專(zhuān)利名稱(chēng)：高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯及 其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯具有價(jià)格便宜、密度小、耐化學(xué)腐蝕性好、剛性優(yōu)良以及制件成型工藝簡(jiǎn)單 等優(yōu)點(diǎn)，但聚丙烯也有明顯缺陷，即低溫沖擊性能差，為此，很多科技工作者針對(duì)這一缺點(diǎn) 進(jìn)行了大量的改性研究。他們通過(guò)加入苯乙烯_ 丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體或三元乙丙 橡膠等對(duì)聚丙烯進(jìn)行增韌，隨著彈性體含量的增加，缺口沖擊強(qiáng)度大幅度提高，但卻使剛性 急劇下降。市場(chǎng)上很多制品由于在生產(chǎn)、使用或?yàn)榱藨?yīng)付野蠻裝卸的需要，既對(duì)制品的缺口 沖擊強(qiáng)度要求高，又要求其保待必要的剛性，而目前的聚丙烯樹(shù)脂往往難以滿足客戶的要 求，大大限制了聚丙烯樹(shù)脂的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯及其制備方法。 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯，由以下重量配比的原料配制成(％ ) 高結(jié)晶聚丙烯55-68 ；
填充劑20-25 ；
分散劑0-2 ；
偶聯(lián)劑0-1 ；
增韌劑0-15 ；
抗氧劑 AT-100.2-1;
抗氧劑 AT-1680.2-1。
進(jìn)一步地，所述高結(jié)晶聚丙烯為熔融指數(shù)是l-25g/10min的高結(jié)晶聚丙烯。 進(jìn)一步地，所述填充劑為超細(xì)碳酸鈣，其粒徑為2500-3000目。 進(jìn)一步地，所述分散劑為N，N’ -乙撐雙硬脂酰胺。 進(jìn)一步地，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑。 進(jìn)一步地，所述增韌劑為乙烯與辛烯共聚物。
一種制備上述的高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯的制備方法，包括以下步驟
(1)按重量配比秤取原料；
(2)將填充劑，分散劑，抗氧劑加入高混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，邊攪拌滴加偶聯(lián)劑，使填 充劑表面形成氫鍵；
(3)再將高結(jié)晶聚丙烯、彈性體加入高混機(jī)中進(jìn)行干混3-5分鐘；
(4)后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)加溫、混合塑化、熔融、剪切、擠出造粒，其中，擠出時(shí)螺桿 各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)240 250°C，二區(qū)240 250°C，三區(qū)230 240°C，四區(qū)230 240°C，五區(qū) 230 240°C，六區(qū) 230 220°C，七區(qū) 230 220°C，八區(qū) 230 220°C， 主機(jī)頻率為450rpm，主機(jī)電流為130A。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在采用PP材料高結(jié)晶技術(shù)制備，成本低，性能好，高 強(qiáng)度高韌性，制造工藝簡(jiǎn)單。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明在實(shí)施例及對(duì)比例復(fù)合材料配方中，聚丙烯為任一種高結(jié)晶聚丙烯，熔融指數(shù)可 以為l-25g/10min。填充劑為超細(xì)碳酸鈣，其粒徑為2500-3000目。分散劑為N，N’ -乙撐 雙硬脂酰胺。偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑，牌號(hào)為NT201。增韌劑為乙烯與辛烯共聚物?？寡鮿?AT-10為金海雅寶公司產(chǎn)，化學(xué)名稱(chēng)為四[β _ (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四 醇酯?？寡鮿│ˇ?168為金海雅寶公司產(chǎn)，化學(xué)名稱(chēng)為三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯。本發(fā)明的高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯的原料及配比高結(jié)晶聚丙烯55-68 ；填充劑20-25 ；分散劑0-2 ；偶聯(lián)劑0-1 ；增韌劑0-15;抗氧劑ΑΤ-100. 2-1 ；抗氧劑ΑΤ-1680.2-1。其制備方法，包括以下步驟(1)按重量配比秤取原料；(2)將填充劑，分散劑，抗氧劑加入高混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，邊攪拌滴加偶聯(lián)劑，使填 充劑表面形成氫鍵；(3)再將高結(jié)晶聚丙烯、彈性體加入高混機(jī)中進(jìn)行干混3-5分鐘；(4)后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)加溫、混合塑化、熔融、剪切、擠出造粒，其中，擠出時(shí)螺桿 各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)240 250°C，二區(qū)240 250°C，三區(qū)230 240°C，四區(qū) 230 240°C，五區(qū) 230 240°C，六區(qū) 230 220°C，七區(qū) 230 220°C，八區(qū) 230 220°C， 主機(jī)頻率為450rpm，主機(jī)電流為130A。