CN112745572B - 一种耐热老化聚丙烯组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐热老化聚丙烯组合物，按重量份计，包括以下组分：超高分子量聚丙烯80份；超高熔指聚丙烯5‑10份；重复单元中含有1‑己烯的聚丙烯0.5‑2份；无机填料10‑50份。本发明通过在超高分子量聚丙烯/超高熔指聚丙烯体系中添加含有重复单元中含有一定摩尔百分数的1‑己烯重复单元的聚丙烯，不仅能够改善超高分子量聚丙烯加工性能差的缺陷，并且能够提升聚丙烯组合物的耐热老化性。

Description

一种耐热老化聚丙烯组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种的耐热老化聚丙烯组合物及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，聚合物的熔体强度逐渐成为一种衡量聚合物性能的重要参数。例如在吹膜、发泡、熔体纺丝等多个领域中，如果聚合物熔体强度较低，容易导致产品成型困难，性能不稳定。
一方面，由于超高分子量聚丙烯高的模量，也导致其在高温环境下使用易发生开裂的现象。现有技术主要是通过添加耐热稳定剂来提高耐热老化性能，但是没有针对超高分子量聚丙烯进行耐热改性的报道。
另一方面，但由于其熔体强度过高，流动性差，导致加工成型过于困难。中国专利申请CN202010021791.1公开了一种共混式超高分子量聚丙烯/聚丙烯合金及其制备方法。其中根据相似相容的原理，以等规度大于95%、熔指0.2-60g /10min的高等规度聚丙烯为主体，添加0.5-20份的超高分子量聚丙烯，改善加工性能、提升熔体强度。但是，该专利技术方案中仅含有少量的超高分子量聚丙烯，使其熔体强度不满足很高的要求。
发明内容
本发明的目的在于，提高一种耐热老化聚丙烯组合物，具有耐热老化性能好、加工性能好的优点。
本发明的另一目的在于，提供上述耐热老化聚丙烯组合物的制备方法和应用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐热老化聚丙烯组合物，按重量份计，包括以下组分：
超高分子量聚丙烯 80份；
超高熔指聚丙烯 5-10份；
重复单元中含有1-己烯的聚丙烯 0.5-2份；
无机填料 10-50份。
所述的重复单元中含有1-己烯的聚丙烯中，1-己烯重复单元含量为3-8mol%。
所述的超高熔指聚丙烯的重均分子量范围是4万-10万。
所述的重复单元中含有1-己烯的聚丙烯的重均分子量范围是13万-18万。本发明所采用的含有1-己烯的聚丙烯参考专利CN104558300A聚合得到，单体为丙烯、1-己烯。根据GB/T 21863-2008方法测试重均分子量。
所述的超高分子量聚丙烯的重均分子量范围是45万-60万。
所述的无机填料选自硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、硫酸钙、硅灰石、云母、玻璃微珠中至少一种。
可以根据实际情况判断是否添加一定量的抗氧剂和润滑剂，按重量份计，抗氧剂的添加量可以是0-1份、润滑剂的添加量可以是0-1份。
所述抗氧化剂可以是受阻酚类主抗氧剂与亚磷酸酯类或硫醚类辅抗氧剂的混合物，所述的润滑剂可以是金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类的一种或两种以上的混合物。
金属皂类可以选自硬脂酸锌。
本发明的耐热老化聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：按比例将超高分子量聚丙烯、重复单元中含有1-己烯的聚丙烯、无机填料混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中挤出并造粒，得到耐热老化聚丙烯组合物；其中，200-230℃、转速范围是300-400转/分；
如有抗氧剂、润滑剂，则与超高分子量聚丙烯一起共混。
本发明的耐热老化聚丙烯组合物的应用，用于制备汽车发动机周边制件。
本发明具有如下有益效果：
本发明通过在超高分子量聚丙烯中加入一定量的超高熔指聚丙烯，能够改善超高分子量聚丙烯加工性能差的缺陷，再通过添加含有1-己烯的聚丙烯，不仅能够进一步提升加工性能，并且解决了超高分子量聚丙烯/超高熔指聚丙烯体系耐热老化性能差的缺陷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明所用原材料来源于市售产品。
超高分子量聚丙烯：重均分子量为55万，牌号为台塑的PP 3003。
超高熔指聚丙烯：重均分子量为8万，牌号为PolyMirae公司MF650Y。
含1-己烯的聚丙烯A：重复单元含有3.5mol%的1-己烯单体，重均分子量为13.1万，自制。
含1-己烯的聚丙烯B：重复单元含有7.5mol%的1-己烯单体，重均分子量为17.6万，自制。
含1-己烯的聚丙烯C：重复单元含有4.5mol%的1-己烯单体，重均分子量为8.5万，自制。
含1-己烯的聚丙烯D：重复单元含有4.5mol%的1-己烯单体，重均分子量为21万，自制。
含1-己烯的聚丙烯E：重复单元含有9.5mol%的1-己烯单体，重均分子量为15.1万，自制。
含1-己烯的聚丙烯F：重复单元含有0.5mol%的1-己烯单体，重均分子量为14.4万，自制。
滑石粉：添源化工TYT-777A, 3000目。
润滑剂：硬脂酸锌。
实施例和对比例耐热老化聚丙烯组合物的制备方法，包括以下步骤：按比例将超高分子量聚丙烯、重复单元中含有1-己烯的聚丙烯、滑石粉、润滑剂混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中挤出并造粒，得到耐热老化聚丙烯组合物；其中，螺杆的温度范围是200-230℃、转速范围是300-400转/分。
测试方法：
（1）熔融指数：按GB/T 3682.1-2018测试，条件为230℃/2.16kg。
（2）耐热老化性：将复合物注塑成100mm*100mm*2mm方板，将方板放入温度150℃强制对流烘箱中，记录出现粉化的时间来评价，单位为小时。
表1：实施例耐热老化聚丙烯组合物各组分含量（重量份）及测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
超高分子量聚丙烯 80 80 80 80 80 80 80
超高熔指聚丙烯 7 7 7 7 5 10 8
含1-己烯的聚丙烯A 0.5 1 1.5 2 1.2 0.7
含1-己烯的聚丙烯B 0.8
滑石粉 20 20 20 20 20 20 20
润滑剂 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
熔融指数，g/10min 0.5 0.52 0.53 0.56 0.48 0.62 0.57
耐热老化性，小时 1466 1658 1898 1632 1562 1610 1586
由实施例1-7可知，聚丙烯组合物的耐热老化性能在含1-己烯的聚丙烯添加1-1.5份时最好。
表2：对比例聚丙烯复合材料各组分含量（重量份）及测试结果
对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6 对比例7
超高分子量聚丙烯 80 80 80 80 80 80 80
超高熔指聚丙烯 7 7 7 7 2 7
含1-己烯的聚丙烯A 1 1 5
含1-己烯的聚丙烯C 1
含1-己烯的聚丙烯D 1
含1-己烯的聚丙烯E 1
含1-己烯的聚丙烯F 1
滑石粉 20 20 20 20 20 20 20
润滑剂 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
熔融指数，g/10min 0.48 0.42 0.36 0.46 0.35 0.38 0.55
耐热老化性，小时 866 1034 1130 938 866 938 986
由对比例1/2可知，含1-己烯的聚丙烯的分子量范围主要是影响组合物的耐热老化性。
由对比例3/4可知，含1-己烯的聚丙烯的1-己烯重复单元含量过高不仅导致熔融指数的提升不足，并且耐热老化性能不足；1-己烯重复单元含量过低，耐热老化性能差。
由对比例5/6可知，超高熔指聚丙烯不仅能够提升聚丙烯组合物的熔融指数，并且，意外的影响耐热老化性。
由对比例7可知，含1-己烯的聚丙烯添加量过高，虽然能够得到良好的加工性，但是耐热老化性能下降过多。

