一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料及其制備方法。該滾塑料由以下按照質(zhì)量份數(shù)計量的原料組成：聚丙烯100；聚乙烯0-30；交聯(lián)劑0-0.1；助交聯(lián)劑0-0.15；彈性體1-10；抗氧劑0.1-0.5；納米級填充料0-10；分散潤滑劑0.1-0.5；表面處理劑0-0.4。本發(fā)明在聚丙烯熔融混煉過程中加入可交聯(lián)聚乙烯，進行熔融固化，獲得一種具有半互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、高強度、高韌性的聚丙烯改性滾塑料，可滿足汽車等不同領(lǐng)域?qū)Σ牧系囊?。本發(fā)明中聚乙烯的固化反應屬于原位固化，材料具有特有的半互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，不同組分之間相互扣咬，可以改善聚乙烯和聚丙烯樹脂之間的相容性，充分發(fā)揮兩者性能上的優(yōu)點。
【專利說明】一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及滾塑材料及滾塑工藝，特別涉及一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]滾塑工藝因為適合成型大型中空容器，且產(chǎn)品內(nèi)應力很小，在我國得到了迅速的發(fā)展，產(chǎn)品日益廣泛。滾塑工藝對原料的用量和品種需求也日益豐富，目前國內(nèi)各廠家所用的滾塑原料的品種單一，99%以上的滾塑制品原料為PE，其中95%是滾塑級的線性低密度聚乙烯(LLDPE)，因為線性低密度聚乙烯具有耐應力開裂好，抗沖擊性能優(yōu)越，成型周期短以及容易磨粉等優(yōu)點，被認為是滾塑行業(yè)中最富有發(fā)展前景的原料。然而隨著滾塑設備、技術(shù)的發(fā)展，滾塑已經(jīng)從傳統(tǒng)的大型中空容器應用領(lǐng)域向小型制件、防腐內(nèi)襯、汽車、設備零部件發(fā)展，在這些領(lǐng)域中，由于線性低密度聚乙烯耐腐蝕，耐磨，防滲透，耐熱蠕變性方面的缺點，限制了線性低密度聚乙烯的應用；再者由于國產(chǎn)滾塑級LLDPE原料從密度上來看已經(jīng)接近中密度范疇，其耐低溫性能也有所限制，同時其在彎曲彈性模量、彎曲強度、拉伸強度等力學性能方面也存在不足，主要適用于常溫下的低檔民用制品。為解決此問題，國內(nèi)不少企業(yè)開展了對LLDPE的改性以提高其力學性能、耐熱性和綜合使用性能。
[0003]CN101735505A公開了一種滾塑及耐磨聚烯烴樹脂及其制備方法，該專利以線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或聚丙烯為基體材料，通過添加無機填料、超高分子量聚乙烯和潤滑成分，提高材料的耐磨性能。CNlO 1265343A公布了一種高強、高韌、高流動滾塑專用料的制備方法，該專利以線性低密度聚乙烯和輻照高密度聚乙烯為原料，通過加入納米蒙脫土和成核劑提高了材料的拉伸強度和沖擊強度。 CN102816372A公布了一種高抗沖耐候性汽車滾塑塑料工具箱專用材料的制備方法，通過在聚乙烯基礎(chǔ)樹脂中加入彈性體，紫外線吸收劑等，提高了材料的長期抗老化性和耐低溫性能，可用于高寒地區(qū)汽車塑料工具箱。上述發(fā)明中，對聚乙烯進行物理改性的方法雖然一定程度上可以提高其機械、抗老化等性能，但聚乙烯固有的屬性決定了材料的性能改進的空間是有限的，在特殊應用場合，例如高溫，高剛性等應用環(huán)境中，改性聚乙烯也無法滿足要求。CN1580165A公布了一種耐高溫防腐聚烯烴組合物粉末的應用，通過在聚乙烯中引入交聯(lián)劑和聚丙烯，提高了材料的防腐和耐高溫性能，但該材料因為含有大量極性基團，因此主要用于表層防腐領(lǐng)域，并不適用于制備全塑制件。隨著滾塑工藝和設備的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的滾塑樹脂，例如聚碳酸酯，聚丙烯，尼龍等。相比聚乙烯，這些材料耐溫性、剛性優(yōu)勢明顯，但抗低溫性能和抗蠕變性能較差，在滾塑領(lǐng)域應用的不多，也不能直接用于汽車等滾塑制件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和缺陷，本發(fā)明提供一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料及其制備方法，采取本方法制備的聚丙烯滾塑料，既保證材料具有較高的剛性，同時具有卓越的沖擊性能和耐溫耐壓性能，可應用于軍品箱、汽車尿素箱等滾塑制件。[0005]本發(fā)明解決以上技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料，其特征在于，由以下按照質(zhì)量份數(shù)計量的原料組成:
