CN112321950B - 一种高抗冲聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种高抗冲聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高抗冲聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料领域。本发明提供的一种高抗冲聚丙烯材料，包括如下质量份数的制备原料：聚丙烯粉料99～99.85份、主抗氧剂1010 0.05～0.3份、辅助抗氧剂168 0.05～0.2份和成核剂0.05～0.5份。本发明通过使用成核剂水合云母，配合抗氧化剂与聚丙烯粉料混合，经挤压机挤出得到一种高抗冲聚丙烯材料，水合云母的加入在不降低产品的冲击性能的情况下，提高了产品的刚性；本发明所述的高抗冲聚丙烯材料的高抗冲性、韧性及尺寸稳定性均能显著提高，且提高了聚丙烯材料的适用范围。

Description

一种高抗冲聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高抗冲聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料领域。
背景技术
聚丙烯(PP)原料来源丰富，价格便宜，相对密度小，加工性能优良，屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高，电绝缘性良好，耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳，其制品无毒无味、光泽性好，因此被广泛的应用于汽车、机械、家电、包装等领域。但聚丙烯成型收缩率大、质脆，缺口冲击强度低，特别是低温时尤为严重，随着聚丙烯在各行业需求的逐步增长及科学技术的发展，人们对聚丙烯材料的综合性能要求越来越高，导致其很多性能急需改进。
本发明提供一种高抗冲聚丙烯材料，可以改变聚丙烯材料的物理机械性能、改善加工性能、降低成本和扩大适用范围。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高抗冲聚丙烯材料。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高抗冲聚丙烯材料，包括如下质量份数的制备原料：聚丙烯粉料99～99.85份、主抗氧剂1010 0.05～0.3份、辅助抗氧剂1680.05～0.2份和成核剂0.05～0.5份。
在抗冲聚丙烯中加入合适的成核剂，可以改变聚丙烯材料的物理机械性能、改善加工性能、降低成本和扩大适用范围。本发明提供的一种高抗冲聚丙烯，其能够显著提高聚丙烯的高抗冲性能、韧性及尺寸稳定性，提高了聚丙烯的适用范围。
作为本发明所述的高抗冲聚丙烯材料的优选实施方式，所述聚丙烯粉料为抗冲共聚聚丙烯。
作为本发明所述的高抗冲聚丙烯材料的优选实施方式，所述主抗氧剂1010为3-(3,5双特丁基-4-羟基环己基)丙酸酯。
作为本发明所述的高抗冲聚丙烯材料的优选实施方式，所述辅助抗氧剂168为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
作为本发明所述的高抗冲聚丙烯材料的优选实施方式，所述成核剂为水合云母。
本发明提供的一种高抗冲聚丙烯，以制备原料抗冲共聚聚丙烯、3-(3,5双特丁基-4-羟基环己基)丙酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯与成核剂水合云母在一定质量比下混合复配，通过各制备原料的协同作用下有助于聚丙烯成核，从而达到改变聚丙烯材料的物理机械性能、改善其加工性能、降低成本的作用。
作为本发明所述的高抗冲聚丙烯材料的优选实施方式，所述高抗冲聚丙烯材料的乙烯含量为12～17％，所述高抗冲聚丙烯材料的橡胶含量为10～30％；按照GB3682测定，所述高抗冲聚丙烯材料的熔体流动速率为5～15g/10min。
另外，本发明的另一目的提供所述的高抗冲聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)以丙烯、乙烯和氢气为原料进行聚合，制得聚丙烯粉料；
(2)按配比，将步骤(1)所述的聚丙烯粉料与主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、成核剂混合得到混合物料；
(3)将步骤(2)所述的混合物料加入挤出机中，控制挤出机筒体的温度和切粒水的温度，即可制得所述的高抗冲聚丙烯材料。
作为本发明所述的制备方法的优选实施方式，步骤(1)中，所述聚丙烯粉料的乙烯含量为12～17％，所述聚丙烯粉料的橡胶含量为10～30％；按照GB3682测定，所述聚丙烯粉料的熔体流动速率为5～15g/10min。
作为本发明所述的制备方法的优选实施方式，步骤(3)中，所述挤出机筒体的温度为180～230℃，所述切粒水的温度为55～65℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明通过使用成核剂水合云母，配合抗氧化剂与聚丙烯粉料混合，经挤压机挤出得到一种高抗冲聚丙烯材料，水合云母的加入在不降低产品的冲击性能的情况下，提高了产品的刚性。