Claims (5)

1.一种耐热老化聚丙烯组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
超高分子量聚丙烯 80份；
超高熔指聚丙烯 5-10份；
重复单元中含有1-己烯的聚丙烯 0.5-2份；
无机填料 10-50份；
所述的重复单元中含有1-己烯的聚丙烯中，1-己烯重复单元含量为3-8mol%，重复单元中含有1-己烯的聚丙烯的重均分子量范围是13万-18万；
所述的超高熔指聚丙烯的重均分子量范围是4万-10万；
所述的超高分子量聚丙烯的重均分子量范围是45万-60万。
2.根据权利要求1所述的耐热老化聚丙烯组合物，其特征在于，所述的无机填料选自硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、硫酸钙、硅灰石、云母、玻璃微珠中至少一种。
3.根据权利要求1所述的耐热老化聚丙烯组合物，其特征在于，按重量份计，还包括0-2份的抗氧剂、润滑剂中的一种或多种。
4.权利要求1-2任一项所述的耐热老化聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按比例将超高分子量聚丙烯、重复单元中含有1-己烯的聚丙烯、超高熔指聚丙烯、无机填料混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中挤出并造粒，得到耐热老化聚丙烯组合物；其中，螺杆温度范围是200-230℃、转速范围是300-400转/分。
5.权利要求1-3任一项所述的耐热老化聚丙烯组合物的应用，其特征在于，用于制备汽车发动机周边制件。
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