CN108641375A - 一种高流动耐磨pp塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高流动耐磨PP塑料及其制备方法，所述的改性PP，线型脂肪族类环氧树脂，线性低密度聚乙烯，流动改性剂，硅胶，滑石粉，硅烷偶联剂，润滑剂。本发明的高流动耐磨PP塑料，通过对PP进行改性，并且通过加入线型脂肪族类环氧树脂、线性低密度聚乙烯，且通过细孔无机硅胶，滑石粉的进一步配合，实现了耐磨性和流动性以及其他力学性能的均衡改进。

Description

一种高流动耐磨PP塑料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚合物技术领域，具体涉及一种高流动耐磨PP塑料及其制备方法。
背景技术
高流动性聚丙烯是近年来国内外开发的一种新型高分子材料，适合薄壁注塑，具有冲击强度高，表面性能好等特点。该类树脂成型收缩率调节范围宽，可直接在PP或HIPS使用的模具上注塑成型，制品表面进行消化、珠光或直接喷涂处理。产品主要应用于纤维、涂覆、洗衣机零部件、汽车零部件、家电外壳等。目前，高流动性聚丙烯的制备方法主要有聚合调节法和造粒降解法两种。聚合调节法。液相本体气相法聚丙烯生产装置中，一般采用提高聚合反应氢气浓度的方法来降低聚合物分子量，从而提高共聚物熔体流动速率(MFR)，此法的优点是对选择过程要求不高，生产平稳，不足之处是过渡料多，聚合反应控制难度大。造粒降解法。通用级聚丙烯粉料的融体流动速率MFR一般为2-3g/10min，在造粒过程中，通常加入降解剂，可将MFR调节到20-50g/10min。此法的优点是转换过程短，过渡了少，产品分子量分布窄(一般为2-3)，性能优异，且聚合反应控制简单，不需要特殊调整。缺点是降解剂加入均匀度难以保证，造成树脂降解程度不同，指数偏差较大，流动性能受影响；树脂熔体粘度小，使得造粒难度大，不易控制。MFR越大粒子变形越严重，因此必须进行工艺参数调整，将低MFR基料过渡到高MFR产品，工艺参数必须在较短时间内做大幅度调整，因此需要指定切实可行的调节方法才行。
因此，急需一种具有优异的流动性以及物理性质的耐磨PP树脂组合物。
发明内容
本发明提供一种高流动耐磨PP塑料及其制备方法，通过优化组分、用量，制得的产品具有优异的流动性、耐磨性、以及其它物理性质。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高流动耐磨PP塑料，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：改性PP，线型脂肪族类环氧树脂，线性低密度聚乙烯，流动改性剂，硅胶，滑石粉，硅烷偶联剂，润滑剂；所述线型脂肪族类环氧树脂的环氧值为0.5-0.6，所述改性PP为大分子有机硅氧烷通过加入有机过氧化物进行接枝反应的PP组合物，所述改性PP中PP、有机硅氧烷、有机过氧化物的质量比为100：（5-15）：（2-8），改性PP、线型脂肪族类环氧树脂、线性低密度聚乙烯的重量比为（80-100）：（10-20）：（10-20）。
进一步地，高流动耐磨PP塑料，以质量份为单位，包括如下原料：改性PP 80-100份，线型脂肪族类环氧树脂 10-20份，线性低密度聚乙烯10-20份，流动改性剂5-10份，硅胶2-4份，滑石粉1-2份，硅烷偶联剂0.5-1份，润滑剂2-4份。
进一步地，所述有机过氧化物为过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化二苯甲酰中至少一种。
进一步地，所述改性PP中PP、有机硅氧烷、有机过氧化物的质量比为100：10：5。
进一步地，所述改性PP、线型脂肪族类环氧树脂、线性低密度聚乙烯的重量比为90：15：15。
进一步地，所述的线型脂肪族类环氧树脂为聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇]2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚、聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇] 2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚中至少一种。
进一步地，所述改性PP的制备方法为在将大分子有机硅氧烷、有机过氧化物和聚丙烯熔融搅拌，搅拌时间为30-60min，温度为160-200℃。
进一步地，所述的润滑剂为硬脂酸钙、石蜡、聚乙烯蜡中至少一种。
一种上述的高流动耐磨PP塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将改性PP，线型脂肪族类环氧树脂，线性低密度聚乙烯，流动改性剂，硅胶，滑石粉，硅烷偶联剂，润滑剂按比例在高速混炼机中混炼5-10分钟；
（2）将步骤1的混合原料投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，
（3）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
进一步地，所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头200-210℃。
本发明具有以下有益效果：
1)本发明中改性PP，是将大分子有机硅氧烷和聚丙烯在有机过氧化物作用下进行接枝反应，从而在聚丙烯的分子链上引入烷基支链，在接枝反应后聚丙烯的分子量明显增大，分子链变粗，提高了耐磨性的同时，改善了改性PP的熔体流动性能。同时本发明的添加量下的有机过氧化物将起到一定降解聚丙烯分子的效果，从而进一步改善其流动性。
2）本发明以改性PP为基质，通过加入线型脂肪族类环氧树脂、线性低密度聚乙烯的线性分子可以显著改善分子链之间的滑动，从而改善流动性。同时加入具有一定环氧值的线型脂肪族类环氧树脂将显著改善PP塑料的耐磨性，并利用分子链之间的极性不同，进一步改善其流动性，线性低密度聚乙烯的添加，将显著改善PP塑料其它力学性能。
