CN111057304B - 一种高光泽、高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种高光泽、高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种高光泽、高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法,属于聚合材料技术领域。其特征在于,重量份组成包括如下组分:聚丙烯90~95份,聚甲基丙烯酸甲酯1~4份,填充剂1~6份,成核剂0.3~0.5份,润滑剂0.2~1份,偶联剂0.05~0.1份,抗氧剂0.1~0.5份,所述成核剂为α晶型成核剂。制备步骤为:按比例将物料置于混合机中混合均匀得混合物料;所得混合物料通过平行双螺杆挤出机融熔挤出后冷却切粒,均化干燥后,即得所需的高光泽、高刚性聚丙烯材料。本发明提高了材料的表面光泽度,避免了因为无机填料用量大,造成的产品的力学性能差的问题。

Description

一种高光泽、高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
一种高光泽、高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法,属于聚合材料技术领域。
背景技术
聚丙烯(PP)是塑料产业中发展得最为迅速的品种之一,具有力学性能好、比重轻、无毒、易加工、耐腐蚀等优点;且原料易得,价格低廉,因而在家电、汽车及包装领域得到了广泛的应用。高光泽、高刚性聚丙烯材料因其表面光泽度好,正在逐步取代价格相对昂贵的ABS塑料,并广泛应用于对光泽度、耐热性和硬度有一定要求的应用领域,如电饭煲、电熨斗、电吹风、电水壶、微波炉、电暖器等小家电。我国作为目前最大的小家电生产、消费和输出国,开发和生产高光泽、高刚性聚丙烯材料具有十分重要的意义。
国内传统的高光泽、高刚性聚丙烯材料生产,通常采用大量填充无机物的方法,产品比重高、流动性差、力学性能低,光泽度也不够理想。
中国发明专利CN103059412 A公布了一种高光泽、低收缩的改性聚丙烯复合材料及其制备方法,系在聚丙烯基础树脂中加入5~30%的聚甲基丙烯酸甲酯,5~20%的无机填料,由于加入了大量聚甲基丙烯酸甲酯,必须加入相容剂来解决相分离的问题,既增加了成本,还会在加工过程中产生刺激性气味。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种无机填料用量低、产品的力学性能优异的高光泽、高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该高光泽、高刚性、低比重的聚丙烯复合材料,其特征在于,重量份组成包括如下组分:聚丙烯 90~95份,聚甲基丙烯酸甲酯 1~4份,填充剂 1~6份,成核剂 0.3~0.5份,润滑剂 0.2~1份,偶联剂 0.05~0.1份,抗氧剂 0.1~0.5份,所述成核剂为α 晶型成核剂。
本发明高光泽、高刚性聚丙烯材料以价格低廉的聚丙烯为基础树脂,添加适量的聚甲基丙烯酸甲酯粉末、填充剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂,通过α 晶型成核剂促进共混物聚丙烯结晶,提高了结晶速度,并使晶粒细化,共混物中聚甲基丙烯酸甲酯粉末的加入,则起到了异相成核的作用,进一步提高了共混物的结晶度,从而有效提高了材料的表面光泽度,聚甲基丙烯酸甲酯与填充剂的加入则保证了材料具有适宜的刚性,润滑剂则提高了材料的易脱模性,进一步提高了最终制品的表面光泽度,而避免了因为无机填料用量大,造成的产品的力学性能差的问题。
优选的,重量份组成包括如下组分:聚丙烯 92~93份,聚甲基丙烯酸甲酯 2~3份,填充剂 3~4份,成核剂 0.35~0.45份,润滑剂 0.5~0.7份,偶联剂 0.07~0.08份,抗氧剂0.2~0.4份。优选的重量份组成,产品的光泽性、力学性能更好。
优选的,所述的α 晶型成核剂为芳基磷酸酯盐类成核剂。如na-11。可使聚合物在熔融重结晶时,提高聚合物的总结晶速度,改变球晶尺寸,使其平均球晶尺寸下降。明显的改善和提高聚合物物理和机械性能。
优选的,所述的润滑剂为PP蜡。在本发明中达到更好的脱模效果。
优选的,所述的聚丙烯为均聚粉状聚丙烯树脂。作为基础数值,对本发明的各个助剂包容性更好,产品质量更高。
优选的,所述的聚甲基丙烯酸甲酯为分子量60万~80万之间的聚甲基丙烯酸甲酯粉末,细度为70~100目。优选的聚甲基丙烯酸甲酯异相成核的作用最明显,共混物的结晶度更高。
优选的,所述的填充剂为硫酸钡、白云母或高岭土中的一种或两种以上的混合物,所述的填充剂的细度为1250目。
