CN1068020C - 一种用硫酸钡填充改性的聚丙烯组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种硫酸钡填充的改性聚丙烯组合物。以共聚聚丙烯为基体树脂，改变高韧性、高流动性两种不同共聚聚丙烯的相对含量，在有乙丙橡胶存在的情况下，加入5-50%(重量百分数)硫酸钡组分，可获得一种高填充兼有高韧性、高刚度、高伸长率，高耐热性的填充改性聚丙烯系列组合物。作为ABS替代品在家电、化学建材及民用生活领域具有广泛的应用前景。

Description

一种用硫酸钡填充改性的聚丙烯组合物
本发明涉及一种聚丙烯组合物，特别涉及到用无机填料填充聚丙烯组合物领域。
由于高分子科学和加工技术不断进步，利用合金、共混和复合化的方法已可以使通用大品种塑料的聚丙烯改性成为物美价廉的聚丙烯工程塑料及其合金材料，目前在全世界机械、汽车行业的应用已经超过100万吨。
无机填充材料掺入到聚丙烯树脂中，可以提高复合物的刚度、耐热性、减小收缩和制品尺寸稳定性并可显著地降低成本。但也会导致材料冲击韧性、断裂伸长率明显下降。由于无机填料的种类不同，它们对复合物性能的影响不尽相同。
例如，滑石粉填充聚丙烯复合物不仅综合性能优良而且加工性能明显好于玻璃维纤，且不会产生各向异性。因而它是热塑性塑料使用最普遍的填充材料。但是滑石粉填充聚丙烯复合物冲击韧性和断裂伸长率随滑石粉含量的增加会显著降低。
本发明提供的一种硫酸钡填充共聚聚丙烯组合物的性能同滑石粉填充聚丙烯复合物却明显不同。硫酸钡的重量百分数在5-50％范围内，其组合物的断裂伸长率均大于500％，且均呈现超高冲击韧性、高刚度、高伸长率，高耐热性，并且降低了成本，在家电、化学建材及民用生活领域有广泛的应用前景。
本发明的改性聚丙烯组合物包括如下组分和含量：
    组合物组份   重量百分数(％)
  共聚聚丙烯混合物增韧剂经偶联剂处理的硫酸钡抗氧剂紫外吸收剂助剂     30-786-164-600.30-0.400.20-0.300.1-0.20
所述的改性聚丙烯组合物的MI为3.3-9.5g/10min。
所述的共聚聚丙烯混合物为高韧性共聚聚丙烯，熔融指数(MI)=0.2-2.0g/10min,Izod(缺口)冲击强度为360-500J/M和高流动性共聚聚丙烯，熔融指数(MI)=19-30g/10min,Izod(缺口)冲击强度为40-70J/M的混合物，其中高韧性共聚聚丙烯与高流动性共聚聚丙烯按重量比为0.5-1.5。
所述的增韧剂为二元乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPOM)，EPR中乙烯含量为20-70％，门尼粘度值(ML1+4,125℃)为20-70,EPDM中不饱和双烯为己二烯、二聚环戊二烯或乙叉降冰片烯、其含量为2-8％，乙烯含量为25-70％，门尼粘度值(ML1+4,125℃)为19-70。6-16％乙丙橡胶的加入，有助于在填料表面形成一弹性界面层，又由于它同乙烯和丙烯均有结构相容性，从而改善了无机填料同基体树脂间的界面粘合状态，有效地提高了填充聚丙烯的冲击韧性，实际使用中应根据材料刚性、韧性的均衡性要求，尽量降低乙丙橡胶的用量，这样既经济又可避免力学性能的下降。
所述的助剂为硬脂酸钙。
为了便于无机填料在聚丙烯树脂中的分散，改善填料同树脂的相容性，通常使用偶联剂对填料进行表面处理，常用的偶联剂为有机硅烷系偶联剂、钛酸酯系偶联剂或脂肪族金属盐。本发明采用的是钛酸脂系或脂肪族金属盐偶联剂，用量为硫酸钡的1-3％。在高速混合机内进行表面处理10-20分钟。偶联剂可以直接使用也可以配成重量百分浓度为20-50％的偶联剂/丙酮溶液使用。将上述各组分在高速混合机中混合1-2分钟，然后在双螺杆挤出机中造粒，粒料经干燥除水，用注射成型法制成标准样条，供力学性能测定。
本发明硫酸钡高填充改性聚丙烯组合物具有超高韧性、高刚度、高断裂伸长率、高热变形温度。
实施例1-6：
以共聚聚丙烯为基础料，EPDM(实施例6增韧剂为EPR)为增韧剂加入4-50％(重量百分数)BaSO4，其共混物组份，含量及性能列于表1中，力学性能测定结果列于表2中。
表1  硫酸钡填充改性聚丙烯组合物组份及含量
    实施例组分    (重量份1)   1   2   3   4   5   6
高韧性共聚聚丙烯高流动性共聚聚丙烯EPDM硫酸钡抗氧剂紫外吸收剂助    剂 200300100303.02.02.0  200300100803.02.02.0  2003001002503.02.02.0  2003001004003.02.02.0  2003001006003.02.02.0   200300100(EPR)4003.02.02.0
硫酸钡含量(％) 4.8  11.8  29.4  40.0  50.0   40.0
表2  硫酸钡填充改性聚丙烯组合物理化性能
       实施例组分    (重量份)     1     2     3     4     5     6
 MI(g/10min)σy(MPa)ε(％)Js(缺口)(J/M)σ b(MPa)Eb(MPa)  3.3521.3＞500628.628.01015  3.6520.8＞500682.429.01080  4.6518.8＞500630.828.01260  4.3017.5＞500628.027.01435  9.515.9＞500486.927.01860  4.2017.0＞50061527.21420
硫酸钡含量(％)  4.8  11.8  29.4  40.0  50.0  40
比较例1-2：
比较例1-2中各组份含量和性能见表3.4
表3  填充改性聚丙烯组合物组份及含量
Figure C9610112900081
表4  填充改性聚丙烯组合物理化性能
Figure C9610112900082