3）添加硅胶，滑石粉在流动改性剂的作用下能够有效增强流动性，并改善耐磨性能。其中硅胶优选为细孔无机硅胶，选用细孔无机硅胶能更好的促进流动性的改善，并同时增加耐磨性能。
本发明的高流动耐磨PP塑料，通过对PP进行改性，并且通过加入线型脂肪族类环氧树脂、线性低密度聚乙烯，且通过细孔无机硅胶，滑石粉的进一步配合，进一步改善了耐磨性和流动性。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
下面通过更具体的实施例加以说明。
高流动耐磨PP塑料，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：改性PP 80-100份，线型脂肪族类环氧树脂 10-20份，线性低密度聚乙烯10-20份，流动改性剂5-10份，硅胶2-4份，滑石粉1-2份，硅烷偶联剂0.5-1份，润滑剂2-4份。
所述线型脂肪族类环氧树脂的环氧值为0.5-0.6，所述改性PP为大分子有机硅氧烷通过加入有机过氧化物进行接枝反应的PP组合物，所述改性PP中PP、有机硅氧烷、有机过氧化物的质量比为100：（5-15）：（2-8），改性PP、线型脂肪族类环氧树脂、线性低密度聚乙烯的重量比为（80-100）：（10-20）：（10-20）。
所述的线型脂肪族类环氧树脂为聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇]2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚。所述的润滑剂为聚乙烯蜡。所述流动改性剂为乙烯基双硬脂酰胺、脂肪酸单甘油酯、邻苯二甲酸酯类中至少一种。
所述改性PP的制备方法为在将大分子有机硅氧烷、有机过氧化物和聚丙烯熔融搅拌，搅拌时间为30-60min，温度为160-200℃。
一种高流动耐磨PP塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将改性PP，线型脂肪族类环氧树脂，线性低密度聚乙烯，流动改性剂，硅胶，滑石粉，硅烷偶联剂，润滑剂按比例在高速混炼机中混炼5-10分钟；
（2）将步骤1的混合原料投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头200-210℃。
（3）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
实施例1
高流动耐磨PP塑料，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：改性PP 90份，线型脂肪族类环氧树脂 15份，线性低密度聚乙烯15份，流动改性剂7.5份，硅胶3份，滑石粉1.5份，硅烷偶联剂0.75份，润滑剂3份。
所述线型脂肪族类环氧树脂的环氧值为0.5-0.6，所述改性PP为大分子有机硅氧烷通过加入有机过氧化物进行接枝反应的PP组合物，所述改性PP中PP、有机硅氧烷、有机过氧化物的质量比为100：10：5。
一种上述的高流动耐磨PP塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将改性PP，线型脂肪族类环氧树脂，线性低密度聚乙烯，流动改性剂，硅胶，滑石粉，硅烷偶联剂，润滑剂按比例在高速混炼机中混炼5-10分钟；
（2）将步骤1的混合原料投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头200-210℃。
（3）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
实施例2
高流动耐磨PP塑料，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：改性PP 80份，线型脂肪族类环氧树脂 20份，线性低密度聚乙烯10份，流动改性剂10份，硅胶2份，滑石粉2份，硅烷偶联剂0.5份，润滑剂4份。
所述线型脂肪族类环氧树脂的环氧值为0.5-0.6，所述改性PP为大分子有机硅氧烷通过加入有机过氧化物进行接枝反应的PP组合物，所述改性PP中PP、有机硅氧烷、有机过氧化物的质量比为100：5：8。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
高流动耐磨PP塑料，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：改性PP100份，线型脂肪族类环氧树脂 10份，线性低密度聚乙烯20份，流动改性剂5份，硅胶4份，滑石粉1份，硅烷偶联剂1份，润滑剂2份。
所述线型脂肪族类环氧树脂的环氧值为0.5-0.6，所述改性PP为大分子有机硅氧烷通过加入有机过氧化物进行接枝反应的PP组合物，所述改性PP中PP、有机硅氧烷、有机过氧化物的质量比为100：15：2。
制备方法与实施例1相同。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高流动耐磨PP塑料的原料中缺少改性线型脂肪族类环氧树脂，线性低密度聚乙烯。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高流动耐磨PP塑料的原料中缺少线型脂肪族类环氧树脂。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高流动耐磨PP塑料的原料中缺少线性低密度聚乙烯。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高流动耐磨PP塑料的原料中线型脂肪族类环氧树脂的环氧值为0.4。
对比例5
