CN107540931A - 一种耐应力发白的聚丙烯树脂及其制备方法 - Google Patents

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李晓庆
乐俊
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Abstract

本发明公开了一种耐应力发白的聚丙烯树脂及其制备方法，其由以下组分按重量份制备而成：聚丙烯树脂80～98份，聚甲基丙烯酸甲酯2～20份，玻璃纤维5~30份，抗氧剂0.2~1份，光热稳定剂0.1～1份，润滑剂0.1～1份。本发明选用的聚甲基丙烯酸甲酯活性较高，从而能与聚丙烯树脂易结合成“海岛结构”，能吸收树脂在受到外力作用时会产生银纹而产生了大量微小的裂纹，防止裂纹的进一步发展，进而可以减缓或者阻止聚丙烯树脂的应力发白现象的产生。

Description

一种耐应力发白的聚丙烯树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐应力发白的聚丙烯树脂及其制备方法。
背景技术
目前聚丙烯树脂是一种极为常用的高分子材料，其应用范围非常广泛，但其制品在使用过程中受到拉伸、弯曲、冲击等外力作用时经常会出现局部发白的现象，也就是我们所说的应力发白。制品发生应力发白现象后不仅仅影响其外观，而且会导致产品断裂伸长率降低、强度降低以及耐应力开裂性能变差，严重影响了产品的使用。
目前对于聚丙烯树脂制品的应力白发解决方案中较为常见的是将制品进行热处理，即将制品置于一定的温度条件下进行后处理来消除其内应力。该方法对于制品本身结构比较复杂时，则内应力消除效果就比较一般。
发明内容
本发明是针对现有技术的缺陷而产生的一种耐应力发白的聚丙烯树脂及其制备方法。该材料具有性能优良、加工成型好等特点，重点是材料制备方法简单、生产效率高，同时可用于经常经受外力的场合，可有效减少以及避免应力发白现象的产生，拓展了聚丙烯树脂材料的应用领域。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种耐应力发白的聚丙烯树脂，该材料由以下组分按重量份制备而成：
进一步方案，所述聚丙烯树脂在230℃/216Kg条件下熔融指数为40～100g/10min。
所述聚甲基丙烯酸甲酯在220℃/10Kg条件下熔融指数为5～15g/10min。
所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)。
所述的光热稳定剂选自硫代酯类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、受阻胺、受阻酚、亚磷酸二苯酯或亚磷酸三苯酯中的一种或一种以上。
所述的硫代酯类热稳定剂选自硫代二丙酸双(十二醇)酯(DLTP)、硫代二丙酸二(十八醇)酯、硫代二丙酸二(十三醇)酯或硫代二丙酸二(十四醇)酯；
所述的有机锡类热稳定剂选自含硫醇锡盐、马来酸锡盐或羧酸锡盐；
所述的受阻胺选自萘胺、二苯胺或对苯二胺；
所述的受阻酚选自2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚或四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)(抗氧剂1076)。
亚磷酸三苯酯为(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)。
所述的含硫醇锡盐优选二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG)或二甲基二巯基乙酸异辛酯锡；
所述的马来酸锡盐为马来酸二正丁基锡(DBTM)；
所述的羧酸锡盐选自二月桂酸二正丁基锡(DBTL)或二月桂酸二正辛基锡(DOTL)。
所述的润滑剂选自固体石蜡、液体石蜡、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺或硅油中的至少一种。
本发明的另一个发明目的是提供上述耐应力发白的聚丙烯树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯树脂80～98份，聚甲基丙烯酸甲酯2-20份，5-30份玻璃纤维，抗氧剂0.2～1份，光热稳定剂0.1～1份和润滑剂0.1～1份进行混合均匀；
(2)将混合物料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得聚丙烯树脂材料；所述双螺杆挤出机螺杆温度为200～240℃；螺杆转速在100～500r/min。
所述步骤(2)中螺杆转速为400～500r/min。
本发明同现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明采用双螺杆挤出工艺制备聚丙烯树脂，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。
2、本发明所制备聚丙烯材料的力学性能较好，具有易加工成型等特点，尤其是材料的耐应力发白现象得以控制，可用于成型各种要求材料在多次受外力情况下保持外观等制品场合；并可用于各种颜色以及其他改性用途的产品领域。
3、本发明选用的聚甲基丙烯酸甲酯，由于其活性较高能与聚丙烯树脂易结合成“海岛结构”，能吸收树脂在受到外力作用时会产生银纹而产生了大量微小的裂纹，防止裂纹的进一步发展，进而可以减缓或者阻止聚丙烯树脂的应力发白现象的产生。
4、本发明增加玻璃纤维进一步增强材料的机械强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
本发明所制备的耐应力发白的聚丙烯树脂的物理性能测试标准见表1。
表1
物理性能 测试方法
拉伸强度 ASTM D638
弯曲强度 ASTM D790
弯曲模量 ASTM D790
Izod缺口冲击强度(悬臂梁冲击试验) ASTM D256
Izod无缺口冲击强度(悬臂梁冲击试验) ASTM D256
密度 ASTM D792
耐应力发白性能 企业标准
耐应力开裂性能 企业标准
其中耐应力发白性能测试方法：将材料注塑为尺寸为250mm*200mm*2mm的塑料方板，500g钢球从1米高度落下砸到塑料方板上，看样板表观发白情况。
耐应力开裂性能测试方法：将材料按ASTM D638注塑为哑铃型样条，以固定角度弯折，并固定其两端，在其应力集中处涂抹冰醋酸或者丙酮，观察被溶剂刻蚀至开裂的时间与状态。
下面实施例中聚丙烯树脂选择在230℃/216Kg条件下熔融指数为40～100g/10min的聚丙烯树脂；所述聚甲基丙烯酸甲酯选择在220℃/10Kg条件下熔融指数为5～15g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯。
实施例1
(1)将85份聚丙烯树脂，15份聚甲基丙烯酸甲酯，5份玻璃纤维，0.2份抗氧剂1010，0.3份光热稳定剂(抗氧剂1076：抗氧剂168＝1：2，质量比)及0.1份润滑剂硬脂酸酰胺(SR)经高速搅拌混合均匀；
(2)将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒，得聚丙烯树脂；
所述的步骤(2)中双螺杆挤出机螺杆温度为400r/min。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例2
(1)将98份聚丙烯，2份聚甲基丙烯酸甲酯，10份玻璃纤维，0.5份抗氧剂1010，0.6份光热稳定剂(DLTP：DBTL＝1：1，质量比)及0.5份润滑剂硅油经高速搅拌混合均匀；
(2)将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒，得聚丙烯树脂；
所述的步骤(2)中双螺杆挤出机螺杆温度为500r/min。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例3
(1)将90份聚丙烯树脂，10份聚甲基丙烯酸甲酯，30份玻璃纤维，1份抗氧剂1010，0.1份光热稳定剂(DLTP：2，6-三级丁基-4-甲基苯酚＝2：1，质量比)及1份润滑剂EBS经高速搅拌混合均匀；
(2)将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒，得聚丙烯树脂；
所述的步骤(2)中双螺杆挤出机螺杆温度为300r/min。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例4
(1)将95份聚丙烯树脂，5份聚甲基丙烯酸甲酯，15份玻璃纤维，0.2份抗氧剂1010，0.6份光热稳定剂(DBTL：DBTM＝1：1，质量比)及0.5份润滑剂固体石蜡和液体石蜡(质量比1：1)经高速搅拌混合均匀；
(2)将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒，得聚丙烯树脂；
所述的步骤(2)中双螺杆挤出机螺杆温度为200r/min。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例5
(1)将80份聚丙烯树脂，20份聚甲基丙烯酸甲酯，10份玻璃纤维，0.2份抗氧剂1010，1份光热稳定剂(DOTL：DOTTG＝1：2，质量比)及0.6份润滑剂硅油经高速搅拌混合均匀；
(2)将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒，得聚丙烯树脂；
所述的步骤(2)中双螺杆挤出机螺杆温度为100r/min。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
对比例
直接将在230℃/216Kg条件下熔融指数为40～100g/10min的聚丙烯树脂按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
表2
由表2可以看出，本发明实施例1-5制备的耐应力发白的聚丙烯树脂材料的机械强度明显高于现有的未改性的聚丙烯树脂材料的机械强度；并且可以明显提高聚丙烯树脂材料的抗应力发白性能，使其在对力学性能、外观性能等均有要求的多次受力场合使用。
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)

