CN109942961A

CN109942961A - 一种对共聚聚丙烯性能增强的方法

Info

Publication number: CN109942961A
Application number: CN201910143979.0A
Authority: CN
Inventors: 王德秀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2019-06-28

Abstract

一种对共聚聚丙烯性能增强的方法，所述的聚丙烯塑料由下述重量百分比的原料制成：聚丙烯78‑85％，茂金属低密度聚乙烯(MLLDPE)5‑8％，聚乙烯辛烯共弹性体（POE）5‑8％，钛白粉3‑5%，聚乙烯蜡1‑4%，光稳定剂0.1‑0.2%。本发明利用MLLDPE及POE将聚丙烯的增韧功能，钛白粉的增硬增刚效果以及聚乙烯蜡的相容性，润滑性和分散性的特点进行融合对聚丙烯进行改性。此改性PP复合塑料同时具备优越的柔韧性以及刚性，良好的抗冲击性，以及抗光氧化功能，可以延长塑料的寿命。此外，本发明还描述了此PP塑料的制作方法。

Description

一种对共聚聚丙烯性能增强的方法

技术领域

本发明涉及改性塑料技术领域，具体来说是一种对共聚聚丙烯性能增强的方法。

背景技术

本发明涉及塑料制备领域，具体为一种对共聚聚丙烯性能增强的方法。本发明制备的聚丙烯复合材料具有抗冲击力强，变形率低，耐刮花以及抗光紫外老化特点，可以满足化工工业产品的塑料外包装，高性能的工程塑料，化妆品塑料外包装以及室外室内塑料装设品。

发明内容

聚丙烯(pp) 是一种易于加工成型的通用性塑料树脂，是四大通用塑料之一。在注塑领域已经受到非常广泛的运用，它来源丰富，价格低廉但综合性能优良。自21世纪以来，在电子，家电，建筑，汽车等行业上的需求量日益扩大。不过，聚丙烯的抗冲击性能比较弱，特别是均聚聚丙烯，容易受外力以及内应力过大而导致开裂现象而被列为脆性材料行列。早在20世纪60年代，人们已经开始研究如何增强对聚丙烯的增韧，其中代表品种为HIPS。

聚乙烯辛烯共弹体（POE）增韧聚丙烯（PP）的效果非常显著并且早期得到广泛运用。POE和PP共混物比纯PP塑料的抗冲击强度可以增强几倍甚至几十倍。茂金属线型低密度聚乙烯 (MLLDPE)也具备有优异的力学性能如抗穿刺能力，耐热变形性能，同时具备优良的光学性能。因为它具有传统线性低密度聚乙烯（LLDPE）3倍多的平均共聚单体，在韧性上比LLDPE更加优异，有更高的利用价值。所以通过利用弹性体POE和MLLDPE的优异性能与聚丙烯PP的共混，从而大大提高聚丙烯PP的抗老化性能，柔韧强度以及抗内应力拉白发白的效果。不过，增韧的同时也损害了聚丙烯固有的刚性。钛白粉（TiO2）为广泛运用的一种白色无毒，化学性能极好的有机填料及颜料，具有耐光，耐热以及耐候性。钛白粉已经普遍运用在几乎所有的热固性和热塑性塑料中，如聚乙烯，聚丙烯，ABS等。钛白粉的合理运用可以改善塑料制品的机械性能，增强塑料制品强度，硬度和刚性，以及提高塑料制品在露天抗UV光辐射和耐气候变化能力。在很多工业用品大包装，周转筐或者户外塑料桌椅中，纯聚丙烯（PP）的塑料已经暴露其脆性，容易受热变形，容易受冲击破碎，寿命短等特点。对聚丙烯（PP）塑料的改性研究日益变得重要。

为了解决聚丙烯的塑料已经暴露其脆性，容易受热变形，容易受冲击破碎，寿命短等特点，本发明提供了一种对共聚聚丙烯性能增强的方法。

为了实现上述目标，本发明采用了以下技术方案：一种对共聚聚丙烯性能增强的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1) 将聚丙烯（PP），聚乙烯辛烯共弹体（POE）以及茂金属线型低密度聚乙烯 (MLLDPE)树脂在温度65-80℃下烘干后，在高速搅拌机中，在650～1300rpm／分条件下，搅拌10分钟后完成混合，得到原料A；

