CN107686598A - 一种低收缩率低比重改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种低收缩率低比重改性聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低收缩率低比重改性聚丙烯材料及其制备方法,按重量百分数计,包括:聚丙烯树脂70‑90%;乙烯基苯、二烯基双键结构低分子聚合物或共聚物2‑20%;功能填料1‑20%;抗氧剂0.2‑0.5%;润滑剂0.2‑1.0%;本发明通过对聚丙烯材料改性,实现了在不影响聚丙烯原有性能的情况下,大幅降低了聚丙烯的成型收缩率,使得本发明的聚丙烯材料具有高光泽、低收缩、低比重、加工流动性优良的特点。从而使本发明聚丙烯材料具有广阔的应用前景。

Description

一种低收缩率低比重改性聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高分子材料领域,具体涉及一种低收缩率低比重改性聚丙烯材料及其 制备方法。
背景技术
[0002] 聚丙烯(PP)材料密度小、耐热性好、强度高、同时具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐 蚀性、抗溶解性等特性,并且其价格低廉,因而有着广泛的应用,但聚丙烯也有高收缩率的 缺陷,其收缩率通常在1.5%-2.5%之间,这一缺陷严重影响了聚丙烯的应用,尤其在应用 于加工相对精密的部件时,聚丙烯受到了很大的限制。因此在保持或提高聚丙烯原有性能 的同时,将成型收缩率真正降低到较低水平,从而更好的替代其它塑料,特别是ABS、HIPS等 这些塑料,充分发挥聚丙烯材料的性能良好而又低成本的综合优势,具有十分重要的实用 价值。
[0003] 目前针对聚丙烯材料控制收缩率的方法多种多样,例如加入较大量矿物质、玻璃 纤维、或进行注塑工艺控制等,但是这些方法普遍存在的问题是,所得到的聚丙烯在注塑时 与流道平行和垂直两个方向上的收缩率存在较大差异,以至造成注塑制品的翘曲变形,严 重影响部件的组装、美观以及使用性能等;同时加入较大比例矿物质等还会大大增加树脂 的密度和减少光泽度,对产品的使用造成不利影响。专利CN102510877A公开一种聚烯烃系 树脂组合物,通过加入一种特定的间苯二甲酸衍生物,获得了成型周期和机械特性优良、并 且收缩率的各向异性较小的聚烯烃系树脂组合物,但通过研究和调研发现,单纯通过这种 方法在降低收缩率方面没有明显的作用,达不到明显降低聚丙烯成型收缩率的效果。
[0004] 为了明显降低聚丙烯的成型收缩率,同时保持聚丙烯良好的热力学性能,现有技 术需要进一步改进和发展。
发明内容
[0005] 本发明的目的是为了提供一种低收缩率低比重改性聚丙烯材料及其制备方法,旨 在解决目前控制聚丙烯收缩率还无法解决的问题,即既能将聚丙烯的收缩率降下来,收缩 率控制在1 %以内,同时所得材料比重轻,光泽度好,力学性能保持优良。
[0006] 为此,本发明所采用的技术方案为:
[0007] —种低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其中,按重量百分数计,包括以
[0008] 下组分:
[0009] 聚丙烯树脂 70-90%;
[0010] 乙烯基苯、二烯基双键结构低分子聚合物或共聚物2-20%;
[0011] 功能填料 1-20%;
[0012] 抗氧剂 0.2-0.5%;
[0013] 润滑剂 0.2-1.0%;
[0014] 所述的低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其中,所述乙烯基苯、二烯基双键结构低 分子聚合物或共聚物的分子量为200-10000。
[0015] 所述的低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其中,所述乙烯基苯、二烯基双键结构低 分子聚合物或共聚物为AMS树脂、氢化AMS树脂、低分子量PS树脂、低分子量SBS树脂、低分子 量SEBS树脂、低分子量SIS树脂、低分子量SEPS树脂等中的一种或几种的混合物。
[0016] 所述的低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其中,所述功能填料为硫酸钡、硫酸钙、 硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、氯化钙、氯化镁、硅酸铝、硅酸钠、硅酸镁、硅酸钙、滑石 粉、碳酸钙、云母、高岭土、硅灰石、陶土等的一种或几种的混合物。
[0017] 所述的低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其中,所述抗氧剂包括主抗氧化剂和辅 抗氧化剂,所述主抗氧化剂为受阻酚或硫酸酯类抗氧化剂,所述辅抗氧化剂为亚磷酸盐或 酯类抗氧化剂。
