CN107501771A - 一种低收缩率改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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梁娜
朱敏
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Abstract

本发明公开了一种低收缩率改性聚丙烯材料及其制备方法，其由聚丙烯30‑60份、聚苯乙烯10‑50份、马来酸酐接枝聚苯乙烯‑乙烯‑丁烯‑苯乙烯嵌段共聚物5‑15份、马来酸酐接枝乙烯‑辛烯共聚物3‑10份、无机填料0‑30份、主抗氧剂0.1‑1份、辅助抗氧剂0.1‑1份、光稳剂0.1‑1份、分散剂0.5‑1份，经混合、挤出造粒而成。本发明是使用聚苯乙烯降低改性聚丙烯材料的收缩率，且相应增韧剂的加入还可以提高制品的韧性。

Description

一种低收缩率改性聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚合物加工技术领域，涉及一种低收缩率改性聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)是一种结构规整的结晶性聚合物，其具备易加工、冲击强度大、挠曲性以及电绝缘性好等优点，并具有良好的耐化学性能，在汽车工业、家用电器、电子、包装、建材及家具等方面具有广泛的应用。但是PP也存在一些不足之处，如耐寒性差、低温易脆断、收缩率大、抗蠕变性差、制品尺寸稳定性差与容易产生翘曲变形等。
而聚苯乙烯(PS)的收缩率低、刚性高，但是又存在一些缺点，如韧性差、不耐应力开裂等。
综合两种不同聚合物各自的优缺点，可以制备聚丙烯和聚苯乙烯的合金，由于聚丙烯材料的收缩率大、尺寸稳定性差；还可以利用聚苯乙烯材料的低收缩率来降低制件的收缩率，主要需要解决的是两种聚合物相容性的问题。
中国专利(CN 101768312A)公开了一种制造电话机壳体的高光泽、高抗冲的PS/PP复合材料及其制备方法，其由以下重量百分比的原料组成：PS树脂100份、PP树脂20-60份、相容剂5-15份、增韧剂3-10份、成核剂0.1-0.9份、抗氧剂0.1-0.9份。该申请是通过选择特殊的相容剂，将PS原料和PP原料熔合在一起，所制得的复合材料具有高光泽、高抗冲的特性，但其成本较高。中国专利(CN 103497421A)公开了一种聚丙烯和聚苯乙烯合金材料，其组成为聚丙烯40-50％、聚苯乙烯35-45％、复配相容剂10-15％、抗氧剂0.1-1％、润滑剂0.1-1％；该专利中聚丙乙烯使用的是通用聚苯乙烯，所使用的相容剂种类和本专利也不同，并且其总成本较高。中国专利(CN 101851369A)公开了一种高流动性聚丙烯/聚苯乙烯合金，由重量百分比聚丙烯30-70％、聚苯乙烯10-60％、0.5-2％过氧化物、2.5-20％加工助剂组成，此专利主要强调的是提高了合金的流动性。
发明内容
针对以上现有技术的局限性，本发明的目的是提供一种低收缩率改性聚丙烯材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种低收缩率改性聚丙烯材料，其是由以下组分按重量份制备而成：
进一步方案，所述聚丙烯为共聚聚丙烯，其在230℃/2.16kg下的熔融指数为20-40g/10min。
所述的聚苯乙烯为高抗冲聚苯乙烯。
所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或云母。
所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂或含硫化合物。
所述受阻酚类抗氧剂为单酚抗氧剂、双分抗氧剂或多元酚抗氧剂。
所述分散剂为硼酸酯偶联剂。
所述光稳剂选自二苯甲酮类光稳剂、苯并三唑类光稳剂或受阻胺类光稳剂。
本发明的另一个发明目的是提供上述低收缩率改性聚丙烯材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)先将聚丙烯30-60份、无机填料0-30份、分散剂0.5-1份放入高混机中，于80-90℃温度进行混合3-8min；
(2)再加入聚苯乙烯10-50份、马来酸酐接枝聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物5-15份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物3-10份、主抗氧剂0.1-1份、辅助抗氧剂0.1-1份、光稳剂0.1-1份继续混合3-8min；
(3)将混合物料加入各区温度为180-210℃的双螺杆挤出机中进行挤出造粒得到改性聚丙烯材料。
本发明同现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明通过加入聚苯乙烯来降低聚丙烯材料的收缩率。
