CN108794847A - 滚塑聚烯烃组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚烯烃组合物，具体涉及一种滚塑聚烯烃组合物及其制备方法。包含如下原料：聚乙烯、超支化聚乙烯、成核剂、吸酸剂、紫外线吸收剂和抗氧剂；其中：超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂和吸酸剂经过预处理后使用，预处理为：将超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂和吸酸剂混合，加入正己烷，加热回流后除去溶剂并干燥。本发明可明显提高滚塑原料的物理机械性能、降低熔体粘度(低零切粘度)；所生产的滚塑制品，内外表面光滑，塑化良好，制品截面无明显气泡，加热时间短，易于脱模，制品的长期紫外老化性能优异；本发明还提供其制备方法。

Description

滚塑聚烯烃组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚烯烃组合物，具体涉及一种滚塑聚烯烃组合物及其制备方法。
背景技术
滚塑成型中，模具的转速相对价低，原料收到的剪切作用几乎为零。在这样低的转速下，塑料粉末受重力的作用始终保持在型腔的底部，随着热模的转动，塑料粉末不断流动，当模具加热到一定程度时，塑料粉末不断熔融并均匀地粘附到模腔的内表面上形成所需的形状。
由于滚塑工艺的特殊性，要求滚塑原料具有较吹塑、挤出等原料更高的MFR，较高的MFR会造成最终成型制品性能的下降，而降低MFR虽然会提高原料性能，但熔体粘度过低会造成制品中存在大量气泡从而增加滚塑时间、助剂用量。通过改性的方式可以提高制品性能，但由于滚塑全程几乎无剪切，原料加热、冷却速率较慢，任何与原料基体不同熔融粘度、不同结晶温度、无机填料等都会对基体树脂产生负面影响，所以采用改性方式提高滚塑制品性能的方法关键是外来组分的选择和如何解决基体树脂与外来组分的相容性。
专利CN201510234531提供了一种高填充聚乙烯组合物及其制备方法和应用，超支化聚合物用量为0.5～2份，通过各组分配合，目的是提高树脂中填料的比例到60％以上，不适用于滚塑。
专利CN200710021015.6为用作聚乙烯加工助剂的超支化聚合物及合成方法，其中的超支化聚合物只是用作加工助剂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种滚塑聚烯烃组合物，提高滚塑原料的物理机械性能、降低熔体粘度，所生产的滚塑制品，内外表面光滑，塑化良好，制品截面无明显气泡，加热时间短，易于脱模，制品的长期紫外老化性能优异；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的滚塑聚烯烃组合物，包含如下原料：聚乙烯、超支化聚乙烯、成核剂、吸酸剂、紫外线吸收剂和抗氧剂；
其中：超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂和吸酸剂经过预处理后使用，预处理为：将超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂和吸酸剂混合，加入正己烷，加热回流后除去溶剂并干燥。
本发明先将超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂、吸酸剂进行预处理，然后再与聚乙烯共混，可明显提高分散性，明显提高滚塑原料的物理机械性能、降低熔体粘度(低零切粘度)。
优选地，预处理为：将超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂和吸酸剂混合，加入正己烷，加热回流并搅拌30～45分钟，除去溶剂，干燥。
优选地，本发明所述的滚塑聚烯烃组合物，包含如下质量份数的原料：
a、聚乙烯 100份、
b、超支化聚乙烯 0.01～0.10份、
c、成核剂 0.01～0.1份、
d、吸酸剂 0.01～0.15份、
e、紫外线吸收剂 0.1～0.3份、
f、抗氧剂 0.05～0.2。
其中：
聚乙烯的熔体质量流动速率为2～7g/10min，密度为0.930～0.945g/cm3。
超支化聚乙烯为臂状聚酰胺类超支化聚合物。臂状聚酰胺类超支化聚合物具有以下三个特征：(1)含有一条聚乙烯烷基主链部分；(2)数均分子量1500～10000；(3)包含氨基和酯基。具有氨基和酯基这两种端基的超支化聚乙烯能够很好地与其他助剂(如成核剂)耦合，既增加分散韧效果，又能起到增刚的作用。其用量为0.01～0.10份，优选0.03～0.08份。
成核剂为无机粉体，粉体粒径为800-3000目，其用量为0.01～0.1份，优选0.03～0.05份。优选为碳酸钙、滑石粉、粘土、高岭土、二氧化硅、二氧化钛、水滑石、硅藻土、膨润土或云母。
吸酸剂为硬脂酸锌。硬脂酸锌不仅可以起到吸酸剂的作用，还有一定的润滑作用，硬脂酸锌用量为0.01～0.15份，优选0.03～0.08份。
紫外线吸收剂为受阻胺类有机抗紫外线剂，依据制品室外使用年限添加，但不宜超过0.3份。
抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为1:1的混合物，优选为B225，优选0.1～0.15份。
在上述配方中亦可添加适量如加工助剂、着色剂、脱模剂等助剂。
本发明所述的滚塑聚烯烃组合物主要用于采用滚塑加工方式生产的各类制品。
本发明所述的滚塑聚烯烃组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂、吸酸剂加入到反应瓶中，然后加入正己烷，加热回流并搅拌，除去溶剂，真空干燥；
(2)在聚乙烯中加入紫外线吸收剂和步骤(1)处理后得到的物料，混合搅拌；然后在双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出、造粒。
其中：步骤(2)中的混合搅拌，转速为800～1200转/分，搅拌时间为3-5min。
双螺杆挤出机的螺杆长径比不小于28，树脂熔体温度为170～190℃。
作为一种优选的技术方案，本发明所述的滚塑聚烯烃组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.01～0.10份超支化聚合物，0.01～0.1份成核剂，抗氧剂0.05～0.2份，吸酸剂0.01～0.15份，加入到三口烧瓶中，然后倒入适量正己烷，正己烷作为溶剂，用量没有要求，加热回流并磁力搅拌30～45分钟左右，用旋转蒸发仪除去溶剂，剩余固体颗粒放在50℃真空干燥箱干燥至恒重，备用。
(2)聚乙烯中加入0.1～0.3份紫外线吸收剂、步骤(1)处理后的原料，在高速搅拌机中混合，搅拌转速800～1200转/分，搅拌时间3-5min；将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，熔融、塑化、挤出、造粒。螺杆长径比不小于28，树脂熔体温度170～190℃。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本发明先将超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂、吸酸剂进行预处理，然后再与滚塑级聚乙烯共混，可明显提高滚塑原料的物理机械性能、降低熔体粘度(低零切粘度)；本发明组合物可明显提高滚塑原料的物理机械性能，所生产的滚塑制品，内外表面光滑，塑化良好，制品截面无明显气泡，加热时间短，易于脱模，制品的长期紫外老化性能优异。
(2)本发明所提供的制备方法简单，易于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1-12及对比例1-3所用原料：
a、聚乙烯：MFR4.3g/10min，密度0.935g/cm3，市售；
b、超支化聚乙烯：具有酯基的酰胺类超支化聚乙烯，数均分子量4000，市售；
c、成核剂：二氧化钛，800目，市售；
d、吸酸剂：硬脂酸锌，市售；
e、紫外线吸收剂：788，市售；
f、抗氧剂：B225，市售。
实施例1-12及对比例1-3所采用的制备方法：
(1)将超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂、吸酸剂加入到反应瓶中，然后加入正己烷，加热回流并搅拌，用旋转蒸发仪除去溶剂，真空干燥；
(2)在聚乙烯中加入紫外线吸收剂和步骤(1)处理后得到的物料，混合搅拌；然后在双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出、造粒。
将实施例1-12及对比例1-3制备得到的产品进行性能测试：
试样制备：采用压塑工艺制备试样，压塑工艺表1。
表1
MFR：按GB/T 3682进行测试，试验温度190℃，载荷2.16kg。
简支梁缺口冲击强度：按照GB/T 1043进行测试，试验温度23℃。
拉伸性能：按GB/T 1040规定测试，拉伸速度50mm/min。
采用FD1-1000电热型滚塑试验机，滚塑温度260℃，风冷时间同为30min，滚塑时间以制品壁上没有气泡为准。
实施例1-6各组分的含量及性能见表2。
表2
实施例7-12各组分的含量及性能见表3。
表3
对比例3与实施例的制备方法相同，唯一的不同在于没有对超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂和吸酸剂经过预处理未进行预处理，对比例1-4各组分的含量及性能见表4。
表4
通过实施例和对比例对照可以看出，单独添加b、c或不进行预处理，对材料的拉伸强度有负面影响，单独添加b虽然材料的冲击性能有所提升，但效果不明显，而c组分对材料的冲击性能是有负面影响的。而将b、c、d、f一起处理后再进行共混，对材料的拉伸强度没有影响，增加了材料的断裂拉伸应变和冲击强度。