[0018] 所述的低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其中,所述润滑剂为PE蜡、PP蜡、硬脂酸 类或金属皂类润滑剂。
[0019] —种如上所述低收缩率低比重改性聚丙烯材料的制备方法,其中,将各组分按比 例称量后,放入高速或普通搅拌机中搅拌混合5-15分钟,搅拌均匀后,将混合好的原料加入 双螺杆挤出机熔融挤出,经冷却,切粒,制得低收缩聚丙烯材料,其中,双螺杆熔融挤出加工 时,挤出机螺杆转速为200-400rpm/min,加工温度为170-230°C。
[0020] 有益效果:本发明提供一种低收缩率低比重改性聚丙烯材料及其制备方法,通过 对聚丙烯材料改性,实现了在不影响聚丙烯原有性能的情况下,大幅降低了聚丙烯的成型 收缩率,其成型收缩率达到0.5-1.0%,同时本发明的聚丙烯材料还具有高光泽、低比重、加 工流动性优良的特点,从而使本发明聚丙烯材料具有广阔的应用前景。
[0021] 本发明选择含有乙烯基苯、二烯基双键结构的低分子量聚合物或共聚物是一种与 众不同的方法,这种低分子量聚合物在聚丙烯共混改性中容易均匀分散,从而对聚丙烯分 子产生有效的缠绕,减少聚丙烯的结晶,使聚丙烯的成型收缩率大大降低,同时加入这种含 有乙烯基苯、二烯基双键结构的低分子量聚合物或共聚物,聚丙烯在注塑加工时,其流道平 行和垂直两个方向上的收缩率差异大大减少,变得几乎相同,从而使注塑制品翘曲变形减 少甚至消除。
具体实施方式
[0022] 下面通过实施例进一步阐述本发明的技术方案,但本发明要求保护的范围并不局 限于实施例表示的范围。
[0023] 实施例1
[0024] 聚丙烯树脂: 74%;
[0025] AMS 树脂(分子量为 500-1000) : 10%;
[0026] 硫酸钡: 10%;
[0027] 硫酸钙: 5%;
[0028] 抗氧剂1010: 0.4%;
[0029] 抗氧剂 168: 0.2%
[0030] 润滑剂PE 蜡 0.4%。
[0031] 将以上各组分按比例称量后,经高速搅拌机搅拌6分钟,搅拌均匀后,将混合好的 原料加入双螺杆挤出机熔融挤出,经冷却,切粒,制得低收缩聚丙烯材料。其中,双螺杆熔融 挤出加工时,挤出机螺杆转速为300rpm/min,加工温度为170-230 °C。
[0032] 上述所得聚丙烯材料经测试成型收缩率为0.9%,比重为1.02。
[0033] 实施例2
[0034] 聚丙烯树脂: 71%;
[0035] 氢化 AMS 树脂(分子量500-800) : 15%;
[0036] 氯化钠: 3%;
[0037] 硅酸铝: 10%;
[0038] 抗氧剂1076: 0.5% ;
[0039] 抗氧剂626: 0.2%;
[0040] 润滑剂PP 蜡: 0.3%。
[0041] 将以上各组分按比例称量后,经高速搅拌机搅拌8分钟,搅拌均匀后,将混合好的 原料加入双螺杆挤出机熔融挤出,经冷却,切粒,制得低收缩聚丙烯材料,其中,双螺杆熔融 挤出加工时,挤出机螺杆转速为350rpm/min,加工温度为170-230 °C。
[0042] 上述所得聚丙烯材料经测试成型收缩率为0.6%,比重为0.96。
[0043] 实施例3
[0044] 聚丙如树脂: 78%;
[0045] 低分子量PS树脂(分子量为3500-6000) : 6%;
[0046] 硅酸钠: 15%;
[0047] 抗氧剂 1098: 0.6% ;
[0048] 抗氧剂 168: 0.2%;
[0049] 润滑剂硬脂酸钙: 0.2%。
[0050] 将以上各组分按比例称量后,经普通搅拌机搅拌12分钟,搅拌均匀后,将混合好的 原料加入双螺杆挤出机熔融挤出,经冷却,切粒,制得低收缩聚丙烯材料,其中,双螺杆熔融 挤出加工时,挤出机螺杆转速为300rpm/min,加工温度为170-230 °C。
[0051] 上述所得聚丙烯材料经测试成型收缩率为0.8%,比重为0.97。
[0052] 实施例4
[0053] 聚丙烯树脂: 73%;
[0054] 低分子量SEBS树脂(分子量为5500-7500) : 8%;
[0055] 尚岭土 : 8%;
[0056] 硫酸钡: 10%;
[0057] 抗氧剂1010: 0.5%;
[0058] 抗氧剂 168: 0.2%
[0059] 润滑剂PE 蜡 0.3%。
[0060] 将以上各组分按比例称量后,经普通搅拌机搅拌12分钟,搅拌均匀后,将混合好的 原料加入双螺杆挤出机熔融挤出,经冷却,切粒,制得低收缩聚丙烯材料,其中,双螺杆熔融 挤出加工时,挤出机螺杆转速为250rpm/min,加工温度为170-230 °C。
[0061] 上述所得聚丙烯材料经测试成型收缩率为0.7%,比重为1.05。
[0062] 实施例5
