CN107746571B - 一种具有高冲击强度的pa/pp树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物及其制备方法。该组合物包括以下组分及含量：PA 50‑72份；PP 16‑36份；增韧剂11‑15份；加工助剂0.5‑1份；制备方法为将PA、PP、增韧剂、抗氧剂、润滑剂均匀预混，经过双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒，获得PA/PP树脂组合物。本发明制备的树脂组合物组分和工艺都相对简单，且制备的组合物具有优异的缺口冲击性能，1/8″缺口冲击强度均达到480J/m以上。

Description

一种具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说，是一种具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物及其制备方法。
背景技术
PA6是一种综合性能优良的工程塑料，具有力学强度高、耐化学稳定性好、自润滑、耐磨性好等优点；但也存在吸水性高、尺寸稳定性差、缺口冲击性能低等缺点。而PP树脂是非极性高分子，具有吸水性低的特点，还具有价格低廉、耐化学品性优异的优点。将PA树脂与PP树脂进行组合，可以降低PA树脂的吸水性和尺寸稳定性、提高PA树脂的耐化学品性。PA/PP树脂组合物具有优异的耐化学品性，适合制备地下保护线缆用波纹管材。
但是PA和PP是两种相容性很差的高分子，简单共混形成的树脂组合物，其机械性能很差。因此，有关PA与PP树脂组合物的相容性研究报道较多。比如中国专利CN104559153A公开了利用相容剂结合吸酸剂改善PA与PP的相容性，提高树脂组合物的热老化性能，但是没有对其冲击性能的报道；比如中国专利CN102329456A公开了利用相容剂结合增韧剂改善PA与PP的相容性，提高了聚酰胺的冲击性能。但是其对冲击性能的改善非常有限，1/8″缺口冲击强度仅为200J/m。
现有技术用于改善PA与PP树脂组合物的相容性基本都要复配两种组分，主要是以增韧剂复配相容剂的方案，导致配方设计复杂；且制定的树脂组合物的性能提升有限，尤其是冲击性能仍然不能满足大部分工作条件下的要求。
发明内容
本发明的第一个目的是针对现有技术中的不足，提供一种具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物。
本发明的第二个目的是针对现有技术中的不足，提供一种具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物的制备方法。
为实现上述第一个目的，本发明采取的技术方案是：
一种具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物，所述组合物由如下所述重量份的原料组成：
PA树脂：50-72份；
PP树脂：16-36份；
增韧剂：11-15份；
加工助剂：0.5-1.0份。
作为本发明的一个优选实施方案，所述组合物由如下所述重量份的原料组成：
PA树脂：70份；
PP树脂：16份；
增韧剂：14份；
加工助剂：0.8份。
作为本发明的一个优选实施方案，所述PA树脂是PA6，其端胺基含量为34-46meq/kg，端羧基含量为48-62meq/kg。
作为本发明的一个优选实施方案，所述PA树脂是PA6，其特性粘度为1.05～1.35dl/g。
作为本发明的一个优选实施方案，所述PP树脂为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯，于230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为0.1至100g/10min。
作为本发明的一个优选实施方案，所述增韧剂为官能化的聚烯烃橡胶弹性体。
作为本发明的一个优选实施方案，所述聚烯烃橡胶弹性体为POE接枝马来酸酐或EPDM接枝马来酸酐。
作为本发明的一个优选实施方案，所述POE接枝马来酸酐或EPDM接枝马来酸酐中的马来酸酐的接枝率为0.6-1.0％。
作为本发明的一个优选实施方案，所述加工助剂为抗氧剂或润滑剂。
本发明通过配方设计将反应基团进行合理的官能团化复配，能够明显改善PA和PP树脂组合物的力学性能，尤其是缺口冲击性能均超过480J/m。
为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：
如上所述具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例取原材料，充分干燥，使原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％；
(2)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合；
(3)将步骤(2)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物。
本发明优点在于：
本发明从材料属性出发，利用反应增容增韧的方法，通过筛选不同反应基团的官能化水平，并进行合理的配方设计，筛选获得高冲击强度的PA/PP树脂组合物，所制备材料1/8″缺口冲击强度均超过480J/m，部分配方缺口冲击强度最高达745J/m，力学性能优异。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1具有高冲击强度PA/PP树脂组合物的制备(一)
(1)按照表1的配比备料：PA6-1、PP、增韧剂1、抗氧剂、润滑剂；所述PA6-1选用DSM-新会美达生产的PA6，端胺基含量为43meq/kg，端羧基含量为52meq/kg，特性粘度为1.08dl/g；所述PP选用上海石化生产的PP，在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂1选用上海日之升的POE-g-MAH，MAH的接枝率为0.8％；所述抗氧剂选用亚磷酸脂类抗氧剂IG-168；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS。
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％。
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm。
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到一种具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物。双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
实施例2具有高冲击强度PA/PP树脂组合物的制备(一)
(1)按照表1的配比备料：PA6-1、PP、增韧剂1、抗氧剂、润滑剂；所述PA6-1选用DSM-新会美达生产的PA6，端胺基含量为43meq/kg，端羧基含量为52meq/kg，特性粘度为1.08dl/g；所述PP选用上海石化生产的PP，在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂1选用上海日之升的POE-g-MAH，MAH的接枝率为0.8％；所述抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂IG-245；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS。
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％。
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm。
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到一种具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物。双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
实施例3具有高冲击强度PA/PP树脂组合物的制备(三)
(1)按照表1的配比备料：PA6-1、PP、增韧剂1、抗氧剂、润滑剂；所述PA6-1选用DSM-新会美达生产的PA6，端胺基含量为43meq/kg，端羧基含量为52meq/kg，特性粘度为1.08dl/g；所述PP选用上海石化生产的PP，在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂1选用上海日之升的POE-g-MAH，MAH的接枝率为0.8％；所述抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂IG-245；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS。
