CN109880262A

CN109880262A - 一种耐热透明抗冲pvdf/pp合金材料及其制备方法

Info

Publication number: CN109880262A
Application number: CN201910154798.8A
Authority: CN
Inventors: 农章玲
Original assignee: Suzhou Hongyuqian Intelligent Equipment Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Hongyuqian Intelligent Equipment Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-01
Filing date: 2019-03-01
Publication date: 2019-06-14

Abstract

本发明具体公开一种耐热透明抗冲PVDF(聚偏氟乙烯)/PP(聚丙烯)合金材料及其制备方法。通过在PP中加入PVDF和增溶剂使聚合物的耐热性能和抗冲击能力都到得了显著提升，通过添加添加剂改善了聚合物材料的透明度，增强了其的透光率。本发明的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料对目前的PP材料的性能进行了改善，使其耐热性能、透明度和抗冲能力都得到了提升，更好的满足市场的需求。

Description

一种耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotactic polypropylene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三种。

甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95％，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。

聚丙烯具有良好的拉伸强度及硬度外还具有优良的耐热性,耐化学腐蚀性,电绝缘性等性质即加工成型容易,主要采用注射成型,制备建筑,机械部件,电工零件等。也可采用挤出,吹塑工艺方法制造薄膜材料,板材,管材和纤维等。聚丙烯的缺点是具有较大的成型收缩率,低温易脆裂,耐磨性不足,热变形温度不高,耐候性差等。

聚偏氟乙烯(PVDF)白色粉末状结晶性聚合物。密度1.75-1.78g/cm³。玻璃化转变温度-39℃，脆化温度-62℃，熔点170℃，热分解温度350℃左右，长期使用温度-40～150℃。可用一般热塑性塑料加工方法成型。其突出特点是机械强度高，耐辐照性好，具有良好的耐冲击、耐磨性、耐候性和化学稳定性。

近年来，聚丙烯的改性是塑料加工行业活跃的领域之一。聚丙烯改性可分为化学改性和物理改性种方法。化学改性主要有共聚,接枝,交联等,通过改变即的分子结构以达到改性的目的物理改性主要通过填充,增强,共混等方法加入添加剂,以赋予即新的性能。

聚合物的共聚改性是提高和改善聚合物性能的重要手段，通过对共聚物进行改性，能很好地提高共聚物的各项性能，通过将聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯(PP)进行共聚改性制备成合金材料，能进一步提高材料性，更好地满足使用要求和提升材料的性能，也更有市场前景和更受消费者欢迎。

发明内容

针对目前的聚丙烯材料(PP)和聚偏氟乙烯材料(PVDF)已经不能完全满足各行业日益发展的需求，且聚丙烯材料(PP)和聚偏氟乙烯材料(PVDF)也还存在一定的局限，对聚丙烯材料(PP)和聚偏氟乙烯材料(PVDF)性能效果还不尽理想的问题，本发明目的在于提供一种耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料及其制备方法。

PVDF/PP合金材料作为聚丙烯材料(PP)和聚偏氟乙烯材料(PVDF)共聚改性的产物，它能进一步改善和提升材料的各项指标和性能，与现在的聚丙烯材料(PP)和聚偏氟乙烯材料(PVDF)相比，其耐热性能、透明度和抗冲能力都得到了提升，更好地满足消费者的使用需求。

为了实现上述目标，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料及其制备方法，所述的PVDF/PP合金材料为先将PP、增溶剂与无机矿物质粉末进行共混改性，其后将改性的PP和PVDF以及增溶剂进行共混并得到的混合物材料。