优选的,所述的偶联剂为鈦酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
优选的,所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010、亚磷酸酯抗氧剂168,或二者按重量比1.8~2.2:1形成的复配物。
一种上述高光泽、高刚性、低比重的聚丙烯复合材料的制备方法,其特征在于,制备步骤为:按比例将物料置于混合机中混合均匀得混合物料;所得混合物料通过平行双螺杆挤出机融熔挤出后冷却切粒,均化干燥后,即得所需的高光泽、高刚性聚丙烯材料。
与现有技术相比,本发明的所具有的有益效果是:本发明高光泽、高刚性聚丙烯材料以价格低廉的聚丙烯为基础树脂,添加适量的聚甲基丙烯酸甲酯粉末、填充剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂,通过α 晶型成核剂NA-11,促进共混物聚丙烯结晶,提高了结晶速度,并使晶粒细化,共混物中聚甲基丙烯酸甲酯粉末的加入,则起到了异相成核的作用,进一步提高了共混物的结晶度,从而有效提高了材料的表面光泽度,聚甲基丙烯酸甲酯与填充剂的加入则保证了材料具有适宜的刚性,润滑剂则提高了材料的易脱模性,进一步提高了最终制品的表面光泽度。与现有传统技术相比,本发明大大降低了无机填料的用量,有效保障了产品的力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,其中实施例1为最佳实施。
实施例1
按重量份将聚丙烯 92.5份,聚甲基丙烯酸甲酯 2.5份,填充剂 3.5份,成核剂0.4份,润滑剂 0.6份,偶联剂 0.07份,抗氧剂 0.3份置于高速混合机中混合3分钟,所得混合物料通过平行双螺杆挤出机融熔挤出后冷却切粒,挤出机料筒温度180~230℃,挤出机进料量为30Kg/h,均化干燥,得到所需的聚丙烯复合材料。在本实施例中:成核剂为芳基磷酸酯盐类成核剂na-11,润滑剂为PP蜡,聚丙烯为均聚粉状聚丙烯树脂,聚甲基丙烯酸甲酯为分子量60万~80万之间的聚甲基丙烯酸甲酯粉末,细度为90目;填充剂为1250目硫酸钡,偶联剂为鈦酸酯偶联剂101;抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010。
实施例2
按重量份将聚丙烯 92份,聚甲基丙烯酸甲酯 3份,填充剂 3份,成核剂 0.45份,润滑剂 0.5份,偶联剂 0.08份,抗氧剂 0.2份置于高速混合机中混合3分钟,所得混合物料通过平行双螺杆挤出机融熔挤出后冷却切粒,挤出机料筒温度180~230℃,挤出机进料量为20Kg/h。均化干燥,得到所需的聚丙烯复合材料。在本实施例中:成核剂为芳基磷酸酯盐类成核剂na-11,润滑剂为PP蜡,聚丙烯为均聚粉状聚丙烯树脂,聚甲基丙烯酸甲酯为分子量60万~80万之间的聚甲基丙烯酸甲酯粉末,细度为80目;填充剂为1250目白云母,所述的填充剂的细度为;偶联剂为硅烷偶联剂KH-570;抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂168。
实施例3
按重量份将聚丙烯 93份,聚甲基丙烯酸甲酯 2份,填充剂 4份,成核剂 0.35份,润滑剂 0.7份,偶联剂 0.07份,抗氧剂0.4份置于高速混合机中混合3分钟,所得混合物料通过平行双螺杆挤出机融熔挤出后冷却切粒,挤出机料筒温度180~230℃,挤出机进料量为25Kg/h,均化干燥,得到所需的聚丙烯复合材料。在本实施例中:成核剂为芳基磷酸酯盐类成核剂na-11,润滑剂为PP蜡,聚丙烯为均聚粉状聚丙烯树脂,聚甲基丙烯酸甲酯为分子量60万~80万之间的聚甲基丙烯酸甲酯粉末,细度为85目;填充剂为1250目高岭土;偶联剂为鈦酸酯偶联剂101;抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按重量比2:1形成的复配物。
实施例4
按重量份将聚丙烯 90份,聚甲基丙烯酸甲酯 4份,填充剂 1份,成核剂 0.5份,润滑剂 0.2份,偶联剂 0.1份,抗氧剂 0.1份置于高速混合机中混合3分钟,所得混合物料通过平行双螺杆挤出机融熔挤出后冷却切粒,挤出机料筒温度180~230℃,挤出机进料量为10Kg/h,均化干燥,得到所需的聚丙烯复合材料。在本实施例中:成核剂为芳基磷酸酯盐类成核剂na-11,润滑剂为PP蜡,聚丙烯为均聚粉状聚丙烯树脂,聚甲基丙烯酸甲酯为分子量60万~80万之间的聚甲基丙烯酸甲酯粉末,细度为100目;填充剂为1250目硫酸钡余白云母的混合物,偶联剂为硅烷偶联剂KH-570;抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按重量比1.8:1形成的复配物。