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％。
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm。
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到一种具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物。双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
实施例4具有高冲击强度PA/PP树脂组合物的制备(四)
(1)按照表1的配比备料：PA6-1、PP、增韧剂1、抗氧剂、润滑剂；所述PA6-1选用DSM-新会美达生产的PA6，端胺基含量为43meq/kg，端羧基含量为52meq/kg，特性粘度为1.08dl/g；所述PP选用上海石化生产的PP，在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂1选用上海日之升的POE-g-MAH，MAH的接枝率为0.8％；所述抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂IG-245；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS。
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％。
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm。
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到一种具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物。双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
对比例1
(1)按照表1的配比备料：PA6-2、PP、增韧剂1、抗氧剂、润滑剂；所述PA6-2选用DSM-新会美达生产的PA6，端胺基含量为50meq/kg，端羧基含量为65meq/kg；所述PP选用上海石化生产的PP，在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂1选用上海日之升的POE-g-MAH，MAH的接枝率为0.8％；所述抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂IG-245；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS。
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％。
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm。
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到一种具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物。双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
对比例2
(1)按照表1的配比备料：PA6-1、PP、增韧剂2、抗氧剂、润滑剂；所述PA6-1选用DSM-新会美达生产的PA6，端胺基含量为43meq/kg，端羧基含量为52meq/kg，特性粘度为1.08dl/g；所述PP选用上海石化生产的PP，在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂2选用上海日之升的POE-g-MAH，MAH的接枝率为1.2％；所述抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂IG-245；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS。
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％。
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm。
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到一种具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物。双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
性能测试及评价方法
将实施例和对比例制备得到的树脂置于100℃烘箱中干燥10h以上，除去水分；然后进行注射成型制备样品。物性测试遵循如下试验方法：基于ASTM D256标准测定23℃下1/8"Izod缺口冲击强度；基于ASTM D790标准测定3mm/min的弯曲模量和弯曲强度；基于ASTMD638标准测定50mm/min的拉伸强度。
结果如表1所示，从实施例1～4的实验结果可以看出，依据本发明制备的PA/PP热塑性树脂组合物，具有优异的力学性能，尤其是缺口冲击性能。将对比例与实施例相比较，通过配方设计将反应基团进行合理的官能团化复配，能够明显改善PA和PP树脂组合物的力学性能，尤其是缺口冲击性能。
表1实施例1-4、对比例1-2配方及性能测试结果
组成和性能 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2
PA6-1 50 72 70 60 60
PA6-2 60
PP 35 17 16 27 27 27
增韧剂1 15 11 14 13 13
增韧剂2 13
抗氧剂 0.5 0.2 0.4 0.3 0.3 0.3
润滑剂 0.5 0.3 0.4 0.5 0.5 0.5
1/8"冲击强度23℃(J/m) 586 486 745 656 268 279
弯曲强度(MPa) 58.4 64.3 62.8 60.2 58.8 57.6
弯曲模量(MPa) 1664 1786 1686 1692 1678 1656
拉伸强度(MPa) 46.6 52.8 51.4 50.6 48.6 47.9
对比例3
(1)按配比备料：PA6 70份、PP 16份、增韧剂14份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.4份；所述PA6选用DSM-新会美达生产的PA6，端胺基含量为30meq/kg，端羧基含量为45meq/kg；所述PP选用上海石化生产的PP，在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂选用上海日之升的POE-g-MAH，MAH的接枝率为0.8％；所述抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂IG-245；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS。
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％。
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm。
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到一种具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物。双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
(5)性能测试标准同实施例，1/8"冲击强度23℃项目测试结果为272J/m。
对比例4
(1)按配比备料：PA6 70份、PP 16份、增韧剂14份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.4份；所述PA6选用DSM-新会美达生产的PA6，端胺基含量为43meq/kg，端羧基含量为52meq/kg，特性粘度为1.08dl/g；所述PP选用上海石化生产的PP，在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂选用上海日之升的POE-g-MAH，MAH的接枝率为0.5％；所述抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂IG-245；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS。
