CN112778651A - 一种具有高低温韧性和高阻燃性的ppr材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有高低温韧性和高阻燃性的PPR材料及其制备方法，该PPR材料包括如下质量份数的组分：74‑82份PPR，6‑10份氢氧化镁粉末，7‑12份马来酸酐接枝聚丙烯和3‑4份四[β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。本发明提供的PPR材料，在氢氧化镁粉末、马来酸酐接枝聚丙烯以及四[β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的复配作用下，具有较高低温韧性和高阻燃性；此外，本发明提供的PPR材料的制备方法的制备过程简单，原料以及设备易得，可以规模化生产。

Description

一种具有高低温韧性和高阻燃性的PPR材料及制备方法
技术领域
本发明涉及PPR材料技术领域，尤其涉及一种具有高低温韧性和高阻燃性 的PPR材料及制备方法。
背景技术
PPR(聚丙烯无规共聚物)产品韧性好，强度高，加工性能优异，较高温度 下抗蠕变性能好，并具有无规共聚聚丙烯特有的高透明性优点，可广泛用于管材、 片材、日用品、包装材料、家用电器部件以及各种薄膜的生产。PPR也是聚丙烯 的一种，它的高分子链的基本结构用加入不同种类的单体分子加以改性。乙烯是 最常用的单体分子，乙烯加入聚丙烯改性引起聚丙烯物理性质的改变。与PP均 聚物相比，无规共聚物改进了光学性能(增加了透明度并减少了浊雾)，提高了 抗冲击性能，增加了挠性，降低了熔化温度，从而也降低了热熔接温度；同时无 规共聚物在化学稳定性、水蒸汽隔离性能和器官感觉性能(低气味)等方面与均 聚物基本相同。因此，PPR广泛应用于吹塑、注塑、薄膜和片材挤压加工领域， 作食品包装材料、医药包装材料和日常消费品。
在PPR材料使用过程中，PPR的低温韧性与阻燃性能同等重要，因为塑料 普遍属于易燃材料，如何制备一种低温韧性好，并且阻燃性能好的PPR材料显 得尤为重要，从而提高PPR材料的使用性能。因此如何制备一种具有高低温韧 性和高阻燃性的PPR材料已成为研发人员需要迫切解决的问题。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述问题，提供一种具有高低温韧性和高阻燃性 的PPR材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一个方面，提供一种具有高低温韧性和高阻燃性的PPR材料， 该PPR材料包括如下质量份数的组分：
Figure BDA0002861727560000021
进一步地，PPR的熔融指数为0.24～0.36g/10min，维卡软化点为133～136℃， 屈服强度为25～35MPa，弹性模量为800～1200MPa。
进一步地，氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为350℃。
进一步地，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.865～0.875g/cm3，接枝率为 0.8～1.5％，熔体指数为45～50g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为25～28MPa， 熔点为135～140℃。
本发明的第二个方面，提供一种如上述的PPR材料的制备方法，包括以下 步骤：
步骤一，按照质量份数称量PPR、氢氧化镁粉末、马来酸酐接枝聚丙烯和四 [β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将PPR、氢氧化镁粉末、 马来酸酐接枝聚丙烯以及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混 合均匀，得到物料；
步骤二，将物料加入到挤出机中挤出造粒，然后干燥。
进一步地，混合的温度为40～60℃。
进一步地，挤出造粒的温度为180～200℃，挤出机螺杆的转速为300～350rpm。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明提供的具有高低温韧性和高阻燃性的PPR材料，在PPR、氢氧化镁 粉末、马来酸酐接枝聚丙烯以及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四 醇酯的复配作用下，该种PPR材料具备较高的低温韧性以及高阻燃性；此外， 本发明提供的具有高低温韧性和高阻燃性的PPR材料的制备方法简单，原料以 及设备易得，可以规模化生产。
具体实施方式
本发明提供了一种具有高低温韧性和高阻燃性的PPR材料，该PPR材料包 括如下质量份数的组分：
Figure BDA0002861727560000031
在本发明一优选的实施例中，PPR的熔融指数为0.24～0.36g/10min，维卡软 化点为133～136℃，屈服强度为25～35MPa，弹性模量为800～1200MPa。
在本发明一优选的实施例中，氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为 3350℃。
在本发明一优选的实施例中，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为 0.865～0.875g/cm3，接枝率为0.8～1.5％，熔体指数为45～50g/10min(190℃，2.16kg)， 拉伸强度为25～28MPa，熔点为135～140℃。
如上述的PPR材料的制备方法包括如下步骤：
步骤一，按照质量份数称量PPR、氢氧化镁粉末、马来酸酐接枝聚丙烯和四 [β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将PPR、氢氧化镁粉末、 马来酸酐接枝聚丙烯以及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混 合均匀，得到物料；
步骤二，将物料加入到挤出机中挤出造粒，然后干燥。
在本发明一优选的实施例中，混合的温度为40～60℃。
在本发明一优选的实施例中，挤出造粒的温度为180～200℃，挤出机螺杆的 转速为300～350rpm。
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发 明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
本实施例提供了一种具有高低温韧性和高阻燃性的PPR材料，包括以下质 量份数的组分：
Figure BDA0002861727560000032
其中，PPR熔融指数为0.24～0.36g/10min，维卡软化点为133～136℃，屈服 强度为28MPa，弹性模量为950MPa，氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为 350℃，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.865～0.875g/cm3，接枝率为0.8～1.5％， 熔体指数为45～50g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为25～28MPa，熔点为 135～140℃。
0.8～1.5％上述PPR材料的制备方法包括如下步骤：
步骤一，按照配比称量PPR、氢氧化镁粉末、马来酸酐接枝聚丙烯以及四[β- (3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将PPR、氢氧化镁粉末、马 来酸酐接枝聚丙烯以及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入 到高速混合机中混合均匀，混合温度为40～60℃；
步骤二，将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出 机的挤出温度为180～200℃，挤出机螺杆的转速为300～350rpm，最后干燥得到 PPR材料。
实施例2
本实施例提供一种具有高低温韧性和高阻燃性的PPR材料，包括如下质量 份数的组分：
Figure BDA0002861727560000041