聚丙烯100
聚乙烯0-30
交聯(lián)劑0-0.1
助交聯(lián)劑 0-0.15 彈性體1-10
抗氧劑0.1-0.5
納米級填充料 0-10 分散潤滑劑 0.1-0.5 表面處理劑 0-0.4。
[0006]本發(fā)明的一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料的制備方法，其特征在于，所述制備方法按照以下步驟進行: 步驟一:將聚乙烯預先干燥處理至水分含量低于600ppm,磨粉30-50目備用。
[0007]步驟二:將交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑按一定質(zhì)量份數(shù)稱重，并在磁力攪拌機中混合2-10分鐘；將混合后的交聯(lián)劑/助交聯(lián)劑與磨粉后的聚乙烯在混合機中混合5-10分鐘后，制備成聚乙烯粉密封備用。
[0008]步驟三:將表面處理劑與納米級填充料按一定質(zhì)量份數(shù)，在混合機中混合2-8分鐘，將混有表面處理劑的納米級填充料與按一定質(zhì)量份數(shù)稱重的聚丙烯、彈性體、抗氧劑、分散潤滑劑及步驟二中制備的聚乙烯粉在混合機中混合5-10分鐘，然后在擠出溫度為180-240°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200-500rpm工藝條件下擠出造粒，經(jīng)擠出造粒后，磨粉50-100目，并將粉料干燥至水分含量低于600ppm。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明在聚丙烯熔融混煉過程中加入可交聯(lián)聚乙烯，進行熔融固化，獲得一種具有半互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、高強度、高韌性的聚丙烯改性滾塑料，可滿足汽車等不同領(lǐng)域?qū)Σ牧系囊蟆?br> [0010]本發(fā)明中聚乙烯的固化反應屬于原位固化，材料具有特有的半互穿網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，不同組分之間相互扣咬，可以改善聚乙烯和聚丙烯樹脂之間的相容性，充分發(fā)揮兩者性能上的優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0011]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明:本發(fā)明采用南京科倍隆CTE-65風冷拉條雙螺桿擠出機。
[0012]本發(fā)明的聚丙烯選擇均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一種或者兩種組合。
[0013]本發(fā)明的聚乙烯選擇線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一種或者組合，其熔融指數(shù)為2-20g/10min。
[0014]本發(fā)明的交聯(lián)劑為過氧化物型交聯(lián)劑，選擇2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷，過氧化雙(2，4-二氯苯甲酰)，過氧化二(4-甲基苯甲酰)，過氧化二異丙苯，二叔丁基過氧化異丙基苯，1，1- 二叔丁基甲基_3，5，5-三甲基環(huán)己烷中的一種或幾種。
[0015]本發(fā)明的助交聯(lián)劑為三烯丙基異氰脲酸酯，三烯丙基氰脲酸酯，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一種或幾種。
[0016]本發(fā)明的彈性體選擇苯乙烯-丁二烯共聚物，苯乙烯-乙烯-丁二烯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯共聚物，聚氨酯彈性體，乙烯-丙烯酸共聚物中的一種或者幾種。
[0017]本發(fā)明的抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑組成的復合抗氧劑，其中亞磷酸酯類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑按重量比1:0.3~1:0.7混合而成。
[0018]本發(fā)明的納米級填充料選擇納米碳酸鈣，納米滑石粉，納米氫氧化鎂，納米氫氧化招，納米蒙脫土，納米娃灰石，納米聞嶺土中的一種或者幾種。