(2)本发明提供的一种高抗冲聚丙烯，在抗冲聚丙烯中加入合适的成核剂水合云母，可以改变聚丙烯材料的物理机械性能、改善加工性能、降低成本和扩大适用范围，本发明所述的高抗冲聚丙烯材料的高抗冲性、韧性及尺寸稳定性均能显著提高，且提高了聚丙烯材料的适用范围。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例中，聚丙烯粉料为抗冲共聚聚丙烯；主抗氧剂1010为3-(3,5双特丁基-4-羟基环己基)丙酸酯(1010)；辅助抗氧剂168为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)；成核剂为水合云母。
实施例1
本实施例为本发明提供的一种高抗冲聚丙烯材料，包括如下质量份数的制备原料：聚丙烯粉料99.62份、主抗氧剂1010 0.1份、辅助抗氧剂168 0.08份和成核剂0.2份。
上述高抗冲聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)以丙烯、乙烯和氢气为原料进行聚合，制得乙烯含量为14.3％、橡胶含量为20％，熔体流动速率为8.7g/10min的聚丙烯粉料(按照GB3682测定)；
(2)按配比，将步骤(1)所述的聚丙烯粉料与主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、成核剂混合得到混合物料；
(3)将步骤(2)所述的混合物料加入挤出机(负荷为10吨/小时)中，控制挤出机筒体的温度为200℃和切粒水的温度为60℃，即可制得所述的高抗冲聚丙烯材料。
实施例2
本实施例为本发明提供的一种高抗冲聚丙烯材料，包括如下质量份数的制备原料：聚丙烯粉料99.5份、主抗氧剂1010 0.15份、辅助抗氧剂168 0.1份和成核剂0.25份。
上述高抗冲聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)以丙烯、乙烯和氢气为原料进行聚合，制得乙烯含量为14.5％、橡胶含量为20.5％，熔体流动速率为9.5g/10min的聚丙烯粉料(按照GB3682测定)；
(2)按配比，将步骤(1)所述的聚丙烯粉料与主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、成核剂混合得到混合物料；
(3)将步骤(2)所述的混合物料加入挤出机(负荷为10吨/小时)中，控制挤出机筒体的温度为200℃和切粒水的温度为60℃，即可制得所述的高抗冲聚丙烯材料。
实施例3
本实施例为本发明提供的一种高抗冲聚丙烯材料，包括如下质量份数的制备原料：聚丙烯粉料99.57份、主抗氧剂1010 0.1份、辅助抗氧剂168 0.1份和成核剂0.23份。
上述高抗冲聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)以丙烯、乙烯和氢气为原料进行聚合，制得乙烯含量为15％、橡胶含量为21.3％，熔体流动速率为9.3g/10min的聚丙烯粉料(按照GB3682测定)；
(2)按配比，将步骤(1)所述的聚丙烯粉料与主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、成核剂混合得到混合物料；
(3)将步骤(2)所述的混合物料加入挤出机(负荷为10吨/小时)中，控制挤出机筒体的温度为200℃和切粒水的温度为60℃，即可制得所述的高抗冲聚丙烯材料。
实施例4
本实施例为本发明提供的一种高抗冲聚丙烯材料，包括如下质量份数的制备原料：聚丙烯粉料99份、主抗氧剂1010 0.05份、辅助抗氧剂168 0.05份和成核剂0.05份。
上述高抗冲聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)以丙烯、乙烯和氢气为原料进行聚合，制得乙烯含量为12％、橡胶含量为15.8％，熔体流动速率为5g/10min的聚丙烯粉料(按照GB3682测定)；
(2)按配比，将步骤(1)所述的聚丙烯粉料与主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、成核剂混合得到混合物料；
(3)将步骤(2)所述的混合物料加入挤出机(负荷为10吨/小时)中，控制挤出机筒体的温度为180℃和切粒水的温度为55℃，即可制得所述的高抗冲聚丙烯材料。
实施例5
本实施例为本发明提供的一种高抗冲聚丙烯材料，包括如下质量份数的制备原料：聚丙烯粉料99.85份、主抗氧剂1010 0.3份、辅助抗氧剂168 0.2份和成核剂0.5份。
上述高抗冲聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)以丙烯、乙烯和氢气为原料进行聚合，制得乙烯含量为17％、橡胶含量为27％，熔体流动速率为15g/10min的聚丙烯粉料(按照GB3682测定)；
(2)按配比，将步骤(1)所述的聚丙烯粉料与主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、成核剂混合得到混合物料；
