CN114163721A - 一种聚丙烯碳酸钙母粒及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚丙烯碳酸钙母粒及其制备方法和应用，属于塑料材料技术领域。聚丙烯碳酸钙母粒，以重量份数计，包括如下组分：均聚中熔指聚丙烯8～15份；茂金属低等规度聚丙烯3～9份；碳酸钙85～98份，抗氧剂0.2～1份，润滑剂0.3～1份。本发明的聚丙烯碳酸钙母粒中添加了茂金属低等规度聚丙烯，茂金属低等规度聚丙烯相与其它相流动性差异非常大，易最先注塑到模具表面形成凝固层形成高光面，达到较高的光泽度，本发明的均聚中熔指聚丙烯和茂金属低等规度聚丙烯协同作用，可使得茂金属低等规度聚丙烯和碳酸钙有效分散结合，达到良分散的效果，具有良分散高光泽性和良好的拉伸性能。

Description

一种聚丙烯碳酸钙母粒及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及塑料材料技术领域，更具体地，涉及一种聚丙烯碳酸钙母粒及其制备方法和应用。
背景技术
现有的聚丙烯碳酸钙母粒的研究多针对其碳酸钙的含量、载体和加工工艺的改善，以期提高聚丙烯碳酸钙母粒中碳酸钙的含量，降低生产成本。但是高碳酸钙含量的聚丙烯碳酸钙母粒的分散性较差，母粒的光泽度差，且力学性能等综合性能无法达到相关要求。
CN101845172A公开了聚丙烯高填充增韧母粒及其制备方法，其聚丙烯高填充增韧母粒成份及重量百分含量为：碳酸钙粉体84％、聚丙烯树脂7％、助剂6％、分散剂3％，虽然提高了母粒中碳酸钙的含量，但其并未改善母粒的分散性和光泽度，且加工得到的聚丙烯高填充增韧母粒的颜色偏暗，不利于下游高端产品生产。
发明内容
本发明的目的是克服现有聚丙烯碳酸钙母粒的分散性和光泽度不佳的缺陷和不足，提供一种聚丙烯碳酸钙母粒。
本发明的另一目的是提供一种聚丙烯碳酸钙母粒的制备方法。
本发明的又一目的是提供一种聚丙烯碳酸钙母粒在制备高光泽塑料制备中的应用。
本发明的再一目的是提供一种高光泽塑料制品。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种聚丙烯碳酸钙母粒，以重量份数计，包括如下组分：
均聚中熔指聚丙烯8～15份；茂金属低等规度聚丙烯3～9份；碳酸钙85～98份；抗氧剂0.2～1份；润滑剂0.3～1份，
其中，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下，所述均聚中熔指聚丙烯的熔体质量流动速率为10～15g/10min，
所述茂金属低等规度聚丙烯的等规度为55～65％。
其中，需要说明的是：
本发明的聚丙烯碳酸钙母粒中含有特定份数的茂金属低等规度聚丙烯，碳酸钙母粒和聚丙烯树脂混合后在注塑时，熔体中茂金属低等规度聚丙烯相与其它相流动性差异非常大，易最先注塑到模具表面形成凝固层形成高光面，达到较高的光泽度，同时本发明的均聚中熔指聚丙烯和茂金属低等规度聚丙烯协同作用，可使得茂金属低等规度聚丙烯和碳酸钙有效分散结合，达到良分散的效果，从而也可以改善应用于塑料制品制备的拉伸性能。
本发明的聚丙烯碳酸钙母粒不仅可以提高母粒中碳酸钙的含量，且保证了碳酸钙的良好分散性，得到具有较高光泽度的聚丙烯碳酸钙母粒。
本发明的抗氧剂可以为主抗氧剂和辅抗氧剂的混合物，其在主抗氧剂可以为受阻酚类主抗氧剂，辅抗氧剂可以为亚磷酸酯类或硫醚类辅抗氧剂。
本发明的润滑剂为聚乙烯类润滑剂。
优选地，以重量份数计，包括如下组分：
均聚中熔指聚丙烯10～13份；茂金属低等规度聚丙烯5～7份；碳酸钙92～95份；抗氧剂0.5～0.8份；润滑剂0.5～0.8份。
优选地，所述茂金属低等规度聚丙烯按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率≥1500g/10min。
进一步优选地，所述茂金属低等规度聚丙烯按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率1800～2000g/10min。