性能評(píng)價(jià)方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)將按上述方法完成造粒的粒子材料事先在80 90°C的 鼓風(fēng)烘箱中烘燥2 4小時(shí)，然后再將烘燥好的粒子材料在注射成型機(jī)上進(jìn)行注射成型制 樣。注射成型模溫控制在40°C左右。試樣尺寸根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)分別為拉伸樣條IS0527，試樣為IB型樣條彎曲樣條IS0178，試樣尺寸80*10*4mm ；懸臂梁缺口沖擊樣條IS0 179，試樣尺寸80*10*4mm ；熔融指數(shù)=ISO1183，230°C /2. 16kg ；表觀質(zhì)量樣板自定義標(biāo)準(zhǔn)，試樣尺寸90*55*2mm。所制備好的試樣最后再根據(jù)相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)性能的測(cè)試分析。材料的綜 合力學(xué)性能通過(guò)測(cè)試所得的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度以及沖擊強(qiáng)度的數(shù)值進(jìn)行評(píng)判；材料的成型流動(dòng)性能通過(guò)在上述條件下所測(cè)得的材料的熔融指數(shù)數(shù)值的大小進(jìn)行評(píng)判。材料的表觀 質(zhì)量根據(jù)樣板表面的光滑度及光澤度按自定義的“少量云斑，光滑、有光澤，微量云斑和大 量云斑”四個(gè)等級(jí)進(jìn)行表征。實(shí)施例1將重量比為聚丙烯68. 1%，填充劑19%，分散劑0.8%，偶聯(lián)劑0.5%，增韌劑 11%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態(tài)下干混，經(jīng) 240 230°C熔融擠出，造粒制成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū) 240 250°C，二區(qū) 240 250°C，三區(qū) 230 240°C，四區(qū) 230 240°C，五區(qū) 230 240°C， 六區(qū)230 220°C，七區(qū)230 220°C，八區(qū)230 220°C，主機(jī)頻率為450rpm，主機(jī)電流為 130A。對(duì)比例1將重量比為聚丙烯68. 9 %，填充劑19 %，偶聯(lián)劑0.5%，增韌劑11%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態(tài)下干混，經(jīng)240 230°C熔融擠出， 造粒制成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)240 250°C，二區(qū)240 250°C，三區(qū)230 240°C，四區(qū)230 240°C，五區(qū)230 240°C，六區(qū)230 220°C，七區(qū) 230 220°C，八區(qū)230 220°C，主機(jī)頻率為450rpm，主機(jī)電流為130A。對(duì)比例2 將重量比為聚丙烯68. 6 %，填充劑19 %，分散劑0.8%，增韌劑11%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態(tài)下干混，經(jīng)240 230°C熔融擠出， 造粒制成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)240 250°C，二區(qū)240 250°C，三區(qū)230 240°C，四區(qū)230 240°C，五區(qū)230 240°C，六區(qū)230 220°C，七區(qū) 230 220°C，八區(qū)230 220°C，主機(jī)頻率為450rpm，主機(jī)電流為130A。對(duì)比例3將重量比為聚丙烯79. 1%，填充劑19%，分散劑0.8%，偶聯(lián)劑0.5%，抗氧劑 AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態(tài)下干混，經(jīng)240 230°C熔 融擠出，造粒制成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)240 250°C，二區(qū) 240 250°C，三區(qū) 230 240°C，四區(qū) 230 240°C，五區(qū) 230 240°C，六區(qū) 230 220°C， 七區(qū)230 220°C，八區(qū)230 220°C，主機(jī)頻率為450rpm，主機(jī)電流為130A。對(duì)比例4將重量比為聚丙烯68. 1%，填充劑19%，分散劑0.8%，偶聯(lián)劑0.5%，增韌劑 15%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態(tài)下干混，經(jīng) 240 230°C熔融擠出，造粒制成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū) 240 250°C，二區(qū) 240 250°C，三區(qū) 230 240°C，四區(qū) 230 240°C，五區(qū) 230 240°C， 六區(qū)230 220°C，七區(qū)230 220°C，八區(qū)230 220°C，主機(jī)頻率為450rpm，主機(jī)電流為 130A。對(duì)比例5將重量比為聚丙烯79. 6 %，填充劑19 %，分散劑0. 8 %，偶聯(lián)劑0. 5 %，增韌劑 15%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態(tài)下干混，經(jīng) 240 230°C熔融擠出，造粒制成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)240 250°C，二區(qū) 240 250°C，三區(qū) 230 240°C，四區(qū) 230 240°C，五區(qū) 230 240°C， 六區(qū)230 220°C，七區(qū)230 220°C，八區(qū)230 220°C，主機(jī)頻率為450rpm，主機(jī)電流為 130A。表1 高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯材料配方及材料性能表