2、因聚苯乙烯价格比聚丙烯要高，本发明中同时添加了无机填料，可以降低材料成本。
3、由于聚丙烯和聚苯乙烯之间的相容性差，本发明同时添加了马来酸酐接枝聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物，其中马来酸酐接枝聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物可以改善聚苯乙烯和聚丙烯之间的相容性，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物也和前两者都部分相容，从而更是大大改进了它们之间的相容性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
本发明实施例中所用的双螺杆挤出机的长径比30：1，生产厂家是德国BRABEBDER公司。
以下所用聚丙烯树脂熔融指数为30g/10min(测试条件230℃，2.16kg)，所用的聚苯乙烯熔融指数为4g/10min(测试条件200℃，5kg)；
所用的光稳剂UV531、抗氧剂1010、抗氧剂168为市售。
本发明的产品是采用ISO的标准进行测试，挤出粒料经过注塑机成型得到测试样条，在23℃、相对湿度50％条件下稳定24h后进行性能测试，所进行的物理机械性能测试有：
悬臂梁缺口冲击测试：按照ISO 180标准制样测试；
熔融指数：按照ISO 1133标准制样测试；
收缩率：按照ISO 294标准制样测试。
实施例1
(1)将聚丙烯30份、分散剂0.5份先放入高混机中，于80℃温度进行混合3min；然后再将聚苯乙烯50份、马来酸酐接枝聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物15份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物5份、抗氧剂1010 0.1份、抗氧剂168 0.1份、光稳剂UV531 0.1份放入高混机中，于80℃温度进行混合3min；
(2)将混合物料加入各区温度为180-210℃的双螺杆挤出机中进行挤出造粒得到改性聚丙烯材料，再经过注塑成型即可得到最终制品。
性能测试结果见表1。
实施例2
(1)将聚丙烯60份、滑石粉22份、分散剂1份先放入高混机中，于90℃温度进行混合8min；然后再将聚苯乙烯10份、马来酸酐接枝聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物5份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物3份、抗氧剂1010 1份、抗氧剂168 1份、光稳剂UV5311份放入高混机中，于90℃温度进行混合8min；
(2)将混合物料加入各区温度为180-210℃的双螺杆挤出机中进行挤出造粒得到改性聚丙烯材料，再经过注塑成型即可得到最终制品。
性能测试结果见表1。
实施例3
(1)将聚丙烯47份、碳酸钙15份、分散剂0.8份先放入高混机中，于85℃温度进行混合5min；然后再将聚苯乙烯30份、马来酸酐接枝聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物8份、抗氧剂1010 0.5份、抗氧剂168 0.5份、光稳剂UV5310.5份放入高混机中，于85℃温度进行混合5min；
(2)将混合物料加入各区温度为180-210℃的双螺杆挤出机中进行挤出造粒得到改性聚丙烯材料，再经过注塑成型即可得到最终制品。
性能测试结果见表1。
实施例4
(1)将聚丙烯35份、滑石粉30份、分散剂0.8份先放入高混机中，于80℃温度进行混合5min；然后再将聚苯乙烯20份、马来酸酐接枝聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物8份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物7份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.4份、光稳剂UV5310.3份放入高混机中，于80℃温度进行混合5min；
(2)将混合物料加入各区温度为180-210℃的双螺杆挤出机中进行挤出造粒得到改性聚丙烯材料，再经过注塑成型即可得到最终制品。
性能测试结果见表1。
实施例5
(1)将聚丙烯35份、云母10份、分散剂0.5份先放入高混机中，于80℃温度进行混合5min；然后再将聚苯乙烯40份、马来酸酐接枝聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物5份、抗氧剂1010 0.7份、抗氧剂168 0.8份、光稳剂UV5310.6份放入高混机中，于80℃温度进行混合5min；
