CN111218066A - 一种抗虎皮纹聚丙烯爆破材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗虎皮纹聚丙烯爆破材料及制备方法,该聚丙烯爆破材料由质量百分数为12%‑17%一类聚丙烯(PP1)、18%‑21%二类聚丙烯(PP2)、20%‑24%三类聚丙烯(PP3)、8%‑10%一类增韧剂(POE1)、7%‑11%二类增韧剂(POE2)、15%‑20%滑石粉、3%‑5%碳酸钙、1%‑1.5%润滑剂、专用母粒5%‑15%组成。上述原料经过混合后加入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒,即得抗虎皮纹聚丙烯爆破材料。本发明中采用了一种预交联的专用母粒,使材料的注塑成型过程中降低聚丙烯熔体的跳跃性流动,同时不破坏材料的抗冲击性能,以解决汽车用爆破立柱的外观虎皮纹缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及高分子改性及材料加工领域,具体涉及一种抗虎皮纹聚丙烯爆破材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯树脂是一种性能优良的通用塑料,具有质轻、价格低、易回收的特点,被广泛应用于汽车上的零部件,尤其是爆破立柱。在爆破立柱的应用中,聚丙烯树脂自身的冲击性能很难满足立柱对材料高抗冲击的要求,因此往往需要在基体中加入一定量的增韧剂,增韧剂的加入却会使制件表面出现明暗相间的条纹,即虎皮纹。
虎皮纹的出现严重影响制件的外观状态,如光泽、皮纹纹理等,同时还会影响缺陷区域的性能,从而使整个制件的性能受到不良的影响,给制件的使用带来巨大的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗虎皮纹聚丙烯爆破材料及其制备方法,以解决现有技术中的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种抗虎皮纹聚丙烯爆破材料,由以下原料按质量百分比组成:
所述专用母粒为一种或几种共聚聚丙烯的预交联产物。
进一步方案,所述专用母粒通过化学交联方法制备得到,步骤为:将聚丙烯树脂与化学交联剂混合均匀后,加入双螺杆挤出机中,由模头挤出、拉条、水冷、切粒、干燥和包装,即得到专用母粒。
进一步方案,所述专用母粒通过辐照交联方法制备得到,步骤为:将聚丙烯树脂在0.1-5KGy的辐照条件下进行辐照处理,然后将辐照处理的聚丙烯树脂加入到同向啮合双螺杆挤出机中,由模头挤出、拉条、水冷、切粒、干燥和包装,即得到专用母粒。
进一步方案,所述一类聚丙烯为高熔指的共聚聚丙烯树脂,在温度为230℃、载荷为2.16kg的测试条件下,其熔体流动速率为90-100g/10min。
进一步方案,所述二类聚丙烯为高冲击的共聚聚丙烯树脂,在温度为230℃、载荷为2.16kg的测试条件下,其熔体流动速率为5-15g/10min。
进一步方案,所述三类聚丙烯为具有常规流动性的共聚聚丙烯树脂,在温度为230℃、载荷为2.16kg的测试条件下,其熔体流动速率为55-70g/10min。
进一步方案,所述一类增韧剂为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-己烯共聚物中的一种或几种,在温度为230℃、载荷为2.16kg的测试条件下,其熔体流动速率为5-10g/10min。
进一步方案,所述二类增韧剂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物中的一种或几种,在温度为230℃、载荷为2.16kg的测试条件下,其熔体流动速率为0.5-1g/10min。
本发明的另一个目的是提供上述所述的抗虎皮纹聚丙烯爆破材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)按比例称取各原料后混合均匀得到混合物料;
(2)将混合物料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒,即得抗虎皮纹聚丙烯爆破材料。
进一步方案,所述双螺杆挤出机为同向啮合双螺杆挤出机;所述双螺杆挤出机的挤出温度为200-220℃,螺杆转速为500-700r/min.
