CN116144107A - 一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料及其制备方法，按重量百分计，由以下组分制成：聚丙烯A80～90％；聚乙烯0～20％；色母粒1～5％；所述色母粒由以下质量配比的原料制成：聚丙烯B93～98％；钴蓝颜料0.5～2％；抗氧剂1～5％；成核剂1～2％。本发明通过使用无机填料钴蓝先制备聚合物母粒，使其能均匀分散在聚合物基体中，实现高透明性的同时，能够中和水壶料泛黄的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
汽车膨胀水壶是汽车发动机周边冷却系统的重要组成部分，起到避免空气进入冷却系统，减少内部氧气腐蚀；水汽分离，平衡冷却系统压力；避免冷却液损耗，保持冷却液水位的作用。膨胀水壶的工作环境比较苛刻，温度、压力长期处于变化中，瞬间还可能收到比较大的压力测试，因此膨胀水壶用聚丙烯需要具备高刚性、高韧性、高耐热性、高透明性、耐溶剂性等特点。常规聚丙烯难以满足膨胀水壶的要求，目前来说，膨胀水壶用聚丙烯都是石化厂通过特殊工艺制备得到的。而国产水壶用聚丙烯虽然力学性能能够达到水壶料的要求，且成本较低，但是由于单体残留及聚合工艺原因，其透明性差、且容易发生黄变，限制了国产聚丙烯在膨胀水壶领域的使用。
发明内容
本发明的目的在于一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料及其制备方法，以解决现有技术膨胀水壶材料的黄变问题。
本发明还提供提供一种耐黄变聚丙烯材料在膨胀水壶方面的应用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料，按重量百分计，由以下组分制成：
聚丙烯A 80～90％；
聚乙烯 0～20％；
色母粒 1～5％；
所述色母粒由以下质量配比的原料制成：
本发明上述的应用中，其进一步的技术方案是：
所述聚丙烯A为高强度、高韧性均聚聚丙烯，在测试温度230℃、载荷2.16kg的条件下熔体质量流动速率为0.2～1g/10min，这是为了满足水壶料的技术要求。
所述聚乙烯为高密度聚乙烯。
所述聚丙烯B为粉状聚丙烯，这是为了制备母粒时，粉状聚丙烯和颜料粉末更容易分散混合均匀。更进一步的技术方案是所述聚丙烯B为在测试温度230℃、载荷2.16kg的条件下熔体质量流动速率为40～60g/10min的高流动性聚丙烯，这是为了使得颜料分散的更加均匀。
所述钴蓝颜料是粒径0.5-1.0μm以下，纯度≥99.8％的蓝色颜料。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，主抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂中的一种或几种；辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的混合物。
所述成核剂为聚丙烯β晶成核剂，这是为了提高水壶料的低温韧性、透明性及耐溶剂性能。
本发明上述用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
①助剂稀释与高速混合：在高速混合机中，将配方原料中的部分高流动性聚丙烯和助剂在500rpm以下搅拌2～4min，启动高速1000rpm以上搅拌2～4min后得到稀释后助剂；
②色母粒：将钴蓝颜料、剩余高流动性聚丙烯、稀释后的助剂运输至料仓，通过失重称自动计量后，投入到挤出机的料斗内，挤出机各段温度控制(从下料口到机头)如下：185℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃，螺杆转速为300rpm，经过挤出、造粒、干燥、均化等工序后得到色母粒。
③聚丙烯材料：将色母粒、聚丙烯、聚乙烯运输至料仓，通过失重称自动计量后，投入到挤出机的料斗内，挤出机各段温度控制(从下料口到机头)如下：185℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃，螺杆转速为300rpm，经过挤出、造粒、干燥、均化等工序后得到产品。
本发明通过使用无机填料钴蓝先制备聚合物母粒，使其能均匀分散在聚合物基体中，实现高透明性的同时，能够中和水壶料泛黄的问题。
具体实施方法
以下通过实施例对本发明的实施方法进行具体说明，但不限制本发明的权利范围。
实施例1
原料配比(质量比：％)
色母粒配方：PP(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝42g/10min)96％，钴蓝(粒径为0.5μm)1.0％，主抗氧剂1010 1.0％，辅抗氧剂168 1.0％，β晶成核剂1.0％。
聚合物材料配方：PP(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝0.5g/10min)95％，色母粒5％。经检测其性能见表1。
实施例2
原料配比(质量比：％)
色母粒配方：PP(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝42g/10min)96％，钴蓝(粒径为1.0μm)1.0％，主抗氧剂1010 1.0％，辅抗氧剂168 1.0％，β晶成核剂1.0％。
聚合物材料配方：PP(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝0.5g/10min)95％，色母粒5％。经检测其性能见表1。
实施例3
原料配比(质量比：％)
色母粒配方：PP(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝42g/10min)96％，钴蓝(粒径为0.5μm)1.0％，主抗氧剂1010 1.0％，辅抗氧剂168 1.0％，β晶成核剂1.0％。