其中，PPR熔融指数为0.24～0.36g/10min，维卡软化点为133～136℃，屈服 强度为28MPa，弹性模量为950MPa，氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为 350℃，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.865～0.875g/cm3，接枝率为0.8～1.5％， 熔体指数为45～50g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为25～28MPa，熔点为 135～140℃。上述的PPR材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一，按照配比称量PPR、氢氧化镁粉末、马来酸酐接枝聚丙烯以及四[β- (3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将PPR、氢氧化镁粉末、马 来酸酐接枝聚丙烯以及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入 到高速混合机中混合均匀，混合温度为40～60℃；
步骤二，将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出 机的挤出温度为180～200℃，挤出机螺杆的转速为300～350rpm，最后干燥得到 PPR材料。
实施例3
本实施例提供一种具有高低温韧性和高阻燃性的PPR材料，包括如下质量 份数的组分：
Figure BDA0002861727560000051
其中，PPR熔融指数为0.24～0.36g/10min，维卡软化点为133～136℃，屈服 强度为28MPa，弹性模量为950MPa，氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为 350℃，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.865～0.875g/cm3，接枝率为0.8～1.5％， 熔体指数为45～50g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为25～28MPa，熔点为 135～140℃。
上述PPR材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照配比称量PPR、氢氧化镁粉末、马来酸酐接枝聚丙烯以及四[β- (3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将PPR、氢氧化镁粉末、马 来酸酐接枝聚丙烯以及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入 到高速混合机中混合均匀，混合温度为40～60℃；
步骤二，将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出 机的挤出温度为180～200℃，挤出机螺杆的转速为300～350rpm，最后干燥得到 PPR材料。
实施例4
本实施例提供了一种具有高低温韧性和高阻燃性的PPR材料，包括如下质 量份数的组分：
Figure BDA0002861727560000052
Figure BDA0002861727560000061
其中，PPR熔融指数为0.24～0.36g/10min，维卡软化点为133～136℃，屈服 强度为28MPa，弹性模量为950MPa，氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为 350℃，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.865～0.875g/cm3，接枝率为0.8～1.5％， 熔体指数为45～50g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为25～28MPa，熔点为 135～140℃。
如上述PPR材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照配比称量PPR、氢氧化镁粉末、马来酸酐接枝聚丙烯以及四[β- (3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将PPR、氢氧化镁粉末、马 来酸酐接枝聚丙烯以及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入 到高速混合机中混合均匀，混合温度为40～60℃；
步骤二，将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出 机的挤出温度为180～200℃，挤出机螺杆的转速为300～350rpm，最后干燥得到 PPR材料。
验证实施例
对实施例1～4提供的PPR材料进行性能测试，选择市场上购买得到的PPR 材料作为对比例进行性能测试，性能测试包括缺口冲击强度测试和阻燃性测试， 其中，缺口冲击强度试验采用标准GB/T1843-2008，阻燃性测试采用标准 GB/T24093。实验结果见表1。
表1 PPR材料的部分性能参数
Figure RE-GDA0002994661970000062
如表1所示，相比于对比例，实施例1～4提供的PPR材料的缺口冲击强度 以及氧指数均大于市场采购的PPR材料的-20℃缺口冲击强度以及氧指数值。 -20℃缺口冲击强度越高，表明PPR材料低温使用性能越优异，氧指数值越高， 表明PPR材料越不容易燃烧。由此可知，相比于市场现有的PPR材料。本研究 中实施例1～4的PPR材料低温韧性与阻燃性能均较好。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并 不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行 的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范 围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种具有高低温韧性和高阻燃性的PPR材料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
Figure FDA0002861727550000011
2.根据权利要求1所述的PPR材料，其特征在于，所述PPR的熔融指数为0.24～0.36g/10min，维卡软化点为133～136℃，屈服强度为25～35MPa，弹性模量为800～1200MPa。
3.根据权利要求1所述的PPR材料，其特征在于，所述氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为350℃。
4.根据权利要求1所述的PPR材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.865～0.875g/cm3，接枝率为0.8～1.5％，在190℃和2.16kg下的熔体指数为45～50g/10min，拉伸强度为25～28MPa，熔点为135～140℃。
5.如权利要求1～4任一项所述的PPR材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按照所述质量份数称量所述PPR、氢氧化镁粉末、马来酸酐接枝聚丙烯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将所述PPR、氢氧化镁粉末、马来酸酐接枝聚丙烯以及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀，得到混合物料；
步骤二，将所述混合物料加入到挤出机中挤出造粒，然后干燥。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为40～60℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述挤出造粒的温度为180～200℃，所述挤出机螺杆的转速为300～350rpm。
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