CN108164833A - 一种耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于复合材料领域,具体公开了一种耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法,该耐低温冲击聚丙烯材料以聚丙烯树脂、ABS为主要原料,改性材料由以重量计的以下组分组成:聚丙烯树脂:100~300份;ABS20~100份;交联剂2~20份;助交联剂1~10份;增韧剂1~10份;采用本发明的技术方案,利用聚丙烯/ABS的共混技术,大大提升其综合性能,在低温环境下具有更好的抗冲击性,还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等的优点,拓展了聚丙烯复合材料的应用范围。

Description

一种耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料领域,具体涉及一种耐低温冲击聚丙烯材料 及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展,在工业制造中,聚丙烯是目前用量最大的通用 塑料之一。而本身较高的结晶度给聚丙烯材质本身造成了一定的缺点。 比如:在气温达到0℃以下的地区,在施工过程中容易出现“脆断” 的现象,给现场施工带来一定的困难;注塑制品收缩率大,再生产过 程中容易出现脱模困难,产品尺寸误差大,次品率高;再者聚丙烯对 缺口敏感度高,产品一旦出现裂纹、缺口等微缺陷,在外力作用下, 微缺陷极易扩展为破坏性缺陷,在一定程度上限制了其更广泛的应用。
因此,ABS成为大多数厂家的首选材料,而ABS其抗冲击性、 耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良,还具有易加工、 制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点,但是价格通常比聚丙烯要高些。
因此,需要提供一种新的塑料以及制备方法来克服上述缺陷。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种耐低温 冲击聚丙烯材料及其制备方法,可有效解决目前聚丙烯材料低温韧性 差、成型收缩率大和缺口敏感性大等问题,具有优异的耐低温冲击性 能及拉伸强度。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种耐低温冲击聚丙烯材料,所述耐低温冲击聚丙烯材料包括以 下重量份数的组分:
聚丙烯树脂:100~300份;
ABS:20~100份;
交联剂:2~20份;
助交联剂:1~10份;
增韧剂:1~10份。
优选地,所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的至 少一种。
优选地,所述的ABS为本体聚合法所得苯乙烯-丁二烯-丙烯腈聚 合物。
优选地,所述交联剂为过氧化物交联剂,所述过氧化物交联剂为 过氧化物烷基过氧化物、二酰基过氧化物或过氧脂中的至少一种。
优选地,所述助交联剂为具有至少一个双键官能团的有机化合物。
优选地,所述有机化合物未必三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)或 者亚油酸三甘酯(GTL)。
优选地,所述增韧剂为改性晶须碳化硅或者改性晶须氮化硅。
优选地,所述改性晶须碳化硅或所述改性晶须氮化硅的改性剂为 钛酸脂偶联剂或者硅烷偶联剂。
本发明还提供了一种耐低温冲击聚丙烯材料的制备方法,所述耐 低温冲击聚丙烯材料为上述耐低温冲击聚丙烯材料,所述制备方法包 括如下步骤:
(1)按配比称量各种原料;
(2)将聚丙烯树脂、ABS交联剂、助交联剂加入高速搅拌机至 混合均匀,得到混配料;
(3)将所述混配料加入到双螺杆造粒机主喂料口,增韧剂从侧 喂料口强制喂料进行熔融挤出造粒,加工温度为180℃~245℃。
优选地,所述混配料的混合时间为10分钟,混配温度180℃。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比, 能够取得下列有益效果:
采用本发明的公开的一种耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法, 利用聚丙烯/ABS的共混技术,大大提升其综合性能,ABS及晶须的 加入使得共混材料在低温环境下具有更好的抗冲击性及耐低温性能, 解决了在0℃以下的环境下施工容易出现的脆断问题;有效的弥补了 聚丙烯材料本身尺寸稳定性差,缺口敏感度高的缺点,大大拓展了聚 丙烯材料的应用范围。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合 实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具 体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所 描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未 构成冲突就可以相互组合。