(2)将混合物料加入各区温度为180-210℃的双螺杆挤出机中进行挤出造粒得到改性聚丙烯材料，再经过注塑成型即可得到最终制品。
性能测试结果见表1。
实施例6
(1)将聚丙烯38份、硫酸钡5份、分散剂0.5份先放入高混机中，于90℃温度进行混合5min；然后再将聚苯乙烯35份、马来酸酐接枝聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物12份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物10份、抗氧剂1010 0.4份、抗氧剂168 0.4份、光稳剂UV531 0.8份放入高混机中，于90℃温度进行混合5min；
(2)将混合物料加入各区温度为180-210℃的双螺杆挤出机中进行挤出造粒得到改性聚丙烯材料，再经过注塑成型即可得到最终制品。
性能测试结果见表1。
PP空白样
(1)将聚丙烯100份、抗氧剂1010 0.4份、抗氧剂168 0.4份、光稳剂UV531 0.8份放入高混机中，于90℃温度进行混合5min；
(2)将混合物料加入各区温度为180-210℃的双螺杆挤出机中进行挤出造粒得到改性聚丙烯材料，再经过注塑成型即可得到最终制品。
性能测试结果见表1。
表1
从表1中可以看出，在聚丙烯基体中添加一定量的聚苯乙烯、无机填料以及相容剂后，会大大降低改性聚丙烯材料的收缩率，大大改善了聚丙烯材料尺寸稳定性差的缺点，且材料的韧性也随着聚苯乙烯和相容剂含量的升高而有所提升；聚苯乙烯含量越高，制件的白度也越高。另外，本发明制备的聚丙烯材料的熔融指数也得到了大幅度的降低，而悬臂梁缺口冲击强度却得到提升。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低收缩率改性聚丙烯材料，其特征在于：其是由以下组分按重量份制备而成：
聚丙烯 30-60份；
聚苯乙烯 10-50份；
马来酸酐接枝聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物 5-15份；
马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物 3-10份；
无机填料 0-30份；
主抗氧剂 0.1-1份；
辅助抗氧剂 0.1-1份；
光稳剂 0.1-1份；
分散剂 0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的低收缩率改性聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯为共聚聚丙烯，其在230℃/2.16kg下的熔融指数为20-40g/10min。
3.根据权利要求1所述的低收缩率改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚苯乙烯为高抗冲聚苯乙烯。
4.根据权利要求1所述的低收缩率改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的无机填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或云母。
5.根据权利要求1所述的低收缩率改性聚丙烯材料，其特征在于：所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂或含硫化合物。
6.根据权利要求1所述的低收缩率改性聚丙烯材料，其特征在于：所述受阻酚类抗氧剂为单酚抗氧剂、双分抗氧剂或多元酚抗氧剂。
7.根据权利要求1所述的低收缩率改性聚丙烯材料，其特征在于：所述分散剂为硼酸酯偶联剂。
8.根据权利要求1所述的低收缩率改性聚丙烯材料，其特征在于：所述光稳剂选自二苯甲酮类光稳剂、苯并三唑类光稳剂或受阻胺类光稳剂。
9.一种如权利要求1-8任一项所述低收缩率改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）先将聚丙烯30-60份、无机填料0-30份、分散剂0.5-1份放入高混机中，于80-90℃温度进行混合3-8min；
（2）再加入聚苯乙烯10-50份、马来酸酐接枝聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物5-15份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物3-10份、主抗氧剂0.1-1份、辅助抗氧剂0.1-1份、光稳剂0.1-1份继续混合3-8min；
（3）将混合物料加入各区温度为180-210℃的双螺杆挤出机中进行挤出造粒得到改性聚丙烯材料。
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