茂金属低等规度聚丙烯的熔体质量流动速率控制可以增大茂金属低等规度聚丙烯相与其它相的流动性差异性，进而提升注塑制品的光泽度。
优选地，所述碳酸钙平均粒径D50为3～5μm。
本发明还具体保护一种聚丙烯碳酸钙母粒的制备方法，包括如下步骤：
按比例将各组分加入到低速混合机中密炼，将混合物通过主喂和侧喂的进料方式加入到双螺杆挤出机，一起挤出并造粒，得到聚丙烯碳酸钙母粒。
其中，需要说明的是：
优选地，所述主喂和侧喂的质量比为1.2～1.8:1。调控主喂料和侧喂料的质量比，一方面主喂比例大能够最大限度的提升挤出机的输出能力，另一方面能提高聚丙烯碳酸钙母粒的分散。
优选地，所述挤出造粒温度为100～130℃。造粒温度较高如150～180℃时，由于在双螺杆挤出机的剪切下，温度高，碳酸钙母粒颜色易变深，不利于下游工序生产颜色浅的制品；造粒温度过低如70～100℃，混合物在密炼机中成团后，挤出机温度低，混合物不易塑化，碳酸钙母粒会出现塑化不良。
一种聚丙烯碳酸钙母粒在制备高光泽塑料制备中的应用也在本发明的保护范围内。
本发明还保护一种高光泽塑料制品，所述高光泽塑料制品由包括聚丙烯碳酸钙母粒的原料制备得到。
本发明的聚丙烯滑石粉母粒不仅具有表面高光泽性，还具有良好的拉伸性能，可以广泛应用于塑料制品的制备，尤其是制备家用电器及电子电器领域的塑料制件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的聚丙烯碳酸钙母粒中添加了茂金属低等规度聚丙烯，茂金属低等规度聚丙烯相与其它相流动性差异非常大，易最先注塑到模具表面形成凝固层形成高光面，达到较高的光泽度，本发明的均聚中熔指聚丙烯和茂金属低等规度聚丙烯协同作用，可使得茂金属低等规度聚丙烯和碳酸钙有效分散结合，达到良分散的效果。
本发明的聚丙烯碳酸钙母粒的光泽度可达72，可实现1级分散效果，具有良分散高光泽性，且注塑制品具有很好的拉伸性能。
附图书明
图1为实施例5的聚丙烯碳酸钙母粒颜色测定用标准色板图。
图2为对比例2的聚丙烯碳酸钙母粒颜色测定用标准色板图。
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，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
本发明的各原料信息具体说明如下：
均聚中熔指聚丙烯A，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率为15g/10min，购自巴陵石化，牌号为PP 150(粉)；
均聚中熔指聚丙烯B，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率为10g/10min，购自东方宏业，牌号为PP 075；
均聚低熔指聚丙烯，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率为5g/10min，购自雷普索尔，牌号为PP 050；
均聚高熔指聚丙烯，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率为18g/10min，购自东方宏业，牌号为PP 225粉；
茂金属低等规度聚丙烯A：等规度为60％，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率为2000g/10min，购自日本出光，牌号为L-MODU S400；
茂金属低等规度聚丙烯B：等规度为63％，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率为800g/10min，购自日本出光，牌号为PP T500；
茂金属低等规度聚丙烯C：等规度为65％，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率为3000g/10min，购自日本出光，牌号为L-MODU S901；
茂金属低等规度聚丙烯D：等规度为55％，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率为2500g/10min，购自日本出光，牌号为L-MODU S600；