优选地，所述的PP与无机添加剂的共混为熔融共混的方式。

优选地，所述的改性的PP和PVDF以及增溶剂的共混为机械共混的方式。

优选地，所述的增溶剂为聚丙烯接枝马来酸酐。

优选地，所述的无机矿物质粉末为滑石粉粉末或者碳酸钙粉末和硅藻土中的一种或多种

优选地，所述的在改性PP和PVDF的共混中，PVDF的体积含量为8％～62％。

更优选地，所述的在改性PP和PVDF的共混中，PVDF的体积含量为15％～55％。

优选地，所述的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料的制备方法，包含以下步骤：

S1.将表面经过预处理的碳酸钙和相容剂，少量共聚PP在双螺杆挤出机上挤成高浓度母料，再将母料与PP共混，制备改性PP材料；

S2.按比例称取PVDF材料和改性完成的PP材料，并放入哈克转子流变仪中混炼，温度为150～170℃时间15～25min；

S3.混炼结束后，停机，出料，将混炼好的物料静置20～30小时；

S4.对材料进行粉碎，装入模具，用热压机将静置完成的物料进行压片；

S5.热压的温度为180～220℃，热压时间为18～22min，压力为18～22MPa；

S6.等到热压完成，冷却到室温后，得到材料。

更优选地，所述的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料的制备方法，包含以下步骤：

S1.将表面经过预处理的滑石粉和相容剂，少量共聚PP在双螺杆挤出机上挤成高浓度母料，再将母料与PP共混，制备改性PP材料；

S2.按比例称取PVDF材料和改性完成的PP材料，并放入哈克转子流变仪中混炼，温度为155～168℃时间20min；

S3.混炼结束后，停机，出料，将混炼好的物料静置22～25小时；

S5.热压的温度为200～220℃，热压时间为20～22min，压力为20MPa；

S6.等到热压完成，冷却到室温后，得到材料。

针对目前的聚丙烯材料(PP)和聚偏氟乙烯材料(PVDF)已经不能完全满足各行业日益发展的需求，还存在一定局限，耐热性能、透明度和抗冲能力等各项性能都有待进一步提高和改善，本发明目的在于提供一种耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料及其制备方法。通过本发明制备的合金材料能进一步改善和提升材料的各项指标和性能，能更好地满足日常使用的需求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

实施例1

一种耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料由PP、增溶剂、无机矿物质粉末和透明成核剂进行共混改性，其后将改性的PP和PVDF以及增溶剂进行共混并得到的混合物材料。