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高流动耐磨PP塑料的原料中线型脂肪族类环氧树脂的量为30份。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高流动耐磨PP塑料的原料中PP不进行改性。
对比例7
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高流动耐磨PP塑料的原料中所述改性PP中PP、有机硅氧烷、有机过氧化物的质量比为100：3：10。
对比例8
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高流动耐磨PP塑料的原料中所述改性PP中PP、有机硅氧烷、有机过氧化物的质量比为100：18：1。
对比例9
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高流动耐磨PP塑料的原料中不加入细孔无机硅胶（A-硅胶）。
对比例10
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高流动耐磨PP塑料的原料中硅胶使用B型硅胶。
拉伸强度按ASTM D-638标准，弯曲强度按ASTM D-790标准，进行制样测试，将相同规格的产品初始负荷196N，转速200r/min，干摩擦2h。对磨轮：45钢，42-45HRC，测试熔融指数（190℃，2.16Kg）。
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6 对比例7 对比例8 对比例9 对比例10
拉伸强度MPa 38 35 34 21 26 27 28 31 33 30 28 36 32
弯曲强度 58 54 57 33 46 48 51 48 49 42 53 57 51
磨损量（g） 0.02 0.02 0.03 0.12 0.08 0.07 0.08 0.06 0.10 0.04 0.03 0.13 0.07
熔融指数（g/10min） 53 49 51 28 42 41 49 48 41 51 44 47 46
由上表可知：由实施例1-3和对比例1-10的数据可见，本发明的高流动耐磨PP塑料，通过对PP进行改性，并且通过加入线型脂肪族类环氧树脂、线性低密度聚乙烯，且通过细孔无机硅胶，滑石粉的进一步配合，实现了耐磨性和流动性以及其他力学性能的均衡改进。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种高流动耐磨PP塑料，其特征在于，包括如下原料：改性PP，线型脂肪族类环氧树脂，线性低密度聚乙烯，流动改性剂，硅胶，滑石粉，硅烷偶联剂，润滑剂；所述线型脂肪族类环氧树脂的环氧值为0.5-0.6，所述改性PP为大分子有机硅氧烷通过加入有机过氧化物进行接枝反应的PP组合物，所述改性PP中PP、有机硅氧烷、有机过氧化物的质量比为100：（5-15）：（2-8），改性PP、线型脂肪族类环氧树脂、线性低密度聚乙烯的重量比为（80-100）：（10-20）：（10-20）。
2. 根据权利要求1所述的高流动耐磨PP塑料，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：改性PP 80-100份，线型脂肪族类环氧树脂 10-20份，线性低密度聚乙烯10-20份，流动改性剂5-10份，硅胶2-4份，滑石粉1-2份，硅烷偶联剂0.5-1份，润滑剂2-4份。
3.根据权利要求1所述的高流动耐磨PP塑料，其特征在于，所述有机过氧化物为过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化二苯甲酰中至少一种。
4.根据权利要求1所述的高流动耐磨PP塑料，其特征在于，所述改性PP中PP、有机硅氧烷、有机过氧化物的质量比为100：10：5。
5.根据权利要求1所述的高流动耐磨PP塑料，其特征在于，所述改性PP、线型脂肪族类环氧树脂、线性低密度聚乙烯的重量比为90：15：15。
6.根据权利要求1所述的高流动耐磨PP塑料，其特征在于，所述的线型脂肪族类环氧树脂为聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇] 2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚、聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇] 2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚中至少一种。
7.根据权利要求1所述的高流动耐磨PP塑料，其特征在于，所述改性PP的制备方法为在将大分子有机硅氧烷、有机过氧化物和聚丙烯熔融搅拌，搅拌时间为30-60min，温度为160-200℃。
8.根据权利要求1所述的高流动耐磨PP塑料，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸钙、石蜡、聚乙烯蜡中至少一种。
9.一种根据权利要求1-8所述的高流动耐磨PP塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将改性PP，线型脂肪族类环氧树脂，线性低密度聚乙烯，流动改性剂，硅胶，滑石粉，硅烷偶联剂，润滑剂按比例在高速混炼机中混炼5-10分钟；
（2）将步骤1的混合原料投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，
（3）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
10.根据权利要求9所述的高流动耐磨PP塑料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头200-210℃。
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