[0063] 聚丙烯树脂: 71%;
[0064] 低分子量SIS树脂(分子量为3000-6000) : 10%;
[0065] 滑石粉: 6%;
[0066] 碳酸钙: 12%
[0067] 抗氧剂 1098: 0.5% ;
[0068] 抗氧剂 168: 0.3%;
[0069] 润滑剂硬脂酸钙: 0.2%。
[0070] 将以上各组分按比例称量后,经普通搅拌机搅拌10分钟,搅拌均匀后,将混合好的 原料加入双螺杆挤出机熔融挤出,经冷却,切粒,制得低收缩聚丙烯材料,其中,双螺杆熔融 挤出加工时,挤出机螺杆转速为300rpm/min,加工温度为170-230 °C。
[0071] 上述所得聚丙烯材料经测试成型收缩率为0.6%,比重为1.02。
[0072] 实施例6
[0073] 聚丙烯树脂: 68%;
[0074] 氢化AMS树脂(分子量为500-1000) : 8%;
[0075] 低分子量PS树脂(分子量为5000-8000) : 5%
[0076] 硅酸镁: 3%;
[0077] 碳酸钙: 5%
[0078] 硫酸钡: 10%
[0079] 抗氧剂1010: 0.5%;
[0080] 抗氧剂 168: 0.3%;
[0081] 润滑剂硬脂酸钙: 0.2%。
[0082] 将以上各组分按比例称量后,经普通搅拌机搅拌10分钟,搅拌均匀后,将混合好的 原料加入双螺杆挤出机熔融挤出,经冷却,切粒,制得低收缩聚丙烯材料,其中,双螺杆熔融 挤出加工时,挤出机螺杆转速为300rpm/min,加工温度为170-230 °C。
[0083] 上述所得聚丙烯材料经测试成型收缩率为0.5%,比重为1.03。
[0084] 本发明提供一种低收缩率低比重改性聚丙烯材料及其制备方法,通过对聚丙烯材 料改性,实现了在不影响聚丙烯原有性能的情况下,大幅降低了聚丙烯的成型收缩率,同时 本发明的聚丙烯材料还具有高光泽、低比重、加工流动性优良等优越性能,从而使本发明的 低收缩聚丙烯材料具有广阔的应用前景。
[0085] 应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可 以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保 护范围。

Claims (7)

1. 一种低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其特征在于,按重量百分数计,包括以下组 分: 聚丙烯树脂70-90°4; 乙烯基苯、二烯基双键结构低分子聚合物或共聚物 2-20%; 功能填料卜20%; 。 抗氧剂 0. 2-0. 润滑剂 0. 2-1.0%;
2. 根据权利要求1所述的低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其特征在于,所述乙烯基 苯、二烯基双键结构低分子聚合物或共聚物的分子量为200-10000。
3. 根据权利要求1所述的低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其特征在于,所述乙烯基 苯、二烯基双键结构低分子聚合物或共聚物为AMS树脂、氢化AMS树脂、低分子量PS树脂、低 分子量SBS树脂、低分子量SEBS树脂、低分子量SI S树脂、低分子量SEPS树脂等中的一种或几 种的混合物。
4. 根据权利要求1所述的低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其特征在于,所述功能填料 为硫酸钡、硫酸钙、硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、氯化钙、氯化镁、硅酸铝、硅酸钠、硅 酸镁、硅酸钙、滑石粉、碳酸钙、云母、高岭土、硅灰石、陶土等的一种或几种的混合物。
5. 根据权利要求1所述的低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其特征在于,所述抗氧剂包 括主抗氧化剂和辅抗氧化剂,所述主抗氧化剂为受阻酚或硫酸酯类抗氧化剂,所述辅抗氧 化剂为亚磷酸盐或酯类抗氧化剂。
6. 根据权利要求1所述的低收缩率低比重改性聚丙烯材料,其特征在于,所述润滑剂为 PE蜡、PP蜡、硬脂酸类或金属皂类润滑剂。
7. —种如权利要求1-6所述低收缩率低比重改性聚丙烯材料的制备方法,其特征在于, 将各组分按比例称量后,放入高速或普通搅拌机中搅拌混合5-15分钟,搅拌均匀后,将混合 好的原料加入双螺杆挤出机熔融挤出,经冷却,切粒,制得低收缩聚丙烯材料,其中,双螺杆 熔融挤出加工时,挤出机螺杆转速为200-400rpm/min,加工温度为170-230°C。
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