CN112795089A - 一种低收缩率的pp/ps基合金及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低收缩率的PP/PS基合金及其制备方法和应用。本发明的低收缩率的PP/PS基合金，包括如下重量份的组分：PP 15～40份，PS 15～40份，PPO 5～30份，相容剂2～5份，增韧剂5～20份，无机填料10～20份，其他助剂0.2～1份。本发明通过PP、PS和PPO的复配制得三元合金材料，与增韧剂、相容剂、无机填料协同增效，制得的PP/PS基合金具有0.4～0.6％的收缩率，与ABS收缩率0.5％非常接近。本发明的PP/PS基合金能够替代ABS材料，使用原有的ABS模具进行开模，具有优异的成本优势，能够用于制备大型、薄壁化的产品。

Description

一种低收缩率的PP/PS基合金及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及改性塑料技术领域，更具体的，涉及一种低收缩率的PP/PS基合金及其制备方法和应用。
背景技术
ABS材料由于其良好的表面光泽及冲击韧性和刚性的平衡，广泛使用在家电产品面壳部件，但由于其价格高、热变形温度低且耐候性较差，人们尝试使用便宜的PP等材料替代ABS材料已经成为一种趋势。
PP材料耐热性能优异、抗弯曲疲劳性好、价格低，用途广泛，但PP抗蠕变性差、成型收缩率大、尺寸稳定性不好；普通的PP材料无法直接代替ABS材料。通过添加30％以上玻璃纤维对PP材料进行改性，可以减小PP成型收缩率至ABS收缩率相当水平，但玻璃纤维改性PP会严重影响注塑制品的外观，无法替代ABS材料。
中国专利申请CN101659766A公开了一种低收缩可喷涂PP/PS共混物合金，通过PP与PS共混，搭配其他组分，降低了合金的收缩率。该PP/PS共混物合金的成型收缩率可以低至0.7～0.9％。但对于大型或者薄壁化的产品，原用ABS模具收缩率一般按照0.5％进行开模，PP/PS共混物合金0.7～0.9％的收缩率相比于ABS模具收缩率0.5％，仍有0.2～0.4％的差异，无法满足产品尺寸的要求。
因此，需要开发出一种低收缩率的PP/PS基合金。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的收缩率高的缺陷，提供一种PP/PS基合金，该PP/PS基合金具有0.4～0.6％的收缩率，适用原ABS模具开模。
本发明的另一目的在于提供上述PP/PS基合金的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述PP/PS基合金的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种低收缩率的PP/PS基合金，包括如下重量份的组分：
聚丙烯树脂(PP)15～40份，
聚苯乙烯树脂(PS)15～40份，
聚苯醚树脂(PPO)5～30份，
相容剂2～5份，
增韧剂5～20份，
无机填料10～20份，
其他助剂0.2～1份。
发明人研究发现，通过在PP/PS体系中加入少量PPO，可以极大地降低合金收缩率。PPO作为一种高强度工程塑料，可以与PS良好相容，PPO自身具有优良的尺寸稳定性，在PP/PS体系充分利用PPO与PS良好的相容性，物理共混方式引入高刚性PPO分子改善合金的收缩率。
优选地，所述PS的熔体流动速率为200℃，5KG条件下4～14g/10min。
优选地，所述PS为通用级聚苯乙烯和/或高抗冲聚苯乙烯。
优选地，所述PP的熔体流动速率为230℃，2.16KG条件下4～18g/10min。
PP和PP的熔体流动速率的测定方法均按照GB/T 3682-2018标准。
在PP和PS具有相近的流动性时，有利于不同树脂间的混合与分散。
优选地，所述PPO的特性粘度为40～45g/cm3。
PPO特性粘度的测定方法按照HG/T2364-1992标准。
选择中低特性粘度的PPO，与PS及PP的粘度状态更接近，利于PPO与PP/PS体系的相容，使得本发明PP/PS基合金具有更优的综合性能。
优选地，所述PP含量优选为15～30重量份，PS含量优选为30～40重量份，PPO含量优选为10～20重量份。
优选地，所述PP为无规聚丙烯树脂。
优选地，所述相容剂为苯乙烯-丙烯接枝共聚物和/或乙烯-丙烯嵌段共聚物。
优选地，所述增韧剂为聚烯烃弹性体。
更优选地，所述增韧剂为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)和/或热塑性丁苯橡胶(SBS)。
在本发明的PS/PP/PPO体系中，SEBS和/或SBS具有较优的增韧效果。
优选地，所述无机填料为微观结构为片状、碟状或针状的矿粉。
微观结构为片状、碟状或针状的矿粉在PS/PP/PPO体系中可以有效降低收缩率。
可选的，所述无机填料为滑石粉、云母粉或硅灰石。
优选地，所述无机涂料为滑石粉。
在同样的添加量下，滑石粉对PP/PS基合金的韧性影响更小。
所述其他助剂为抗氧剂和/或润滑剂。
优选地，所述抗氧剂为酚类化合物或亚磷酸酯类化合物。
可选的，所述酚类化合物为抗氧剂1010、抗氧剂1076。
可选的，所述亚磷酸酯类化合物为抗氧剂168。
优选地，所述润滑剂为硬脂酸类润滑剂。
可选的，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙。
本发明还保护上述PP/PS基合金的制备方法，包括如下步骤：
将PP、PS、PPO、相容剂、增韧剂、无机填料和其他助剂混合后加至挤出机，经熔融混合、挤出造粒，得到所述PP/PS基合金。
优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机。