1.一种耐应力发白的聚丙烯树脂，其特征在于：其由以下组分按重量份制备而成：
聚丙烯树脂 80～98份，
聚甲基丙烯酸甲酯 2～20份，
玻璃纤维 5~30份，
抗氧剂 0.2~1份，
光热稳定剂 0.1～1份，
润滑剂 0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的一种耐应力发白的聚丙烯树脂，其特征在于：所述聚丙烯树脂在230℃/216Kg条件下熔融指数为40~100g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种耐应力发白的聚丙烯树脂，其特征在于：所述聚甲基丙烯酸甲酯在220℃/10Kg条件下熔融指数为5~15g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种耐应力发白的聚丙烯树脂，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
5.根据权利要求1所述的一种耐应力发白的聚丙烯树脂，其特征在于：所述的光热稳定剂选自硫代酯类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、受阻胺、受阻酚、亚磷酸二苯酯或亚磷酸三苯酯中的一种或一种以上。
6.根据权利要求5所述的一种耐应力发白的聚丙烯树脂，其特征在于：所述的硫代酯类热稳定剂选自硫代二丙酸双（十二醇）酯、硫代二丙酸二（十八醇）酯、硫代二丙酸二（十三醇）酯或硫代二丙酸二（十四醇）酯；
所述的有机锡类热稳定剂选自含硫醇锡盐、马来酸锡盐或羧酸锡盐；
所述的受阻胺选自萘胺、二苯胺或对苯二胺；
所述的受阻酚选自2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚或四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯）；
亚磷酸三苯酯为（三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯。
7.根据权利要求6所述的一种耐应力发白的聚丙烯树脂，其特征在于：所述的含硫醇锡盐优选二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡或二甲基二巯基乙酸异辛酯锡；
所述的马来酸锡盐为马来酸二正丁基锡；
所述的羧酸锡盐选自二月桂酸二正丁基锡或二月桂酸二正辛基锡。
8.根据权利要求1所述的一种耐应力发白的聚丙烯树脂，其特征在于：所述的润滑剂选自固体石蜡、液体石蜡、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺或硅油中的至少一种。
9.如权利要求1所述的一种耐应力发白的聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将聚丙烯树脂80～98份，聚甲基丙烯酸甲酯2-20份，5-30份玻璃纤维，抗氧剂 0.2~1份，光热稳定剂0.1～1份和润滑剂0.1～1份进行混合均匀；
（2）将混合物料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得聚丙烯树脂材料；所述双螺杆挤出机螺杆温度为200～240℃；螺杆转速在100～500 r/min。
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