CN107973992A - 一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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朱敏
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Abstract

本发明涉及改性材料技术领域，公开了一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法，包含以下重量份的组分：聚丙烯68‑83份，聚丁烯12‑20份，无机填料5‑12份，抗氧剂0.2‑1.0份，耐寒剂 0.2‑0.8份，其他助剂0‑0.5份；以上组分经混合、挤出造粒制成耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料。本发明公开的耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料以聚丁烯改性聚丙烯，所制得的复合材料具有较好的耐低温性能和抗冲击性能，适合于车用塑料、电器外壳等使用。

Description

一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性材料技术领域，具体涉及一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(简称PP)具有优异的力学性能、较低的密度、良好的耐热性能、优良的抗弯曲疲劳性、化学稳定性和电性能等优点，是用量最大的通用塑料之一。正因其具有良好的物理力学性能和加工性能，因此在汽车内饰件中得到广泛的应用，包括用于汽车领域的保险柜、主副仪表板、门板和立柱等。
近年来我国的汽车、电器等工业迅速发展，特别是轿车和家电的产销量一直保持较高增长速度，中国已成为全球举足轻重的汽车和家电的消费市场。在安全保证前提下，轻量化和塑料一体化是发展趋势。目前汽车用塑料占到塑料总量的15％以上，而聚丙烯材料占到车用塑料的40％以上，总消耗量已达50万吨。其中80％以上的聚丙烯材料适用于生产汽车保险杠，可以起到降低成本、易于轻量化、可循环再利用等。在家电行业，塑料用量占40％以上，产品塑料化已成为家电行业重要发展方向之一，塑料已成为家电领域应用量增长速度最快的材料。聚丙烯具有原料来源丰富、合成工艺简单且现代化大规模生产、密度较金属低、价格低、具有良好的强度、加工性能好等特点，但也存在耐低温冲击性能不佳、成型收缩率大、易老化、耐热性以及耐老化性差等缺点。
由于聚丙烯存在的上述缺陷，在汽车及家电领域使用时常采用改性的方法来提高聚丙烯材料的使用性能，目前多采用共聚聚丙烯或者抗冲聚丙烯作为改性的基材，以POE作为增韧剂来提升其冲击强度。如CN 102649854公布了一种聚丙烯组合物及其制备方法，采用高流动高抗冲共聚聚丙烯添加到聚丙烯树脂中，从而获得了具有良好刚韧平衡和涂装性能的聚丙烯组合物。CN 102558736公布了一种可以在汽车仪表盘中使用的聚丙烯共混材料，采用了POE作为增韧剂，提高聚丙烯基体的抗冲击性能。
聚丁烯是丁烯单体经过配位聚合得到的，根据其等规度不同，可以作为高强度的塑料、热塑性弹性体以及弹性体材料使用。聚丁烯材料具有突出的耐蠕变性、抗冲击性和耐环境应力开裂性，尤其是其抗冲击性能优异，可以在汽车保险杠材料中使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法，其由以下组分按重量份制备而成：
所述聚丙烯为熔体流动速率在190℃，负荷2.16kg的测试条件下为1.0～100g/10min的共聚聚丙烯。
所述聚丁烯为丁烯均聚物或者丁烯与除丁烯外2～8个碳原子的α-烯烃共聚物中的一种或两种混合；所述聚丁烯熔体流动速率在190℃，负荷2.16kg的测试条件下为0.01～50g/10min。
所述无机填料为硅灰石、滑石粉、碳酸钙、碳酸钙晶须、高岭土、蒙脱土、重晶石、云母、钛白粉、粉煤灰中的一种或两种以上的混合物。
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基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、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种。
所述耐寒剂为己二酸二辛酯或癸二酸二辛酯中的至少一种。
所述其他助剂包含偶联剂、润滑剂、分散剂、抗静电剂中的至少一种。
一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料的制备方法，将聚丙烯68-83份，聚丁烯12-20份，无机填料5-12份，抗氧剂0.2-1.0份，耐寒剂0.2-0.8份，其他助剂0-0.5份加入高混机进行混合5-15min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，得到耐低温、高抗冲聚丙烯聚丙烯复合材料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-170℃、170-185℃、175-185℃、175-185℃、175-185℃、180-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃、185-200℃。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料，采用聚丁烯来改性，制得的复合材料具有良好的抗冲击性能、耐蠕变性能，低收缩、快速定型等优点；
(2)本发明的耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料充分利用了高分子惰性聚合物的良好的惰性及低温性能，制得的复合材料具有较好的耐低温性能。
(3)本发明的复合材料选用的耐寒助剂能有效地分散于分子链当中，使得分子链间的运动更加容易，可以降低玻璃化温度，可有效提高耐低温性能。
具体实施方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
实施例1
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合5min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、185℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例2
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合10min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为170℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃、195℃、195℃、200℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例3
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、195℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例4
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、175℃、175℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃，挤出螺杆长径比为44，挤出螺杆转速为300转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例5
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、175℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为400转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例6
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、170℃、175℃、175℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为400转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
表1
表2
对比例1
按照以下重量份称取原材料：共聚聚丙烯68份，POE 20份，无机填料滑石粉12份，抗氧剂1份，润滑剂0.2份，偶联剂0.1粉，按照实施例1的工艺条件生产得到对比例1的聚丙烯合金。
对比例2
按照以下重量份称取原材料：共聚聚丙烯83份，POE 12份，无机填料硅灰石5份，抗氧剂0.8份，按照实施例6的工艺条件生产得到对比例2的聚丙烯合金。
将对比例1-2制备的聚丙烯材料直接注塑样条，实验结果如表3
表3
从表2数据可以看出，实施例1-6制得的聚丙烯复合材料有着较好的流动性，切刚性和韧性性较为平衡，满足汽车保险杠等对材料的要求。另外，从表3数据可以看出实施例1-6制得的聚丙烯复合材料在低温韧性方面远远高于对比例1-2的实验数据，因此可以表面，本发明公开的复合材料具有较好的耐低温、高抗冲性能。
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 (8)