復(fù)合材料名稱(chēng)實(shí)施例1對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4對(duì)比例5高結(jié)晶聚丙烯 (%)68.168.968.679.164.1普通聚丙烯(％)68.1填充劑(%)191919191919分散劑(%)0.80.80.80.80.8偶聯(lián)劑(%)0.50.50.50.50.5增靭劑(％)1111111115抗氧劑AT-10 (%)0.30.30.30.30.30.3抗氧劑AT-168(%)0.30.30.30.30.30.3拉伸強(qiáng)度(MPa)23.623.919.829.813.720.5彎曲強(qiáng)度(MPa)34.533.928.740.123.229懸臂梁缺口沖擊 強(qiáng)度(kj/m2)38.73835.26.439.742.1熔融指數(shù) (g/10min)7.986.656.38.567.35.91表觀質(zhì)量光滑、有 光澤光滑微量云 斑光滑、有 光澤光滑、有 光澤光滑、有 光澤對(duì)比實(shí)施例1與對(duì)比例1、2結(jié)果表明，通過(guò)向材料內(nèi)添加分散劑以及偶聯(lián)劑等化 學(xué)助劑，使得碳酸鈣表面形成強(qiáng)有力的氫鍵，增加與聚丙烯材料的融合，同時(shí)，由于使用的 是超細(xì)碳酸鈣，材料在受到外界沖擊時(shí)，碳酸鈣的的小分子即會(huì)大量吸收沖擊能量，避免沖 擊斷裂。對(duì)比實(shí)施例1與對(duì)比例3、5結(jié)果表明，通過(guò)添加增韌劑，也可大幅提高材料的抗沖 性能，但隨著添加比例的增加，材料的沖擊性能的提升率逐漸變小，同時(shí)拉伸以及彎曲性能 卻大幅下降。對(duì)比實(shí)施例1與對(duì)比例4結(jié)果表明，使用高結(jié)晶聚丙烯其綜合性能將大大優(yōu) 于普通聚丙烯。表2 高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯材料配方及材料性能表 通過(guò)比較實(shí)施例2、3、4、5、6、7結(jié)果表明，增韌劑的合理比例為13%。
權(quán)利要求
一種高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于由以下重量配比的原料配制成(％)高結(jié)晶聚丙烯 55 68；填充劑 20 25；分散劑 0 2；偶聯(lián)劑 0 1；增韌劑 0 15；抗氧劑AT 100.2 1；抗氧劑AT 168 0.2 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于所述高結(jié)晶 聚丙烯為熔融指數(shù)是l-25g/10min的高結(jié)晶聚丙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于所述填充劑 為超細(xì)碳酸鈣，其粒徑為2500-3000目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于所述分散劑 為N，N’ -乙撐雙硬脂酰胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于所述偶聯(lián)劑 為鈦酸酯偶聯(lián)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于所述增韌劑 為乙烯與辛烯共聚物。
7.一種制備權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯的制備方法，其特征在 于包括以下步驟，(1)按重量配比秤取原料；(2)將填充劑，分散劑，抗氧劑加入高混機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合，邊攪拌滴加偶聯(lián)劑，使填充劑 表面形成氫鍵；(3)再將高結(jié)晶聚丙烯、彈性體加入高混機(jī)中進(jìn)行干混3-5分鐘；(4)后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)加溫、混合塑化、熔融、剪切、擠出造粒，其中，擠出時(shí)螺桿各加溫 區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)240 250°C，二區(qū)240 250°C，三區(qū)230 240°C，四區(qū)230 2400C，五區(qū)230 240°C，六區(qū)230 220°C，七區(qū)230 220°C，八區(qū)230 220°C，主機(jī)頻 率為450rpm，主機(jī)電流為130A。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度高抗沖擊礦物填充聚丙烯，由以下重量配比的原料配制成55-68％的高結(jié)晶聚丙烯；20-25％的填充劑；0-2％的分散劑；0-1％的偶聯(lián)劑；0-15％的增韌劑；0.2-1％的抗氧劑AT-10；0.2-1％的抗氧劑AT-168。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在采用PP材料高結(jié)晶技術(shù)制備，成本低，性能好，高強(qiáng)度高韌性，制造工藝簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)C08L23/20GK101921430SQ20101025599
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者鄭文涌 申請(qǐng)人:蘇州奔騰塑業(yè)有限公司