实施例5
按重量份将聚丙烯 95份,聚甲基丙烯酸甲酯 1份,填充剂6份,成核剂 0.3份,润滑剂 1份,偶联剂 0.05份,抗氧剂 0.5份置于高速混合机中混合3分钟,所得混合物料通过平行双螺杆挤出机融熔挤出后冷却切粒,挤出机料筒温度180~230℃,挤出机进料量为40Kg/h。均化干燥,得到所需的聚丙烯复合材料。在本实施例中:成核剂为α 晶型成核剂为芳基磷酸酯盐类成核剂na-11,润滑剂为PP蜡,聚丙烯为均聚粉状聚丙烯树脂,聚甲基丙烯酸甲酯为分子量60万~80万之间的聚甲基丙烯酸甲酯粉末,细度为70目;填充剂为1250目和白云母和高岭土的混合物;偶联剂为鈦酸酯偶联剂101;抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按重量比2.2:1形成的复配物。
实施例6
按重量份将聚丙烯 92份,聚甲基丙烯酸甲酯 2份,填充剂4份,成核剂 0.35份,润滑剂0.7份,偶联剂 0.07份,抗氧剂 0.4份置于高速混合机中混合3分钟,所得混合物料通过平行双螺杆挤出机融熔挤出后冷却切粒,挤出机料筒温度180~230℃,挤出机进料量为30Kg/h,均化干燥,得到所需的聚丙烯复合材料。在本实施例中:成核剂为二亚苄基山梨醇类成核剂,润滑剂为PP蜡,聚丙烯为均聚粉状聚丙烯树脂,聚甲基丙烯酸甲酯为分子量60万~80万之间的聚甲基丙烯酸甲酯粉末,细度为70~100目;填充剂为细度为1250目的硫酸钡;偶联剂为鈦酸酯偶联剂101;抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010。
对比例1
按重量份将94份聚丙烯粉料、1份填充剂、0.5份润滑剂、0.4份α 晶型成核剂NA-11、0.1份抗氧剂、0.1份偶联剂置于高速混合机中混合3分钟,所得混合物料通过平行双螺杆挤出机融熔挤出后冷却切粒,均化干燥,得到所需的聚丙烯复合材料。在本实施例中,填充剂为1250目硫酸钡,偶联剂为鈦酸酯偶联剂101,挤出机料筒温度180-230℃,挤出机进料量为10-40Kg/h。
对比例2
按重量份将94份聚丙烯粉料、15份聚甲基丙烯酸甲酯粉末、1份填充剂、0.5份润滑剂、0.4份α 晶型成核剂NA-11、0.1份抗氧剂、0.1份偶联剂置于高速混合机中混合3分钟,所得混合物料通过平行双螺杆挤出机融熔挤出后冷却切粒,均化干燥,得到所需的聚丙烯复合材料。在本实施例中,填充剂为1250目硫酸钡,偶联剂为鈦酸酯偶联剂101,挤出机料筒温度180-230℃,挤出机进料量为10-40Kg/h。
各实施例、对比例均按表1列出的标准进行测试
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2 各实施例、对比例测试结果
Figure 398998DEST_PATH_IMAGE002
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种高光泽、高刚性的聚丙烯复合材料,其特征在于,重量份组成为如下组分:均聚粉状聚丙烯树脂 92~93份,聚甲基丙烯酸甲酯 2~3份,填充剂 3~4份,成核剂 0.35~0.45份,润滑剂 0.5~0.7份,偶联剂 0.07~0.08份,抗氧剂 0.2~0.4份,所述成核剂为na-11成核剂;
所述的聚甲基丙烯酸甲酯为分子量60万~80万之间的聚甲基丙烯酸甲酯粉末,细度为70~100目;
所述的填充剂为硫酸钡、白云母或高岭土中的一种或两种以上的混合物,所述的填充剂的细度为1250目。
2.根据权利要求1所述的一种高光泽、高刚性的聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的润滑剂为PP蜡。
3.根据权利要求1所述的一种高光泽、高刚性的聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
4.根据权利要求1所述的一种高光泽、高刚性的聚丙烯复合材料,其特征在于:所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010、亚磷酸酯抗氧剂168,或二者按重量比1.8~2.2:1形成的复配物。
5.一种权利要求1~4任一项所述高光泽、高刚性的聚丙烯复合材料的制备方法,其特征在于,制备步骤为:按比例将物料置于混合机中混合均匀得混合物料;所得混合物料通过平行双螺杆挤出机融熔挤出后冷却切粒,均化干燥后,即得所需的高光泽、高刚性聚丙烯材料。
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