实施例1:
本实施例1公开了一种耐低温冲击聚丙烯材料,所述耐低温冲击 聚丙烯材料包括以下重量份数的组分:聚丙烯树脂:100份;ABS: 20份;交联剂:2份;助交联剂:1份;增韧剂:1份;所述聚丙烯树 脂为无规共聚聚丙烯;所述的ABS为本体聚合法所得苯乙烯-丁二烯 -丙烯腈聚合物:所述交联剂为过氧化物交联剂,所述过氧化物交联 剂为过氧化物烷基过氧化物;所述助交联剂为三烯丙基异氰尿酸酯 (TAIC),所述增韧剂为改性晶须碳化硅,所述改性晶须碳化硅的 改性剂为钛酸脂偶联剂。
该耐低温冲击聚丙烯材料的制备方法具体为:将100份无规共聚 聚丙烯、20份苯乙烯-丁二烯-丙烯腈聚合物、2份过氧化物烷基过氧 化物、1份三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)、1份增韧剂改性晶须碳化 硅称重,将称重后的材料(增韧剂改性晶须碳化硅除外)按先加份数 大的后加份数小的顺序,加入高速搅拌机至混合均匀,得到混配料, 混配温度180℃,混合时间10分钟;将得到混配料加入双螺杆造粒 机进行造粒,各区加工温度设定如表1所示,加工温度为180℃~ 245℃;其中增韧剂改性晶须碳化硅需要侧喂料口强制喂料,最终得 到复合材料的造粒料。所得粒料经制样并测试性能,具体数据见表5。
表1双螺杆各段温度/℃
温度段 机头 物料
设定温度(℃) 180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230
注:喂料:7r/min;主机转速:200r/min。
实施例2:
本实施例2公开了一种耐低温冲击聚丙烯材料,所述耐低温冲击 聚丙烯材料包括以下重量份数的组分:聚丙烯树脂:170份;ABS: 40份;交联剂:6份;助交联剂:8份;增韧剂:4份;所述聚丙烯树 脂为嵌段共聚聚丙烯;所述的ABS为本体聚合法所得苯乙烯-丁二烯 -丙烯腈聚合物:所述交联剂为过氧化物交联剂,所述过氧化物交联 剂为二酰基过氧化物;所述助交联剂为亚油酸三甘酯(GTL),所述 增韧剂为改性晶须氮化硅,所述改性晶须氮化硅的改性剂为硅烷偶联 剂。
该耐低温冲击聚丙烯材料的制备方法具体为:将170份嵌段共 聚聚丙烯、40份苯乙烯-丁二烯-丙烯腈聚合物、6份二酰基过氧化物、 8份助交联剂三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)、4份增韧剂改性晶须碳 化硅称重,将称重后的材料(增韧剂改性晶须碳化硅除外)按先加份 数大的后加份数小的顺序,加入高速搅拌机,混配温度180℃,混合 时间10分钟。将得到混配料加入双螺杆造粒机进行造粒,各区加工温 度设定如表2所示,加工温度为180℃~245℃。其中增韧剂改性晶须 碳化硅需要侧喂料口强制喂料,最终得到复合材料的造粒料。所得粒 料经制样并测试性能,具体数据见表5。
表2双螺杆各段温度/℃
温度段 机头 物料
设定温度(℃) 180 185 190 200 205 215 215 220 225 230 235
注:喂料:7r/min;主机转速:220r/min。
实施例3:
本实施例3公开了一种耐低温冲击聚丙烯材料,所述耐低温冲击 聚丙烯材料包括以下重量份数的组分:聚丙烯树脂:300份;ABS: 100份;交联剂:20份;助交联剂:10份;增韧剂:10份;所述聚丙 烯树脂为无规共聚聚丙烯;所述的ABS为本体聚合法所得苯乙烯-丁 二烯-丙烯腈聚合物:所述交联剂为过氧化物交联剂,所述过氧化物 交联剂为过氧脂;所述助交联剂为三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC), 所述增韧剂为改性晶须碳化硅,所述改性晶须碳化硅的改性剂为钛酸 脂偶联剂。
该耐低温冲击聚丙烯材料的制备方法具体为:将300份无规共聚 聚丙烯、100份苯乙烯-丁二烯-丙烯腈聚合物、20份过氧脂、10份三 烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)、10份改性晶须碳化硅称重,将称重后 的材料(增韧剂改性晶须碳化硅除外)按先加份数大的后加份数小的 顺序,加入高速搅拌机,混配温度180℃,混合时间10分钟。将得 到混配料加入双螺杆造粒机进行造粒,各区加工温度设定如表3所示, 加工温度为180℃~245℃;其中增韧剂改性晶须碳化硅需要侧喂料 口强制喂料,最终得到复合材料的造粒料。所得粒料经制样并测试性 能,具体数据见表5。
表3双螺杆各段温度/℃
温度段 机头 物料
设定温度(℃) 180 185 190 200 205 215 225 230 235 240 245
注:喂料:10r/min;主机转速:240r/min。