Claims (8)

1、一种聚丙烯组合物包括共聚聚丙烯、增韧剂、无机填料及加工助剂，其特征在于所述的聚丙烯组合物包括下述组分和含量(重量百分数)
共聚聚丙烯混合物        30-78
增韧剂                   6-16
经偶联剂处理的硫酸钡     4-60
抗氧剂                   0.30-0.40
紫外吸收剂               0.20-0.30
助剂                     0.1-0.20
所述的共聚聚丙烯组合物为熔融指数[MI]=0.2-2.0g/10min的高韧性共聚聚丙烯和熔融指数[MI]=19-30g/10min的高流动性共聚聚丙烯的混合物。
2、根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的聚丙烯组合物的熔融指数[MI]为3.3-9.5g/10min。
3、根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的高韧性共聚聚丙烯与高流动性共聚聚丙烯的重量比为0.5-1.5。
4、根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的增韧剂为二元乙丙橡胶或三元乙丙橡胶。
5、根据权利要求4所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的二元乙丙橡胶(EPR)中乙烯含量为20-70％，门尼粘度值(ML 1+4，125℃)为20-70。
6、根据权利要求4所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的三元乙丙橡胶(EPDM)中不饱和双烯为己二烯、二聚环戊二烯或乙叉降冰片烯，其含量为2-8％，乙烯含量为25-70％，门尼粘度值(ML 1+4,125℃)为19-70。
7、根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的偶联剂处理硫酸钡是在高速混合机中进行，处理时间为10-20分钟，偶联剂可以直接使用，也可以配成重量百分浓度为20-50％的偶联剂/丙酮溶液使用。
8、根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于所述的偶联剂为有机硅系偶联剂，钛酸酯系偶联剂或脂肪簇金属盐，偶联剂用量为硫酸钡重量的1-3％。
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