一种耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料的制备方法，包含以下步骤：

S1.将表面经过预处理的滑石粉(2500ppm)、硅藻土和相容剂(8％)，少量共聚PP在双螺杆挤出机上挤成高浓度母料，再将母料与PP共混，制备改性PP材料；

S2.按比例称取PVDF材料(含量20％)和改性完成的PP材料，并放入哈克转子流变仪中混炼，温度为150℃时间15min；

S3.混炼结束后，停机，出料，将混炼好的物料静置20小时；

S5.热压的温度为220℃，热压时间为18min，压力为22MPa；

S6.等到热压完成，冷却到室温后，得到材料。

实施例2

S1.将表面经过预处理的碳酸钙(1000ppm)、硅藻土和相容剂(10％)，少量共聚PP在双螺杆挤出机上挤成高浓度母料，再将母料与PP共混，制备改性PP材料；

S2.按比例称取PVDF(35％)材料和改性完成的PP材料，并放入哈克转子流变仪中混炼，温度为155℃时间18min；

S3.混炼结束后，停机，出料，将混炼好的物料静置24小时；

S5.热压的温度为180℃，热压时间为15min，压力为18MPa；

S6.等到热压完成，冷却到室温后，得到材料。

实施例3

S1.将表面经过预处理的滑石粉(1500ppm)、硅藻土和相容剂(15％)，少量共聚PP在双螺杆挤出机上挤成高浓度母料，再将母料与PP共混，制备改性PP材料；

S2.按比例称取PVDF材料(45％)和改性完成的PP材料，并放入哈克转子流变仪中混炼，温度为160℃时间20min；

S3.混炼结束后，停机，出料，将混炼好的物料静置26小时；

S5.热压的温度为190℃，热压时间为20min，压力为20MPa；

S6.等到热压完成，冷却到室温后，得到材料。

实施例4

S1.将表面经过预处理的云母(2000pm)、硅藻土和相容剂(20％)，少量共聚PP在双螺杆挤出机上挤成高浓度母料，再将母料与PP共混，制备改性PP材料；

S2.按比例称取PVDF材料(50％)和改性完成的PP材料，并放入哈克转子流变仪中混炼，温度为170℃时间25min；

S3.混炼结束后，停机，出料，将混炼好的物料静置28小时；

S5.热压的温度为200℃，热压时间为21min，压力为19MPa；

S6.等到热压完成，冷却到室温后，得到材料。

一、抗冲击性能测试

采用ASTM D256-97塑料冲击试验方法，对市售聚丙烯样品与实施例1、实施例2、实施例3、实施例4的样品进行测试，得出结果如下(如表1所示)：

表1 PP/PVDF聚丙烯复合材料抗冲击性能测试

由上述的测试数据显示，与市售的聚丙烯样品相比，按照本发明制备方法制备的实施例1～4样品的抗冲击的能力要明显强于市售聚丙烯样品，其中实施例1样品的冲击强度最大，市售聚丙烯材料的冲击性强度最小，这表明通过将PP和PVDF通过化学改性共聚制备的聚丙烯复合材料与普通市售聚丙烯材料相比，其对于材料的抗冲击性能有较大幅度的改善和提升，可以显著提升材料的抗冲击性能。

二、耐热性能测试

试验样品：试样样品1：市售聚丙烯样品，测试样品1～4：按照本发明所述的制备方法制备的PP/PVDF聚丙烯复合材料。

按照GBT1634.1-2004的方法对市售聚丙烯样品与测试样品1、测试样品2、测试样品3、测试样品4的样品的耐热性进行测试，得出结果如下(如表2所示)：

表2 PP/PVDF聚丙烯复合材料耐热性能测试

测试项目	市售聚丙烯	测试样品1	测试样品2	测试样品3	测试样品4
						耐热性(℃)	95	126	130	128	127

由上述测试数据显示，与市售聚丙烯相比，聚测试样品1～4的丙烯复合材料的热变形温度温度显著提高，这表明通过将PP和PVDF通过化学改性共聚制备的聚丙烯复合材料与普通市售聚丙烯材料相比，聚丙烯复合材料的耐高温性能更好，具有更好的耐热性。

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，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料，其特征在于，所述的PVDF/PP合金材料包括PP、增溶剂、无机矿物质粉末和透明成核剂，先将PP、增溶剂、无机矿物质粉末和透明成核剂进行共混改性，其后将改性的PP和PVDF以及增溶剂进行共混并得到的混合物材料。

2.根据权利要求1所述的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料，其特征在于，所述的PP与无机添加剂的共混为熔融共混的方式。

3.根据权利要求2所述的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料，其特征在于，所述的改性的PP和PVDF以及增溶剂的共混为机械共混的方式。

4.根据权利要求3所述的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料，其特征在于，所述的增溶剂为聚丙烯接枝马来酸酐。

5.根据权利要求4所述的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料，其特征在于，所述的无机矿物质粉末为硅藻土。

6.根据权利要求5所述的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料，其特征在于，所述的在改性PP和PVDF的共混中，PVDF的体积含量为8％～62％。

7.根据权利要求6所述的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料，其特征在于，所述的增溶剂的添加量为占共混体积总量的5％～25％。

8.根据权利要求7所述的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料，其特征在于，所述的透明成核剂为滑石粉粉末、碳酸钙粉末和云母中一种，透明成核剂的添加量为900～2500ppm。

9.一种权利要求8所述的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

S5.热压的温度为180℃～220℃，热压时间为18～22min，压力为18～22MPa；

S6.等到热压完成，冷却到室温后，得到材料。

10.根据权利要求9所述的耐热透明抗冲PVDF/PP合金材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

S6.等到热压完成，冷却到室温后，得到材料。