茂金属低等规度聚丙烯E：等规度为50％，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率1400g/10min，购自日本出光，牌号为L-MODU S410；
茂金属低等规度聚丙烯F：等规度为68％，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率10g/10min，购自燕山石化，牌号为PP C5608M；
碳酸钙A粒径D50为3.5μm，购自广东翔龙，牌号为AC-05N；
碳酸钙B粒径D50为1.6μm，购自连州鑫荣，牌号为ACC-812；
聚丙烯：PP HP500N，购自中海壳牌；
抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，市购可得，其他实施例和对比例中均为同种；
滑润剂为酰胺类润滑剂，市购可得，其他实施例和对比例中均为同种。
本发明的性能检测方法具体说明如下：
分散系数：将聚丙烯碳酸钙母粒通过在表面进行抛光处理的模具上把材料制成100mm*100mm*1mm方板，通过二次元影像仪对表面进行观察，通过二次元影像仪量化出2mm*2mm面积上出现的黑斑数量，根据表面黑斑数量的不同分为10级，其中1级最好，10级最差，1级黑斑数量在2个以内，2-10级，黑斑数量依次在4个以内，6个以内，8个以内，10个以内，12个以内，14个以内，16个以内，18个以内和大于18个。
光泽度：根据标准GB/T 8807-1988，用数字表示的物体表面接近镜面的程度。光泽度的评价可采用光泽度仪，主要取决于光源照明和观察的角度，仪器测量通常采用20°、45°、60°或85°角度照明，主要是60°角度。测试方法：使用光泽度仪平放在2.0mm*100mm*100mm的方板上，直接读出60°的光泽度数据。
拉伸性能检测：
将30％聚丙烯碳酸钙粉母粒和70％聚丙烯原材料PP HP500N，混合均匀后，按照标准ISO 527-1-2012的方法注塑，测试拉伸性能。
母粒颜色测定：
将50份的云母母粒和50份的聚丙烯原材料PP HP500N，将混匀后的颗粒料经过注塑机注塑成标准色板，然后使用测色仪测试色板的L值，规定：L值≥70时为浅色，L值＜70时为深色。
实施例1～10
一种聚丙烯碳酸钙母粒，包括如下表1重量份数计的组分。
一种聚丙烯碳酸钙母粒的制备方法，包括如下步骤：
按比例将各组分加入到低速混合机中密炼，将混合物通过主喂和侧喂的进料方式加入到双螺杆挤出机，一起挤出并造粒，得到聚丙烯碳酸钙母粒。
其中主喂和侧喂的质量比为1.5:1，挤出造粒温度为120℃。
表1
Figure BDA0003344446940000051
Figure BDA0003344446940000061
实施例11
一种聚丙烯碳酸钙母粒的制备方法，包括如下步骤：
按比例将实施例5各组分加入到低速混合机中密炼，将混合物通过主喂和侧喂的进料方式加入到双螺杆挤出机，一起挤出并造粒，得到聚丙烯碳酸钙母粒。
其中主喂和侧喂的质量比为1.5:1，挤出造粒温度为150℃。
对比例1～7
一种聚丙烯碳酸钙母粒，包括如下表2质量份数计的组分。
表2
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
均聚中熔指聚丙烯A 8 15 15 12 12
均聚低熔指聚丙烯 12
均聚高熔指聚丙烯 12
茂金属低等规度聚丙烯A 10 2 3 6 6
茂金属低等规度聚丙烯E 6
茂金属低等规度聚丙烯F 6
碳酸钙A 85 98 100 93 93 93 93
抗氧剂 0.2 1 1 0.7 0.7 0.7 0.7
滑润剂 1 0.3 0.3 0.7 0.7 0.7 0.7
其制备方法为：
一种聚丙烯碳酸钙母粒的制备方法，包括如下步骤：
按比例将各组分加入到低速混合机中密炼，将混合物通过主喂和侧喂的进料方式加入到双螺杆挤出机，一起挤出并造粒，得到聚丙烯碳酸钙母粒。
其中主喂和侧喂的质量比为1.5:1，挤出造粒温度为120℃。
结果检测