实施例4:
本实施例4公开了一种耐低温冲击聚丙烯材料,所述耐低温冲击 聚丙烯材料包括以下重量份数的组分:聚丙烯树脂:300份;ABS: 60份;交联剂:15份;助交联剂:10份;增韧剂:10份;所述聚丙 烯树脂为嵌段共聚聚丙烯;所述的ABS为本体聚合法所得苯乙烯-丁 二烯-丙烯腈聚合物:所述交联剂为过氧化物交联剂,所述过氧化物 交联剂为二酰基过氧化物;所述助交联剂为亚油酸三甘酯(GTL), 所述增韧剂为改性晶须氮化硅,所述改性晶须氮化硅的改性剂为硅烷 偶联剂。
将300份嵌段共聚聚丙烯、60份苯乙烯-丁二烯-丙烯腈聚合物、 15份二酰基过氧化物、10份亚油酸三甘酯(GTL)、10份改性晶须 氮化硅分别称重,将称重后的材料(增韧剂改性晶须碳化硅除外)按 先加份数大的后加份数小的顺序,加入高速搅拌机,混配温度180℃, 混合时间10分钟。将得到混配料加入双螺杆造粒机进行造粒,各区 加工温度设定如表4所示,加工温度为180℃~245℃。其中增韧剂 改性晶须碳化硅需要侧喂料口强制喂料,最终得到复合材料的造粒料。 所得粒料经制样并测试性能,具体数据见表5。
表4双螺杆各段温度/℃
温度段 机头 物料
设定温度(℃) 180 185 195 210 215 225 225 210 225 230 240
注:喂料:10r/min;主机转速:240r/min。
表5
通过表5中的对比测试结果可知,利用聚丙烯/ABS共混技术, 可有效提高复合材料的耐低温性能和拉伸强度,且大大降低了材料的 收缩率。
通过上述实施例所述的公开的一种耐低温冲击聚丙烯材料及其 制备方法,利用聚丙烯/ABS的共混技术,大大提升其综合性能,在 低温环境下具有更好的抗冲击性,还具有易加工、制品尺寸稳定、表 面光泽性好等的优点,从提高了工程塑料及聚合物合金在众多应用领 域里的竞争力。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而 非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属 领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或 者等同替换,这些未脱离本发明的精神和范围的任何修改或者等同替 换,均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于,所述耐低温冲击聚丙烯材料包括以下重量份数的组分:
聚丙烯树脂:100~300份;
ABS:20~100份;
交联剂:2~20份;
助交联剂:1~10份;
增韧剂:1~10份。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述聚丙烯树脂为无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述的ABS为本体聚合法所得苯乙烯-丁二烯-丙烯腈聚合物。
4.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述交联剂为过氧化物交联剂,所述过氧化物交联剂为过氧化物烷基过氧化物、二酰基过氧化物或过氧脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述助交联剂为具有至少一个双键官能团的有机化合物。
6.根据权利要求5所述的一种耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述有机化合物为三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)或者亚油酸三甘酯(GTL)。
7.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述增韧剂为改性晶须碳化硅或改性晶须氮化硅。
8.根据权利要求7所述的一种耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述改性晶须碳化硅或所述改性晶须氮化硅的改性剂为钛酸脂偶联剂或者硅烷偶联剂。
9.一种耐低温冲击聚丙烯材料的制备方法,所述耐低温冲击聚丙烯材料为上述权利要求1-8中任一项所述的耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于所述制备方法包括如下步骤:
(1)按配比称量各种原料;
(2)将称重后的聚丙烯树脂、ABS交联剂、助交联剂加入高速搅拌机至混合均匀,得到混配料;
(3)将所述混配料加入到双螺杆造粒机主喂料口,增韧剂从侧喂料口强制喂料进行熔融挤出造粒,加工温度为180℃~245℃。
10.根据权利要求9所述的耐低温冲击聚丙烯材料的制备方法,其特征主语,所述混配料的混合时间为10分钟,混配温度180℃。
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