(3)将步骤(2)所述的混合物料加入挤出机(负荷为10吨/小时)中，控制挤出机筒体的温度为230℃和切粒水的温度为65℃，即可制得所述的高抗冲聚丙烯材料。
对比例1
本对比例为本发明提供的一种高抗冲聚丙烯材料，包括如下质量份数的制备原料：聚丙烯粉料99.5份、主抗氧剂1010 0.15份、辅助抗氧剂168 0.1份和成核剂0.25份。
上述高抗冲聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)以丙烯、乙烯和氢气为原料进行聚合，制得乙烯含量为9％、橡胶含量为15％，熔体流动速率为32.4g/10min的聚丙烯粉料(按照GB3682测定)；
(2)按配比，将步骤(1)所述的聚丙烯粉料与主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、成核剂混合得到混合物料；
(3)将步骤(2)所述的混合物料加入挤出机(负荷为10吨/小时)中，控制挤出机筒体的温度为200℃和切粒水的温度为60℃，即可制得所述的高抗冲聚丙烯材料。
对比例2
本对比例为本发明提供的一种高抗冲聚丙烯材料，包括如下质量份数的制备原料：聚丙烯粉料99.5份、主抗氧剂1010 0.15份、辅助抗氧剂168 0.1份。
上述高抗冲聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)以丙烯、乙烯和氢气为原料进行聚合，制得乙烯含量为14.5％、橡胶含量为20.5％，熔体流动速率为9.5g/10min的聚丙烯粉料(按照GB3682测定)；
(2)按配比，将步骤(1)所述的聚丙烯粉料与主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、成核剂混合得到混合物料；
(3)将步骤(2)所述的混合物料加入挤出机(负荷为10吨/小时)中，控制挤出机筒体的温度为200℃和切粒水的温度为60℃，即可制得所述的高抗冲聚丙烯材料。
效果例1
本效果例以实施例1-5和对比例1-2制备的高抗冲聚丙烯材料，进行力学性能相关指标的检测，(1)熔体流动速率(MFR)：按照GB3682测定；(2)乙烯含量：用已知的基于用13C-NMR校准的FTIR测试法测定；(3)橡胶含量：按照GB/T 24282-2009测定；(4)拉伸强度：按照GB/T 1040测定；(5)悬臂梁冲击强度：按GB/T 1043.1测定；(6)挠曲模量：按GB/T 9341测定。检测的结果如表1所示。
表1高抗冲聚丙烯材料力学性能相关指标的检测结果
Figure BDA0002747261000000071
由上表1结果显示，实施例1-5提供的一种高抗冲聚丙烯材料，与对比例1相比,其乙烯含量和橡胶含量均高于对比例1,与对比例2相比，其挠曲模量明显高于对比例2，由此说明本发明提供的一种高抗冲聚丙烯材料，通过使用一种高效成核剂(水合云母)，配合抗氧化剂与聚丙烯粉料混合，经挤压机挤出得到一种高抗冲聚丙烯，水合云母的加入在不降低产品的冲击性能的情况下，提高了产品的刚性。
最后所应当说明的是，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 (4)

1.一种高抗冲聚丙烯材料，其特征在于，由如下质量份数的制备原料组成：聚丙烯粉料99～99.85份、主抗氧剂1010 0.05～0.3份、辅助抗氧剂168 0.05～0.2份和成核剂0.05～0.5份；
所述聚丙烯粉料为抗冲共聚聚丙烯，所述主抗氧剂1010为3-(3,5双特丁基-4-羟基环己基)丙酸酯，所述辅助抗氧剂168为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，所述成核剂为水合云母；所述高抗冲聚丙烯材料的乙烯含量为14.5％，所述高抗冲聚丙烯材料的橡胶含量为20.5％；
按照GB3682测定，所述高抗冲聚丙烯材料的熔体流动速率为5～15g/10min。
2.如权利要求1所述的高抗冲聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以丙烯、乙烯和氢气为原料进行聚合，制得聚丙烯粉料；
(2)按配比，将步骤(1)所述的聚丙烯粉料与主抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、成核剂混合得到混合物料；
(3)将步骤(2)所述的混合物料加入挤出机中，控制挤出机筒体的温度和切粒水的温度，即可制得所述的高抗冲聚丙烯材料。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚丙烯粉料的乙烯含量为12～17％，所述聚丙烯粉料的橡胶含量为10～30％；按照GB3682测定，所述聚丙烯粉料的熔体流动速率为5～15g/10min。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述挤出机筒体的温度为180～230℃，所述切粒水的温度为55～65℃。
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