优选地，所述双螺杆挤出机的温度为260～290℃，转速为350～500rpm，压力为2～3MPa；所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为36～44：1。
本发明还保护上述PP/PS基合金在制备大型薄壁塑料产品中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过PP、PS和PPO的复配制得三元合金材料，与增韧剂、相容剂、无机填料协同增效，制得的PP/PS基合金具有0.4～0.6％的收缩率，与ABS收缩率0.5％非常接近。本发明的PP/PS基合金能够替代ABS材料，使用原有的ABS模具进行开模，具有优异的成本优势，能够用于制备大型、薄壁化的产品。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例及对比例中的原料均可通过市售得到：
Figure BDA0002870364640000031
Figure BDA0002870364640000041
除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1～17
实施例1～17提供一种PP/PS基合金，各组分的含量如表1所示。
其制备方法为：根据表1将各组分加至高速混合机中混合均匀后投入双螺杆挤出机，经熔融造粒挤出，得到合金材料。其中双螺杆挤出机的挤温度为260～290℃，转速为350～500rpm，压力为2～3MPa；所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为36～44：1。
表1实施例1～17中各组分含量(重量份)
Figure BDA0002870364640000042
Figure BDA0002870364640000051
对比例1～6
对比例1～6提供一种PP/PS基合金，各组分的含量如表2所示。
其制备方法为：根据表2将各组分加至高速混合机中混合均匀后投入双螺杆挤出机，经熔融造粒挤出，得到合金材料。其中双螺杆挤出机的挤温度为260～290℃，转速为350～500rpm，压力为2～3MPa；所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为36～44：1。
表2对比例1～5中各组分含量(重量份)
Figure BDA0002870364640000052
性能测试
对上述实施例及对比例制备的PP/PS基合金进行性能测试。
检测方法具体如下：
收缩率：GB/T15585-1995《热塑性塑料注射成型收缩率的测定》，单位为％；
悬臂梁缺口冲击强度：GB/T1843-2008《硬质塑料冲击试验方法》，单位为KJ/m2；
弯曲模量：GB/T9341-2008《塑料弯曲性能试验方法》，单位为MPa。
实施例1～17的测试结果见表3，对比例1～5的测试结果见表4。
表3实施例1～17的性能测试结果
Figure BDA0002870364640000061
由表3的测试结果，本发明各实施例制得的PP/PS基合金均具有良好的韧性和刚性，且收缩率均在0.4～0.6％范围内，非常接近于ABS材料的0.5％收缩率，适用于原ABS模具开模。
由实施例1、实施例5～9的收缩率测试结果，PP/PS基合金中PP的含量越多，合金收缩率相对越高；PPO的含量越多，合金收缩率相对更低。优选地，PP含量优选为15～30重量份，PS含量优选为30～40重量份，PPO含量优选为10～20重量份。由实施例15～17的测试结果，无机填料优选为滑石粉。
表4对比例1～5的性能测试结果
Figure BDA0002870364640000062
对比例1中不含PPO，PP/PS基合金的收缩率较高，达到0.69％，与ABS的收缩率0.5％仍有接近0.2％的差距，不适用原ABS模具开模。对比例2中PPO含量过多，PP/PS基合金的收缩率过低，与ABS的收缩率0.5％差异较大。对比例3中PP含量过多，对比例4中不含无机填料，均使得PP/PS基合金的收缩率过高。对比例5中无机填料含量过多，虽然PP/PS基合金的收缩率适中，但悬臂梁缺口冲击强度较低，仅为6KJ/m2，无法满足实际使用要求。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低收缩率的PP/PS基合金，其特征在于，包括如下重量份的组分：
PP 15～40份，PS 15～40份，PPO 5～30份，相容剂2～5份，增韧剂5～20份，无机填料10～20份，其他助剂0.2～1份。
2.根据权利要求1所述PP/PS基合金，其特征在于，所述PPO的特性粘度为40～45g/cm3。
3.根据权利要求1所述PP/PS基合金，其特征在于，所述PS的熔体流动速率为200℃，5KG条件下4～14g/10min。
4.根据权利要求1所述PP/PS基合金，其特征在于，所述PP的熔体流动速率为230℃，2.16KG条件下4～18g/10min。
5.根据权利要求1所述PP/PS基合金，其特征在于，所述PP为无规聚丙烯树脂。
6.根据权利要求1所述PP/PS基合金，其特征在于，所述PP为15～30重量份，PS为30～40重量份，PPO为10～20重量份。
7.根据权利要求1所述PP/PS基合金，其特征在于，所述增韧剂为聚烯烃弹性体。
8.根据权利要求1所述PP/PS基合金，其特征在于，所述无机填料为微观结构为片状、碟状或针状的矿粉。
9.权利要求1～8任一项所述PP/PS基合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将PP、PS、PPO、相容剂、增韧剂、无机填料和其他助剂混合后加至挤出机，经熔融混合、挤出造粒，得到所述PP/PS基合金。
10.权利要求1～8任一项所述PP/PS基合金在制备大型薄壁塑料产品中的应用。
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