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％。
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm。
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到一种具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物。双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
(5)性能测试标准同实施例，1/8"冲击强度23℃项目测试结果为286J/m。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物，其特征在于，所述具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物是按照以下方法制备得到的：
(1)按照重量配比备料：PA6-1 50份、PP 35份、增韧剂1 15份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.5份；所述PA6-1选用PA6，端胺基含量为43meq/kg，端羧基含量为52meq/kg，特性粘度为1.08dl/g；所述PP在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂1为POE-g-MAH，MAH的接枝率为0.8％；所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂IG-168；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS；
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％；
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm；
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到所述具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物，其中双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
2.一种具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物，其特征在于，所述具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物是按照以下方法制备得到的：
(1)按照重量配比备料：PA6-1 72份、PP 17份、增韧剂1 11份、抗氧剂0.2份、润滑剂0.3份；所述PA6-1选用PA6，端胺基含量为43meq/kg，端羧基含量为52meq/kg，特性粘度为1.08dl/g；所述PP在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂1选用POE-g-MAH，MAH的接枝率为0.8％；所述抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂IG-245；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS；
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％；
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm；
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到所述具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物，其中双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
3.一种具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物，其特征在于，所述具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物是按照以下方法制备得到的：
(1)按照重量配比备料：PA6-1 70份、PP 16份、增韧剂1 14份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.4份；所述PA6-1选用PA6，端胺基含量为43meq/kg，端羧基含量为52meq/kg，特性粘度为1.08dl/g；所述PP在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂1选用POE-g-MAH，MAH的接枝率为0.8％；所述抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂IG-245；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS；
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％；
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm；
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到所述具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物，其中双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
4.一种具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物，其特征在于，所述具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物是按照以下方法制备得到的：
(1)按照重量配比备料：PA6-1 60份、PP 27份、增韧剂1 13份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.5份；所述PA6-1选用PA6，端胺基含量为43meq/kg，端羧基含量为52meq/kg，特性粘度为1.08dl/g；所述PP在230℃×2.16kg下测得的熔体流动指数为3g/10min；所述增韧剂1选用POE-g-MAH，MAH的接枝率为0.8％；所述抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂IG-245；所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯类PETS；
(2)将原材料进行充分干燥，PA6树脂在120℃干燥12h；PP树脂在100℃使干燥6h以上；原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％；
(3)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合15min，转速400-600rpm；
(4)将步骤(3)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到所述具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物，其中双螺杆挤出机的温度设置在230-250℃，螺杆转速400-600rpm。
5.权利要求1-4任一所述具有高冲击强度的PA/PP树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)按比例取原材料，充分干燥，使原材料的水分含量在100℃/10min测试条件下<0.2％；
(2)将组合物的各组分在高速混合机中进行预混合；
(3)将步骤(2)得到的预混物加入双螺杆挤出机，进行熔融、挤出造粒制备得到具有高冲击性能的PA/PP树脂组合物。
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