CN115044098B - 一种聚丙烯增韧、增强专用复合助剂 - Google Patents

一种聚丙烯增韧、增强专用复合助剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚丙烯增韧、增强专用复合助剂，以重量份计，该复合助剂包括以下组分：无机纳米粒子2‑8份、有机助剂4‑10份、活化晶须硅1‑3份、3‑异丙基‑二甲基苄基异氰酸酯1‑2份、菱角粉0.5‑1份；所述的有机助剂包括以下组分：2,2’‑N‑亚甲基双（4,6‑二叔丁基苯氧基）磷酸钠、1,3:2,4‑二对甲基苄叉山梨醇，二者的重量比例为1:1。该复合助剂中添加了利于聚丙烯在结晶过程中形成β晶型的有机助剂，从而提高聚丙烯在低温环境下的韧性，扩大其使用范围；此外，该复合助剂中还添加了经改性处理的纳米二氧化钛，提高了其分散性，保证了聚丙烯韧性的提高。

Description

一种聚丙烯增韧、增强专用复合助剂
技术领域
本发明涉及聚丙烯用助剂技术领域，具体涉及一种聚丙烯增韧、增强专用复合助剂。
背景技术
聚丙烯是一种性能优异的聚烯烃材料，其具有优良的耐腐蚀性、电绝缘性和良好的机械性能，在汽车工业、家用电器、电子、包装、建材及家具等方面具有广泛的应用。但是，聚丙烯对缺口敏感，抗缺口冲击强度差，尤其是在低温下脆性较大，为了保证聚丙烯在低温下的韧性，常常向聚丙烯中添加三元乙丙橡胶来对其进行改性，但是添加一定量的三元乙丙橡胶后，聚丙烯的韧性并未达到理想值，同时，聚丙烯的强度还出现了大幅度的损失。也就是说通过添加三元乙丙橡胶来提高聚丙烯的韧性的同时还降低了聚丙烯的强度，导致聚丙烯的性能无法达到理想状态，进而限制了聚丙烯的使用范围。
发明内容
本发明提供了一种聚丙烯增韧、增强专用复合助剂，以解决上述技术问题。
本发明所采用的技术方案是：一种聚丙烯增韧、增强专用复合助剂，以重量份计，该复合助剂包括以下组分：无机纳米粒子2-8份、有机助剂4-10份、活化晶须硅1-3份、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯1-2份、菱角粉0.5-1份。
优选地，所述的有机助剂包括以下组分：2,2’-N-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯氧基）磷酸钠、1,3:2,4-二对甲基苄叉山梨醇，二者的重量比例为1:1。
优选地，所述的无机纳米粒子为纳米二氧化钛。
优选地，以重量份计，该复合助剂包括以下组分：纳米二氧化钛5份、2,2’-N-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯氧基）磷酸钠3份、1,3:2,4-二对甲基苄叉山梨醇3份、活化晶须硅2份、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯1.5份、菱角粉1份。
优选地，所述的无机纳米粒子经过表面改性处理，其制备方法包括以下步骤：
S1：将无机纳米粒子在110℃的烘箱中烘干4h；
S2：将经过步骤S1烘干后的无机纳米粒子加入高速混合器中，并加入一定量的改性剂，在80-90℃下高速搅拌10-30min。
优选地，所述的改性剂包括以下组分：钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂和稀土氧化物，三者的重量比例为1:1:4。
优选地，所述的改性剂的制备方法包括以下步骤：取上述重量份数的钛酸酯类偶联剂和铝酸酯类偶联剂，将其加入反应釜中混合均匀，然后向反应釜中加入稀土氧化物，逐步升温至115℃，反应2-4h后即可。
优选地，所述的稀土氧化物包括三氧化二镧，三氧化二镧的含量大于99%。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明提供了一种复合助剂，该复合助剂中添加了利于聚丙烯在结晶过程中形成β晶型的有机助剂，从而提高聚丙烯在低温环境下的韧性，扩大其使用范围；此外，该复合助剂中还添加了经改性处理的纳米二氧化钛，纳米二氧化钛提高了聚丙烯的韧性，但其容易团聚、在聚丙烯中的分散性较差，通过对其进行改性，则提高了其分散性，保证了聚丙烯韧性的提高。同时，通过向该复合助剂中添加3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯保证了其强度的维持，避免其强度出现大幅度下降。
具体实施方式
为了对本发明进行更好地说明，现结合实例对其进行进一步的说明。
实施例1
一种聚丙烯增韧、增强专用复合助剂，以重量份计，该复合助剂包括以下组分：纳米二氧化钛2份、活化晶须硅1份、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯1份、菱角粉0.5份；2,2’-N-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯氧基）磷酸钠2份、1,3:2,4-二对甲基苄叉山梨醇2份。
纳米二氧化钛经过表面改性处理，其制备方法包括以下步骤：
S1：将2份纳米二氧化钛在110℃的烘箱中烘干4h；
S2：将经过步骤S1烘干后的无机纳米粒子加入高速混合器中，并加入3份改性剂，在80℃下高速搅拌10min，改性剂包括以下组分：钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂和稀土氧化物，三者的重量比例为1:1:4，稀土氧化物包括三氧化二镧，三氧化二镧的含量大于99%；改性剂的制备方法包括以下步骤：取上述重量份数的钛酸酯类偶联剂和铝酸酯类偶联剂，将其加入反应釜中混合均匀，然后向反应釜中加入稀土氧化物，逐步升温至115℃，反应2h后即可。
实施例2
一种聚丙烯增韧、增强专用复合助剂，以重量份计，该复合助剂包括以下组分：纳米二氧化钛8份、活化晶须硅3份、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯2份、菱角粉0.8份；2,2’-N-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯氧基）磷酸钠5份、1,3:2,4-二对甲基苄叉山梨醇5份，纳米二氧化钛经过表面改性处理，其制备方法包括以下步骤：