Claims (10)

1.一种滚塑聚烯烃组合物，其特征在于：包含如下原料：聚乙烯、超支化聚乙烯、成核剂、吸酸剂、紫外线吸收剂和抗氧剂；
其中：超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂和吸酸剂经过预处理后使用，预处理为：将超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂和吸酸剂混合，加入正己烷，加热回流后除去溶剂并干燥。
2.根据权利要求1所述的滚塑聚烯烃组合物，其特征在于：包含如下质量份数的原料：
a、聚乙烯 100份、
b、超支化聚乙烯 0.01～0.10份、
c、成核剂 0.01～0.1份、
d、吸酸剂 0.01～0.15份、
e、紫外线吸收剂 0.1～0.3份、
f、抗氧剂 0.05～0.2份。
3.根据权利要求1或2所述的滚塑聚烯烃组合物，其特征在于：聚乙烯的熔体质量流动速率为2～7g/10min，密度为0.930～0.945g/cm3。
4.根据权利要求1或2所述的滚塑聚烯烃组合物，其特征在于：超支化聚乙烯为臂状聚酰胺类超支化聚合物。
5.根据权利要求4所述的滚塑聚烯烃组合物，其特征在于：臂状聚酰胺类超支化聚合物具有以下三个特征：(1)含有一条聚乙烯烷基主链部分；(2)数均分子量1500～10000；(3)包含氨基和酯基。
6.根据权利要求1或2所述的滚塑聚烯烃组合物，其特征在于：成核剂为碳酸钙、滑石粉、粘土、高岭土、二氧化硅、二氧化钛、水滑石、硅藻土、膨润土或云母。
7.根据权利要求1或2所述的滚塑聚烯烃组合物，其特征在于：吸酸剂为硬脂酸锌。
8.根据权利要求1或2所述的滚塑聚烯烃组合物，其特征在于：紫外线吸收剂为受阻胺类有机抗紫外线剂；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为1:1的混合物。
9.一种权利要求1或2所述的滚塑聚烯烃组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将超支化聚乙烯、成核剂、抗氧剂、吸酸剂加入到反应瓶中，然后加入正己烷，加热回流并搅拌，除去溶剂，真空干燥；
(2)在聚乙烯中加入紫外线吸收剂和步骤(1)处理后得到的物料，混合搅拌；然后在双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出、造粒。
10.根据权利要求9所述的滚塑聚烯烃组合物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的混合搅拌，转速为800～1200转/分，搅拌时间为3～5min；双螺杆挤出机的螺杆长径比不小于28。
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