与现有技术相比,本发明有益效果体现在:
(1)本发明中采用的专用母粒为一种或几种共聚聚丙烯的预交联产物,是选取一种或几种共聚聚丙烯树脂,通过化学交联或物理交联的方法,使聚丙烯树脂的分子链在断链之后被交联,即获得一定的交联程度,该交联结构在不影响材料流动性的基础上,还可以赋予材料强度和韧性。材料的注塑成型过程中降低聚丙烯熔体的跳跃性流动,同时不破坏材料的抗冲击性能,以解决汽车用爆破立柱的外观虎皮纹缺陷。
(2)本发明使用三种具有不同熔融指数的聚丙烯树脂混合使用,能够在不影响材料流动性及强度的条件下,使混合物在双螺杆挤出机中熔融共混时具有更好的被增韧效果,从而使最终得到的改性材料得到优异的抗冲击性能。
(3)本发明使用两种熔体流动速率即流动性不同的增韧剂配合使用,可以促使增韧剂在共混物中的分散与分布均匀,能够防止因增韧剂流动性低而导致共混物界面存在缺陷而削弱增韧效果的问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下列实施例中所用试剂的型号以及供应商如下:
一类聚丙烯树脂为BX3920(韩国SK集团)或韩EA5076(韩国巴塞尔集团);
二类聚丙烯树脂为8285E1(埃克森美孚(中国)投资有限公司广州分公司)或BA238A(韩国巴塞尔集团);
三类聚丙烯树脂为BX3900(韩国SK集团)或7555KNE2(埃克森美孚(中国)投资有限公司广州分公司);
一类增韧剂为POE 8613L(韩国SK集团)或POE C5070D(Sabic创新塑料中国有限公司);
二类增韧剂为POE LC170(韩国LG化学公司)或POE 8842(美国陶氏化学集团);
润滑剂为硅酮MB50-001(美国道康宁有限公司)或耐刮擦剂HG-600S(浙江佳华精化股份有限公司);
专用母粒为自制产品,使用的聚丙烯树脂为BX3900(韩国SK集团)或7555KNE2(埃克森美孚(中国)投资有限公司广州分公司),使用的化学交联剂为无味DCP(阿克苏诺贝尔(中国)有限公司)其制备方法分为化学交联和辐照交联两种,具体如下:
1、化学交联:(1)选用无味DCP为化学交联剂,按重量份计,称取100份聚丙烯树脂BX3900和和0.3份无味DCP,经混料锅共混5min得混合物料;(2)将混合物料加入到同向啮合双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机由进料段到机头的温度依次为:80℃、200℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、210℃、210℃、210℃、200℃,模头温度为220℃。经过700r/min的双螺杆剪切,由模头挤出、拉条、水冷、切粒、干燥和包装,即得到专用母粒。
2、辐照交联:(1)将聚丙烯树脂BX3900在0.5KGy的辐照条件下进行辐照处理;(2)将经过辐照处理的聚丙烯树脂加入到同向啮合双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机由进料段到机头的温度依次为:80℃、200℃、200℃、210℃、210℃、220℃、220℃、210℃、210℃、210℃、200℃,模头温度为220℃。经过700r/min的双螺杆剪切,由模头挤出、拉条、水冷、切粒、干燥和包装,即得到专用母粒。
上述试剂只是为了说明本发明实验时所采用的试剂来源和成分,以便充分公开,并不表示采用其他同类试剂或其他供应商提供的试剂就不能实现本发明。
一种抗虎皮纹聚丙烯爆破材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)按比例称取各原料后加入到高速混料锅中,混合机的转速为700rpm/min,混合6min得到混合物料;
(2)将混合物料加到同向啮合双螺杆挤出机的料斗中,然后由喂料螺杆送入螺杆直径65mm双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机由进料段到机头的温度依次为:70℃、200℃、210℃、210℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃、210℃、200℃,模头温度220℃。经过650r/min双螺杆剪切,混炼塑化后,由模头挤出、拉条、水冷、切粒、干燥和包装,获得抗虎皮纹聚丙烯爆破材料。
各实施例和对比例所用物料配比如下表1所示:
表1各实施例和对比例所用物料配比
备注:上表中实施例1中使用的PP1为BX3920,PP2为8285E1,PP3为BX3900,POE1为POE 8613L,POE2为POE 8842,专用母粒为化学交联得到的专用母粒;