1.一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
聚丙烯 68-83份，
聚丁烯 12-20份，
无机填料 5-12份，
抗氧剂 0.2-1.0份，
耐寒剂 0.2-0.8份，
其他助剂 0-0.5份。
2.根据权利要求1 所述的一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为熔体流动速率在190℃，负荷 2.16kg的测试条件下为1.0 ～ 100g/10min 的共聚聚丙烯。
3.根据权利要求1 所述的一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丁烯为丁烯均聚物或者丁烯与除丁烯外 2 ～ 8 个碳原子的 α- 烯烃共聚物中的一种或两种混合；所述聚丁烯熔体流动速率在190℃，负荷 2.16kg的测试条件下为0.01 ～ 50g/10min。
4.根据权利要求1 所述的一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述无机填料为硅灰石、滑石粉、碳酸钙、碳酸钙晶须、高岭土、蒙脱土、重晶石、云母、钛白粉、粉煤灰中的一种或两种以上的混合物。
5. 根据权利要求1 所述的一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5- 二叔丁基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、三-(2，4- 二叔丁基苯基) 亚磷酸酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种。
6.根据权利要求1 所述的一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述耐寒剂为己二酸二辛酯或癸二酸二辛酯中的至少一种。
7.根据权利要求1 所述的一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于：所述其他助剂包含偶联剂、润滑剂、分散剂、抗静电剂中的至少一种。
8.一种如权利要求1 所述的一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：将聚丙烯68-83份，聚丁烯12-20份，无机填料5-12份，抗氧剂0.2-1.0份，耐寒剂 0.2-0.8份，其他助剂0-0.5份加入高混机进行混合5-15min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，得到耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-170℃、170-185℃、175-185℃、175-185℃、175-185℃、180-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃、185-200℃。
CN201611200724.6A 2016-10-21 2016-12-22 一种耐低温、高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法 Withdrawn CN107973992A (zh)

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