小的滑石粉,在不明显影响材料强度的前提下,可以明显地提高材料的隔热以及隔音性能。这很可能是由于较小粒径的滑石粉会形成一定程度的团聚,从而在聚丙烯中形成一定的真空空腔,从而意外地提供了优异的隔热和隔音效果。优选地,用于本发明的滑石粉的粒径为800目~4000目,优选为1500目-3000目,更优选为2500目。
润滑剂
润滑剂在塑料的实际加工中具有多种效能,例如在混炼、压延加工时,能防止聚合物粘着料筒,抑制摩擦生热,减小混炼转矩和负荷,从而防止聚合物材料的热劣化。在挤出成型时,可提高流动性,改善聚合物料与料筒和模具的黏附性,防止并减少滞留物。另外还能改善薄膜的外观和光泽。润滑剂可分为两种,外润滑剂的作用主要是,它与聚合物相容性较差,容易从熔体内往外迁移,所以能在塑料熔体与金属的交界面形成润滑的薄层。内润滑剂与聚合物有良好的相容性,它在聚合物内部起到降低聚合物分子间内聚力的作用,从而改善塑料熔体的内摩擦生热和熔体的流动性。常用的外润滑剂是硬脂酸及其盐类;内润滑剂是低分子量的聚合物。有的润滑剂还有其他的功用。实际每一种润滑剂都有可以实现某一要求的作用,总是内外润滑共同作用,只是在某一方面更突出一些。同一种润滑剂在不同的聚合物中或不同的加工条件下会表现出不同的润滑作用,如高温、高压下,内润滑剂会被挤压出来而成为外润滑剂。用于本发明的润滑剂并无特别限定,可以为上述各种类型的润滑剂。但是,考虑到间隔型材材料的隔热与隔音要求,优选地,用于本发明的润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸盐、润滑剂EBS、硅酮粉、聚乙烯蜡以及芥酸酰胺中的一种或几种。更优选地,用于本发明的润滑剂为润滑剂EBS和硅酮粉的混合物,且两者的重量比优选为(1~3):1,更优选为1:1。
抗氧剂
用于本申请的抗氧剂并无特别限定,可以为市售的或实验合成的,例如选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098等、抗氧剂168、抗氧剂412S的一种或多种;优选地,所述抗氧剂以抗氧剂1010为主抗氧剂,以抗氧剂168为辅抗氧剂,且抗氧剂1010与抗氧剂168的重量比为1:(1~3),更优选为1:1。
紫外吸收剂
用于本申请的紫外吸收剂并无特别限定,可以为市售的或实验合成的,例如选自紫外吸收剂选自光稳定剂944、光稳定剂770、光稳定剂622、紫外吸收剂UV-P、紫外吸收剂UV-531、紫外吸收剂UV-327、紫外吸收剂UV-234的一种或多种。
颜料
用于本申请的颜料也无特别限定,可以为市售的或实验合成的。所述颜料可以为有机颜料或无机颜料或两者的混合,其中有机颜料可以为偶氮颜料、酞青颜料、杂环颜料或色淀颜料中的一种或多种,无机颜料可以为钛白粉、碳黑、铁红或群青中的一种或多种。
根据本发明的另一个实施方案,提供一种间隔型材,其使用了上述任意一种用于制备间隔型材的聚丙烯组合物。
根据本发明的另一个实施方案,提供一种制备间隔型材的方法,包括:
将上述任意一种用于制备间隔型材的聚丙烯组合物混合后,挤出、成型得到;
优选地,所述间隔型材的制备方法为:
(1)将一定重量份的聚丙烯组合物加入热混机,在110-130℃温度条件下进行预混、干燥;
(2)将干燥后的物料冷却至40-50℃后送入挤出机进行挤出成型;
所述挤出机的料筒温度,沿所述物料的推进方向依次为150-160℃、160-175℃、175-185℃、185-195℃;
所述挤出机的成型模具温度为195-210℃。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的,且以下物料所用份数均为重量份。
原料:
A1:聚丙烯(熔点为170℃)
A2:聚丙烯(熔点为179℃)
A3:聚丙烯(熔点为178℃)
A4:聚丙烯(熔点为175℃)
B1:乙烯基弹性体(埃克森美孚化工公司的型号为6102)
B2:乙烯基弹性体(埃克森美孚化工公司的型号为6102FL)
B3:乙烯基弹性体(SP9999SS)
C1:硬脂酸
C2:硬脂酸钙
C3:润滑剂EBS
C4:硅酮粉
C5:润滑剂EBS与硅酮粉按重量比1:1的混合物
D1:抗氧剂1010
D2:抗氧剂1076
D3:抗氧剂168
D4:抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比1:1的混合物
E1:滑石粉(800目)
E2:滑石粉(3000目)
E3:滑石粉(2000目)
E4:滑石粉(2500目)
F1:UV-9
F2:UV-531
G1:偶氮颜料
G2:碳黑
实施例1~12及对比例1、2、3:
实施例1
制备间隔型材,包括:
(1)将80重量份的A1、1重量份的B1、3重量份的C1、3重量份的D1、10重量份的E1以及3重量份的F1加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺
杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
实施例2
制备间隔型材,包括:
(1)将94重量份的A1、1重量份的B1、1重量份的C1、1重量份的D1、1重量份的E1以及2重量份的F1加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺
杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
实施例3
制备间隔型材,包括:
(1)将90重量份的A1、2重量份的B1、0.4重量份的C1、0.4重量份的D1、3重量份的E1、0.2重量份的F1以及1重量份的G1加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
实施例4
制备间隔型材,包括:
(1)将85重量份的A2、7重量份的B2、0.2重量份的C2、0.2重量份的D2、6重量份的E2、0.2重量份的F2以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
实施例5
制备间隔型材,包括:
(1)将92重量份的A3、2重量份的B3、1重量份的C3、1重量份的D3、2重量份的E3、1重量份的F2以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
实施例6
制备间隔型材,包括:
(1)将90重量份的A4、3重量份的B3、0.4重量份的C4、0.4重量份的D4、6重量份的E4、0.2重量份的F2以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