实施例2中使用的PP1为BX3920,PP2为8285E1,PP3为BX3900,POE1为POE 8613L,POE2为POE 8842,专用母粒为化学交联得到的专用母粒;
实施例3中使用的PP1为EA5076,PP2为BA238A,PP3为7555KNE2,POE1为POE 8613L,POE2为POE LC170,专用母粒为辐照交联得到的专用母粒;
实施例4中使用的PP1为EA5076,PP2为BA238A,PP3为7555KNE2,POE1为POE 8613L,POE2为POE LC170,专用母粒为辐照交联得到的专用母粒;
实施例5中使用的PP1为BX3920,PP2为8285E1,PP3为BX3900,POE1为POE 8613L,POE2为POE 8842,专用母粒为化学交联得到的专用母粒;
实施例6中使用的PP1为EA5076,PP2为BA238A,PP3为7555KNE2,POE1为POE 8613L,POE2为POE LC170,专用母粒为辐照交联得到的专用母粒。
上述实施例和对比例制得的材料的性能检测及检测条件如下:材料的密度按照ISO 1183-1标准测试,测试条件为23℃,使用酒精密度测试仪;拉伸拉伸按照ISO 527-2标准测试,样条形状为哑铃型样条,其中测试速度为50mm/min;弯曲性能按照ISO 178标准测试,其中测试速度为2mm/min,样条形状为长方体样条,样条尺寸为80mm×10mm×4mm;悬臂梁缺口冲击按照ISO 180标准测试,缺口深度为2mm,样条形状为长方体样条,样条尺寸为80mm×10mm×4mm;熔融指数按照ISO 1133-1/2标准测试,测试条件为230℃,2.16kg;收缩率按照ISO 294标准测试,测试条件为23℃,50RH%;虎皮纹外观缺陷按照Orinko内部方法评价(按照流长0.5m计算,离胶口距离越近出现虎皮纹缺陷的,等级越高),具体虎皮纹等级如表2所示。
表2虎皮纹缺陷等级
实施例1-4和对比例1-2中制备得到的产品的性能检测见表3:
表3各实施例和对比例制得的产品性能检测数据
从表3中的数据可以看到,在加入专用母粒以后,材料的冲击性能稍有下降,但是材料的虎皮纹情况有所改善,并且随着专用母粒用量的增加,材料的虎皮纹情况越好。这主要是由于,专用母粒的加入,其中的交联网络结构可以有效地降低聚丙烯熔体在材料注塑过程中的跳跃性流动,同时不破坏材料的抗冲击性能。
本发明使用三种具有不同熔融指数的聚丙烯树脂混合使用,能够在不影响材料流动性及强度的条件下,使混合物在双螺杆挤出机中熔融共混时具有更好的被增韧效果,从而使最终得到的改性材料得到优异的抗冲击性能;此外,本发明使用两种熔体流动速率即流动性不同的增韧剂配合使用,可以促使增韧剂在共混物中的分散与分布均匀,能够防止因增韧剂流动性低而导致共混物界面存在缺陷而削弱增韧效果的问题。
Claims (6)
1.一种抗虎皮纹聚丙烯爆破材料,其特征在于:由以下原料按质量百分比组成:
一类聚丙烯 12-17%,
二类聚丙烯 18-21%,
三类聚丙烯 20-24%,
一类增韧剂 8-10%,
二类增韧剂 7-11%,
滑石粉 15-20%,
碳酸钙 3-5%,
润滑剂 1-1.5%,
专用母粒 5-15%,
所述专用母粒为一种或几种共聚聚丙烯的预交联产物。
2.根据权利要求1所述的抗虎皮纹聚丙烯爆破材料,其特征在于:所述专用母粒通过化学交联方法制备得到,步骤为:将聚丙烯树脂与化学交联剂混合均匀后,加入双螺杆挤出机中,由模头挤出、拉条、水冷、切粒、干燥和包装,即得到专用母粒。
3.根据权利要求1所述的抗虎皮纹聚丙烯爆破材料,其特征在于:所述专用母粒通过辐照交联方法制备得到,步骤为:将聚丙烯树脂在0.1-5KGy的辐照条件下进行辐照处理,然后将辐照处理的聚丙烯树脂加入到同向啮合双螺杆挤出机中,由模头挤出、拉条、水冷、切粒、干燥和包装,即得到专用母粒。
4.根据权利要求1所述的抗虎皮纹聚丙烯爆破材料,其特征在于:所述一类聚丙烯为高熔指的共聚聚丙烯树脂,在温度为230℃、载荷为2.16kg的测试条件下,其熔体流动速率为90-100g/10min。
5.根据权利要求1所述的抗虎皮纹聚丙烯爆破材料,其特征在于:所述二类聚丙烯为高冲击的共聚聚丙烯树脂,在温度为230℃、载荷为2.16kg的测试条件下,其熔体流动速率为5-15g/10min。
6.根据权利要求1所述的抗虎皮纹聚丙烯爆破材料,其特征在于:所述三类聚丙烯为具有常规流动性的共聚聚丙烯树脂,在温度为230℃、载荷为2.16kg的测试条件下,其熔体流动速率为55-70g/10min。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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