(2) 在原料A中按照适当比例加入聚乙烯蜡，钛白粉和光稳定剂后，同样在高速搅拌机中，在650～1300rpm／分条件下，搅拌10分钟均匀混合，得到原料B；

(3) 将原料B转移至双螺杆挤出机进行熔融挤出，加工段温度控制在160℃～ 210℃，机头压力为3.5Mpa，螺杆进料转速为 40 r/min，主机转速控制在130～ 160r/min，从挤出机机头挤出的料经牵丝、冷却、造粒，包装即可得到增强的共聚聚丙烯。

优选的，步骤（1）中所述的聚丙烯的密度为0.90 ～ 0.92g/cm3，熔融指数为6～10g/10min。具体可以为上海赛科生产的S1003。

优选的，步骤（1）中所述的POE 是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的注塑机热塑性弹性体，是一种乙烯-辛烯的共聚物，密度为0.85 ～ 0.89g/cm3，所需熔融指数为1-1.5 g/10min，具体可以为美国杜邦8150或者陶氏的ENGAGE8842。

优选的，步骤（1）中所述的MLLDPE, 是以茂金属化合物做催化剂，经配位聚合得到的具有窄分布分子量的乙烯和物-烯烃的线型共聚物，其密度为0.91-0.93 g/cm³，所需熔融指数为1-3g/10min，具体可以为日本普瑞曼SP2520，埃克森美孚1318CA。

优选的，步骤（1）中所述的PP，POE以及MLLDPE混合时质量比为100：6-9: 6-9。

优选的，步骤（2）中所述的聚乙烯蜡为未氧化的高密度聚乙烯蜡，其密度在0.90-0.98g/cm³。

优选的，步骤（2）中所述的光稳定剂为聚{(6-吗啉基-5-三嗪-2,4-二基)(2,2,6,6-四甲基哌啶基) 亚胺基六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}。

优选的，步骤（3）中所述的增强的共聚聚丙烯中，各组分按质量百分比算分别为：聚丙烯78-85％；MLLDPE 5-8％；POE 5-8％；钛白粉3-5%；聚乙烯蜡1-4%；光稳定剂0.1-0.2%。

与现有技术相比，本发明提供的一种对共聚聚丙烯性能增强的方法具有以下优益效果：本发明采用聚乙烯辛烯共弹体对聚乙烯进行共混，显著的加强了聚乙烯的抗冲击强度；采用茂金属线型低密度聚乙烯显著的增加了聚丙烯的抗穿刺能力，耐热变形性能，以及优良的光学性能；采用安全无毒的钛白粉作为填充剂显著的增强了聚丙烯的耐光，耐热以及耐候性；利用聚乙烯蜡对聚丙烯的相容性，润滑性和分散性的特点将聚丙烯与聚乙烯辛烯共弹体、茂金属线型低密度聚乙烯以及钛白粉进行融合对聚丙烯进行改性，使得制备的增强聚丙烯具备优越的柔韧性以及刚性，良好的抗冲击性，以及抗光氧化（老化）功能，且塑料的寿命长。

具体实施方式

【实施例1】

(1) 将聚丙烯，聚乙烯辛烯共弹体（POE）以及茂金属线型低密度聚乙烯树脂在温度80℃下烘干后，按100：7： 8的质量比混合后在高速搅拌机中，在1000 rpm／分条件下，搅拌10分钟后完成混合，得到原料A；

(2) 在将原料A、聚乙烯蜡，钛白粉和聚{(6-吗啉基-5-三嗪-2,4-二基)(2,2,6,6-四甲基哌啶基) 亚胺基六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}按 93.9：2：4：0.1的质量比混合后，在高速搅拌机中，在1300 rpm/分钟的条件下，搅拌10分钟均匀混合，得到原料B；

(3) 将原料B转移至双螺杆挤出机进行熔融挤出，加工段温度控制在160℃～ 210℃，机头压力为3.5Mpa，螺杆进料转速为 40 r/min，主机转速控制在150r/min，从挤出机机头挤出的料经牵丝、冷却、造粒，包装即可得到增强的共聚聚丙烯。

【实施例2】

(1) 将聚丙烯，聚乙烯辛烯共弹体（POE）以及茂金属线型低密度聚乙烯树脂在温度80℃下烘干后，按100：8： 8的质量比混合后在高速搅拌机中，在1200 rpm／分条件下，搅拌10分钟后完成混合，得到原料A；

(2) 在将原料A、聚乙烯蜡，钛白粉和聚{(6-吗啉基-5-三嗪-2,4-二基)(2,2,6,6- 四甲基哌啶基) 亚胺基六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}按 91.9：3：5：0.1的质量比混合后，在高速搅拌机中，在1100 rpm/分钟的条件下，搅拌10分钟均匀混合，得到原料B；