S1：将纳米二氧化钛在110℃的烘箱中烘干4h；
S2：将经过步骤S1烘干后的纳米二氧化钛加入高速混合器中，并加入4.5份改性剂，在80-90℃下高速搅拌10-30min，改性剂包括以下组分：钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂和稀土氧化物，三者的重量比例为1:1:4，稀土氧化物包括三氧化二镧，三氧化二镧的含量大于99%；改性剂的制备方法包括以下步骤：取上述重量份数的钛酸酯类偶联剂和铝酸酯类偶联剂，将其加入反应釜中混合均匀，然后向反应釜中加入稀土氧化物，逐步升温至115℃，反应2-4h后即可。
实施例3
一种聚丙烯增韧、增强专用复合助剂，以重量份计，该复合助剂包括以下组分：纳米二氧化钛5份、2,2’-N-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯氧基）磷酸钠3份、1,3:2,4-二对甲基苄叉山梨醇3份、活化晶须硅2份、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯1.5份、菱角粉1份。
纳米二氧化钛经过表面改性处理，其制备方法包括以下步骤：
S1：将纳米二氧化钛在110℃的烘箱中烘干4h；
S2：将经过步骤S1烘干后的纳米二氧化钛加入高速混合器中，并加入7.5份改性剂，在80-90℃下高速搅拌10-30min，改性剂包括以下组分：钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂和稀土氧化物，三者的重量比例为1:1:4，稀土氧化物包括三氧化二镧，三氧化二镧的含量大于99%；改性剂的制备方法包括以下步骤：取上述重量份数的钛酸酯类偶联剂和铝酸酯类偶联剂，将其加入反应釜中混合均匀，然后向反应釜中加入稀土氧化物，逐步升温至115℃，反应2-4h后即可。
将实施例3所制得的复合助剂添加到聚丙烯原料中制备样条，并按照国标进行力学性能测试，其断裂伸长率为17.4%，拉伸强度为56MPa。
对比例1
与实施例3相比，对比例1中未添加3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯。
将对比例1所制得的复合助剂添加到聚丙烯原料中制备样条，并按照国标进行力学性能测试，其断裂伸长率为17.2%，拉伸强度为45MPa。
对比例2
与实施例3相比，对比例2中的纳米二氧化钛未进行改性处理，但所添加的纳米二氧化钛进行了空白处理，即对其进行烘干、搅拌等操作。
将对比例2所制得的复合助剂添加到聚丙烯原料中制备样条，并按照国标进行力学性能测试，其断裂伸长率为9.4%，拉伸强度为54MPa。
对比例3
与实施例3相比，对比例3中的纳米二氧化钛所使用的改性剂中不含有稀土氧化物。
将对比例3所制得的复合助剂添加到聚丙烯原料中制备样条，并按照国标进行力学性能测试，其断裂伸长率为13.4%，拉伸强度为57MPa。
由此证明，通过添加3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯并对纳米二氧化钛进行改进处理，在保证聚丙烯强度的同时还提高了聚丙烯的韧性，从而扩大了聚丙烯的使用范围。
以上所述的仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种复合助剂在聚丙烯中的应用，其特征在于：将所述的复合助剂添加至聚丙烯中，以重量份计，该复合助剂包括以下组分：无机纳米粒子2-8份、有机助剂4-10份、活化晶须硅1-3份、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯1-2份、菱角粉0.5-1份；
所述的无机纳米粒子经过表面改性处理，表面改性处理中使用改性剂进行改性，所述的改性剂包括以下组分：钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂和稀土氧化物，三者的重量比例为1:1:4；
所述的有机助剂包括以下组分：2,2’-N-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯氧基）磷酸钠、1,3:2,4-二对甲基苄叉山梨醇，二者的重量比例为1:1；
所述的无机纳米粒子为纳米二氧化钛。
2.根据权利要求1所述的一种复合助剂在聚丙烯中的应用，其特征在于：以重量份计，该复合助剂包括以下组分：纳米二氧化钛5份、2,2’-N-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯氧基）磷酸钠3份、1,3:2,4-二对甲基苄叉山梨醇3份、活化晶须硅2份、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯1.5份、菱角粉1份。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种复合助剂在聚丙烯中的应用，其特征在于：所述的无机纳米粒子经过表面改性处理，其制备方法包括以下步骤：
S1：将无机纳米粒子在110℃的烘箱中烘干4h；
S2：将经过步骤S1烘干后的无机纳米粒子加入高速混合器中，并加入一定量的改性剂，在80-90℃下高速搅拌10-30min。
4.根据权利要求3所述的一种复合助剂在聚丙烯中的应用，其特征在于：所述的改性剂的制备方法包括以下步骤：取上述重量份数的钛酸酯类偶联剂和铝酸酯类偶联剂，将其加入反应釜中混合均匀，然后向反应釜中加入稀土氧化物，逐步升温至115℃，反应2-4h后即可。
5.根据权利要求3或4所述的一种复合助剂在聚丙烯中的应用，其特征在于：所述的稀土氧化物包括三氧化二镧，三氧化二镧的含量大于99%。
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