聚合物材料配方：PP(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝0.5g/10min)90％，HDPE(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝2g/10min)5％，色母粒5％。经检测其性能见表1。
对比例1
原料配比(质量比：％)
聚合物材料配方：PP(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝0.5g/10min)100％，主抗氧剂1010 0.5％，辅抗氧剂168 0.5％，经检测其性能见表1。
对比例2
原料配比(质量比：％)
色母粒配方：PP(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝42g/10min)96％，钴蓝(粒径为1.5μm)1.0％，主抗氧剂1010 1.0％，辅抗氧剂168 1.0％，β晶成核剂1.0％。
聚合物材料配方：PP(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝0.5g/10min)95％，色母粒5％。经检测其性能见表1。
对比例3
原料配比(质量比：％)
色母粒配方：PP(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝42g/10min)96％，钴蓝(粒径为1.5μm)2.0％，主抗氧剂1010 1.0％，辅抗氧剂168 1.0％，β晶成核剂1.0％。
聚合物材料配方：PP(载荷2.16kg、温度230℃时，MFR＝0.5g/10min)95％，色母粒5％。经检测其性能见表1。
材料性能测试方法及设备为：拉伸强度ISO 527-2电子万能试验机；弯曲强度、弯曲模量ISO 178电子万能试验机；常温、低温缺口冲击强度ISO 179-1电子冲击试验机；热变形温度ISO 75-2热变形-微卡温度测试仪；拉伸强度和弯曲强度用于评估材料的极限承受能力；弯曲模量用于评估材料的刚性；常温缺口冲击强度用于评估材料的韧性；低温缺口冲击强度用于评估材料的耐低温性能；热变形温度用于评估材料耐高温性能。
表1膨胀水壶用聚丙烯材料性能一览表
Claims (9)
1.一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料，其特征在于：按重量百分计，由以下组分制成：
聚丙烯A 80～90％；
聚乙烯 0～20％；
色母粒 1～5％；
所述色母粒由以下质量配比的原料制成：
2.根据权利要求1所述的一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯A为高强度、高韧性均聚聚丙烯，在测试温度230℃、载荷2.16kg的条件下熔体质量流动速率为0.2～1g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料，其特征在于：所述聚乙烯为高密度聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯B为粉状聚丙烯，这是为了制备母粒时，粉状聚丙烯和颜料粉末更容易分散混合均匀。
5.根据权利要求4所述的一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯B为在测试温度230℃、载荷2.16kg的条件下熔体质量流动速率为40～60g/10min的高流动性聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料，其特征在于：所述钴蓝颜料是粒径0.5-1.0μm以下，纯度≥99.8％的蓝色颜料。
7.根据权利要求1所述的一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料，其特征在于：所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，主抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂中的一种或几种；辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料，其特征在于：所述成核剂为聚丙烯β晶成核剂，这是为了提高水壶料的低温韧性、透明性及耐溶剂性能。
9.根据权利要求1-8任意之一所述用于膨胀水壶的耐黄变聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
①助剂稀释与高速混合：在高速混合机中，将配方原料中的部分高流动性聚丙烯和助剂在500rpm以下搅拌2～4min，启动高速1000rpm以上搅拌2～4min后得到稀释后助剂；
②色母粒：将钴蓝颜料、剩余高流动性聚丙烯、稀释后的助剂运输至料仓，通过失重称自动计量后，投入到挤出机的料斗内，挤出机各段温度控制，从下料口到机头依次如下：185℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃，螺杆转速为300rpm，经过挤出、造粒、干燥、均化等工序后得到色母粒。
③聚丙烯材料：将色母粒、聚丙烯、聚乙烯运输至料仓，通过失重称自动计量后，投入到挤出机的料斗内，挤出机各段温度控制，从下料口到机头依次如下：185℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃，螺杆转速为300rpm，经过挤出、造粒、干燥、均化等工序后得到产品。
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