上述实施例和对比例的检测结果具体见下表3。
表3
序号 分散系数 光泽度 拉伸强度/MPa 母粒颜色
实施例1 3 63.2 28.7 浅
实施例2 3 63.5 29.6 浅
实施例3 2 65.6 31.6 浅
实施例4 2 68.7 31.8 浅
实施例5 1 72.1 34.1 浅
实施例6 1 70.6 32.7 浅
实施例7 2 64.2 27.3 浅
实施例8 2 68.2 27.8 浅
实施例9 2 67.4 28.9 浅
实施例10 4 65.8 28.1 浅
实施例11 2 65.7 32.7 深
对比例1 2 63.8 25.8 浅
对比例2 5 52.7 24.2 深
对比例3 8 55.8 23.7 深
对比例4 5 40.1 18.9 深
对比例5 7 38.6 17.1 浅
对比例6 6 39.2 18.3 浅
对比例7 4 42.9 19.3 浅
从上表3的数据可以看出，本发明的聚丙烯碳酸钙母粒通过其中均聚中熔指聚丙烯、茂金属低等规度聚丙烯和碳酸钙的协同作用，不仅可以达到很好的分散性，具有良好的光泽度，且母粒的颜色较浅，不影响下游应用，母粒注塑后的拉伸强度也能保持在较好水平。
对实施例5的聚丙烯碳酸钙母粒注塑成标准色板如图1所述，其L值为80.21，判定为浅色。其他实施例的聚丙烯碳酸钙母粒的颜色测定的L值也均在70以上，为浅色。实施例11挤出造粒温度过高，导致最终的聚丙烯碳酸钙母粒的颜色也为深色。
对比例2的聚丙烯碳酸钙母粒注塑成标准色板如图2所示，颜色测定L值为55.8，显示为深色。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)

1.一种聚丙烯碳酸钙母粒，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：
均聚中熔指聚丙烯8～15份；茂金属低等规度聚丙烯3～9份；碳酸钙85～98份；抗氧剂0.2～1份；润滑剂0.3～1份，
其中，按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下，所述均聚中熔指聚丙烯的熔体质量流动速率为10～15g/10min，
所述茂金属低等规度聚丙烯的等规度为55～65％。
2.如权利要求1所述聚丙烯碳酸钙母粒，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：
均聚中熔指聚丙烯10～13份；茂金属低等规度聚丙烯5～7份；碳酸钙92～95份；抗氧剂0.5～0.8份；润滑剂0.5～0.8份。
3.如权利要求1所述聚丙烯碳酸钙母粒，其特征在于，所述茂金属低等规度聚丙烯按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率≥1500g/10min。
4.如权利要求3所述聚丙烯碳酸钙母粒，其特征在于，所述茂金属低等规度聚丙烯按照ISO1133-2011方法，230℃/2.16kg条件下测得熔体质量流动速率1800～2000g/10min。
5.如权利要求1所述聚丙烯碳酸钙母粒，其特征在于，所述碳酸钙平均粒径D50为3～5μm。
6.一种权利要求1～5任意一项所述聚丙烯碳酸钙母粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按比例将各组分加入到低速混合机中密炼，将混合物通过主喂和侧喂的进料方式加入到双螺杆挤出机，一起挤出并造粒，得到聚丙烯碳酸钙母粒。
7.如权利要求6所述聚丙烯碳酸钙母粒的制备方法，其特征在于，所述主喂和侧喂的质量比为1.2～1.8:1。
8.如权利要求6所述聚丙烯碳酸钙母粒的制备方法，其特征在于，所述挤出造粒温度为100～130℃。
9.一种权利要求1～5任意一项所述聚丙烯碳酸钙母粒在制备高光泽塑料制备中的应用。
10.一种高光泽塑料制品，其特征在于，所述高光泽塑料制品由包括权利要求1～5任意一项所述的聚丙烯碳酸钙母粒的原料制备得到。
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