(3) 将原料B转移至双螺杆挤出机进行熔融挤出，加工段温度控制在160℃～ 210℃，机头压力为3.5Mpa，螺杆进料转速为 40 r/min，主机转速控制在120r/min，从挤出机机头挤出的料经牵丝、冷却、造粒，包装即可得到增强的共聚聚丙烯。

【实施例3】

(1) 将聚丙烯，聚乙烯辛烯共弹体（POE）以及茂金属线型低密度聚乙烯树脂在温度80℃下烘干后，按100：7: 7的质量比混合后在高速搅拌机中，在1200 rpm／分条件下，搅拌10分钟后完成混合，得到原料A；

(2) 在将原料A、聚乙烯蜡，钛白粉和聚{(6-吗啉基-5-三嗪-2,4-二基)(2,2,6,6- 四甲基哌啶基) 亚胺基六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}按 93.8：2：4：0.2的质量比混合后，在高速搅拌机中，在1100 rpm/分钟的条件下，搅拌10分钟均匀混合，得到原料B。

(3) 将原料B转移至双螺杆挤出机进行熔融挤出，加工段温度控制在160℃～ 210℃，机头压力为3.5Mpa，螺杆进料转速为 40 r/min，主机转速控制在140r/min，从挤出机机头挤出的料经牵丝、冷却、造粒，包装即可得到增强的共聚聚丙烯。

性能测试：

采用以下方法对实施例1-3所得的增强聚丙烯的性能进行测试：拉伸强度按GB／T1040--2006进行测试，拉伸速度50 mm／min；缺口冲击强度按 GB／T 21189—2007进行测试。所得结果如下表所示：

表1. 实施例1-3中增强的共聚聚丙烯的力学性能

从表中可以看出，经发明制备得到的增强的共聚丙烯力学性能得到了显著的提高。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种对共聚聚丙烯性能增强的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1) 将聚丙烯（PP），聚乙烯辛烯共弹体（POE）以及茂金属线型低密度聚乙烯 (MLLDPE)树脂在温度65-80℃下烘干后，在高速搅拌机中，在650 ～ 1300 rpm／分条件下，搅拌10分钟完成混合，得到原料A；

(2) 在原料A中按照适当比例加入聚乙烯蜡，钛白粉和光稳定剂后，同样在高速搅拌机中，在650 ～ 1300 rpm／分条件下，搅拌10分钟均匀混合，得到原料B；

(3) 将原料B转移至双螺杆挤出机进行熔融挤出，加工段温度控制在160℃～ 210℃，机头压力为3.5Mpa，螺杆进料转速为 40 r/min，主机转速控制130 ～ 160r/min，从挤出机机头挤出的料经牵丝、冷却、造粒，包装即可得到增强的共聚聚丙烯。

2.根据权利要求1所述的一种对共聚聚丙烯性能增强的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的聚丙烯的密度为0.90 ～ 0.92g/cm³，熔融指数为6～ 10g/10min。

3.根据权利要求1所述的一种对共聚聚丙烯性能增强的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的POE 是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的注塑机热塑性弹性体，是一种乙烯-辛烯的共聚物，密度为0.85～ 0.89g/cm3，所需熔融指数为1-1.5 g/10min。

4.根据权利要求1所述的一种对共聚聚丙烯性能增强的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的MLLDPE，是以茂金属化合物做催化剂，经配位聚合得到的具有窄分布分子量的乙烯和物-烯烃的线型共聚物，其密度为0.91-0.93 g/cm³，所需熔融指数为1-3g/10min。

5.根据权利要求1所述的一种对共聚聚丙烯性能增强的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的PP，POE以及MLLDPE混合时的质量比为100：6-9: 6-9。

6.根据权利要求1所述的一种对共聚聚丙烯性能增强的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的聚乙烯蜡为未氧化的高密度聚乙烯蜡，其密度在0.90-0.98g/cm³。

7.根据权利要求1所述的一种对共聚聚丙烯性能增强的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的光稳定剂为聚{(6- 吗啉基-5-三嗪-2,4-二基)(2,2,6,6- 四甲基哌啶基) 亚胺基六亚甲基[(2,2,6,6- 四甲基哌啶基)- 亚胺基]}，其分子式为(C31H56N8O)n，CAS 号为82451-48-7。

8.根据权利要求1所述的一种对共聚聚丙烯性能增强的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的增强的共聚聚丙烯中，各组分按质量百分比算分别为：聚丙烯78-85％；MLLDPE 5-8％；POE5-8％；钛白粉3-5%；聚乙烯蜡1-4%；光稳定剂0.1-0.2%。