实施例7
制备间隔型材,包括:
(1)将88重量份的A4、3重量份的B3、0.4重量份的C5、0.4重量份的D4、6重量份的E4、0.2重量份的F2以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
实施例8
制备间隔型材,包括:
(1)将89重量份的A4、3重量份的B3、0.4重量份的C5、0.4重量份的D4、5重量份的E4、0.2重量份的F2以及以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
实施例9
制备间隔型材,包括:
(1)将89重量份的A4、3重量份的B3、0.4重量份的C5、0.4重量份的D4、3重量份的E4、0.2重量份的F2以及以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
实施例10
制备间隔型材,包括:
(1)将89重量份的A4、3重量份的B3、0.4重量份的C5、0.4重量份的D4、4重量份的E4、0.2重量份的F2以及以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
实施例11
制备间隔型材,包括:
(1)将87重量份的A4、3重量份的B3、0.4重量份的C5、0.4重量份的D4、4重量份的E4、0.2重量份的F2以及以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
实施例12
制备间隔型材,包括:
(1)将90重量份的A4、3重量份的B3、0.4重量份的C5、0.4重量份的D4、4重量份的E4、0.2重量份的F2以及以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
对比例1
制备间隔型材,包括:
(1)将89重量份的A4、0.4重量份的C5、0.4重量份的D4、4重量份的E4、0.1重量份的F2以及以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
对比例2
制备间隔型材,包括:
(1)将89重量份的A4、3重量份的B3、0.4重量份的C5、0.4重量份的D4、0.1重量份的F2以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
对比例3
制备间隔型材,包括:
(1)将89重量份的A4、3重量份的B3、0.4重量份的C5、4重量份的E4以及1重量份的G2加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出造粒,所述的双螺杆挤出机造粒温度(℃)沿所述的物料推进方向为:150、165、175、175、180、185、185、185、180。
将以上所得颗粒干燥后送入挤出机进行钢塑复合挤出成型。
所述的挤出机沿所述的物料推进方向温度(℃)为:160、180、190、200、210,所述的挤出成型模具温度210℃。
表1为制备间隔型材的原料配方及用量(重量份数)
测试方法
力学性能:拉伸强度按照GB/T1040-2006标准测试进行,测试速度为50mm/min(测试温度23℃);冲击强度按照GB/T1843-2008标准测试进行(测试温度23℃);弯曲强度按照GB9341-2008标准测试(测试温度23℃)。
隔热性能:按照GB/T3399-82标准测试导热系数进行评价。
耐候性能:紫外光照504小时后,测试色差,其中紫外光灯的型号为UVA-340,照射强度34w/m2,紫外光灯管数为4个,每个紫外光灯管为40W。
隔音性能:按照GB/T23451-2009标准测试隔音系数以及隔音量
表2
以上数据可以看出,通过使用特定性能的聚丙烯、特定性能的乙烯基弹性体、特定粒径的滑石粉以及特定的混合型抗氧剂和润滑剂,本发明意外地得到了兼具高隔热、高隔音、高延展性、高力学强度以及高耐候性能的间隔型材材料,因此提供了本发明的有益技术效果。
前述的实例仅是说明性的,用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换,且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (10)
1.一种用于制备间隔型材的聚丙烯组合物,其包含:
61~99重量%的聚丙烯;
0~9重量%的乙烯基弹性体;
1~15重量%的填料;
0~5重量%的润滑剂;
0~5重量%的抗氧剂;
0~3重量%的紫外吸收剂;和
0~2重量%的颜料。
2.权利要求1的用于制备间隔型材的聚丙烯组合物,其包含:
76~94重量%的聚丙烯;
1~7重量%的乙烯基弹性体;
5~13重量%的填料;
0.1~1重量%的润滑剂;
0.1~1重量%的抗氧剂;
0.1~1重量%的紫外吸收剂;和
0~1重量%的颜料。
3.权利要求1-2任一项的用于制备间隔型材的聚丙烯组合物,其中所述聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的一种或两种。
4.权利要求1-2任一项的用于制备间隔型材的聚丙烯组合物,其中所述乙烯基弹性体为乙烯-丙烯弹性体、乙烯-丁烯弹性体、乙烯-辛烯弹性体、三元乙丙胶的一种或多种。
5.权利要求1-2任一项的用于制备间隔型材的聚丙烯组合物,其中所述的填料为滑石粉、玻璃微珠、云母粉、碳酸钙、硅灰石的一种或多种。
6.权利要求1-2任一项的用于制备间隔型材的聚丙烯组合物,其中所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098等、抗氧剂168、抗氧剂412S的一种或多种。
7.权利要求1-2任一项的用于制备间隔型材的聚丙烯组合物,其中所述紫外吸收剂选自紫外吸收剂选自光稳定剂944、光稳定剂770、光稳定剂622、紫外吸收剂UV-P、紫外吸收剂UV-531、紫外吸收剂UV-327、紫外吸收剂UV-234的一种或多种。
8.一种间隔型材,其使用了权利要求1~7任一项的用于制备间隔型材的聚丙烯组合物。
9.一种制备间隔型材的方法,包括:
将权利要求1~7任一项的用于制备间隔型材的聚丙烯组合物混合后,挤出、成型得到。
10.权利要求1~7任一项的用于制备间隔型材的聚丙烯组合物在制作中空百叶窗暖边盖板和中空百叶窗暖边框中的应用。
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