[0019]本發(fā)明的表面處理劑選擇3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺，Y-氨丙基三乙氧基硅烷，Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，硬脂酸，鈦酸酯，鋁酸酯，鋯酸酯中的一種或者幾種混合。
[0020]本發(fā)明的分散潤滑劑選擇乙撐雙硬脂酰胺，聚乙烯蠟，褐煤酸，硬脂酸鈣，硬脂酸中的一種或者幾種混合。
[0021]實施例一:一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料由以下按照質(zhì)量份數(shù)計量的原料組成:
聚丙烯100
乙烯-辛烯共聚物5
復合抗氧劑0.4
納米滑石粉5
乙撐雙硬脂酰胺0.4
Y-氣丙基二乙氧基硅烷 0.1。
[0022]其中復合抗氧劑由亞磷酸酯類抗氧劑168和受阻酚類抗氧劑1010按重量比1:0.3混合而成。
[0023]一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料的制備方法按照以下步驟進行:將0.1份Y -氨丙基三乙氧基硅烷與5份納米滑石粉在高速混合機中混合5分鐘；將混有Y-氨丙基三乙氧基硅烷的納米滑石粉與100份的聚丙烯、5份的乙烯-辛烯共聚物、0.4份復合抗氧劑、
0.4份乙撐雙硬脂酰胺，在中速混合機中混合6分鐘，然后在擠出溫度為230°C，螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm工藝條件下擠出造粒，經(jīng)擠出造粒后，磨粉60目，并將粉料在80°C烘箱中干燥至水分含量低于600ppm。
[0024]實施例二:一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料由以下按照質(zhì)量份數(shù)計量的原料組成:
聚丙烯100
高密度聚乙烯25
2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷0.04
三烯丙基異氰脲酸酯0.06
乙烯-辛烯共聚物5
復合抗氧劑0.3
乙撐雙硬脂酰胺0.2。
[0025]其中復合抗氧劑由亞磷酸酯類抗氧劑168和受阻酚類抗氧劑1010按重量比1:0.5混合而成。
[0026]一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料的制備方法按照以下步驟進行:
步驟一:將高密度聚乙烯預先在設定溫度為80°C的烘箱中干燥處理至水分含量低于600ppm,磨粉50目備用。
[0027]步驟二:將0.04份2，5- 二甲基_2，5_雙(叔丁基過氧)己烷和0.06份三烯丙基異氰脲酸酯在磁力攪拌機中混合2分鐘；將混合后的2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷和0.06份三烯丙基異氰脲酸酯與磨粉后的聚乙烯在中速混合機中混合5分鐘后，制備成聚乙烯粉密封備用。
[0028]步驟三:將100份的聚丙烯、5份的乙烯-辛烯共聚物、0.3份復合抗氧劑、0.2份乙撐雙硬脂酰胺及步驟二中制備的聚乙烯粉在中速混合機中混合5分鐘，然后在擠出溫度為220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm工藝條件下擠出造粒，經(jīng)擠出造粒后，磨粉60目，并將粉料在80°C烘箱中干燥至水分含量低于600ppm。
[0029]實施例三:一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料由以下按照質(zhì)量份數(shù)計量的原料組成:
聚丙烯100
高密度聚乙烯12.5
線性低密度聚乙烯12.5
過氧化二異丙苯0.04` 三烯丙基異氰脲酸酯 0.06 乙烯-辛烯共聚物6
復合抗氧劑0.3
納米滑石粉8
乙撐雙硬脂酰胺0.4
Y-氣丙基二乙氧基硅烷 0.2。
[0030]其中復合抗氧劑由亞磷酸酯類抗氧劑168和受阻酚類抗氧劑1010按重量比1:
0.7混合而成。
[0031]一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料的制備方法按照以下步驟進行:
步驟一:將12.5份高密度聚乙烯和12.5份線性低密度聚乙烯預先在設定溫度為80°C的烘箱中干燥處理至水分含量低于600ppm，磨粉50目備用。
[0032]步驟二:將0.04份過氧化二異丙苯和0.06份三烯丙基異氰脲酸酯在磁力攪拌機中混合2分鐘；將混合后的過氧化二異丙苯和三烯丙基異氰脲酸酯與磨粉后的聚乙烯在中速混合機中混合5分鐘后，制備成聚乙烯粉密封備用。
[0033]步驟三:將0.2份Y -氨丙基三乙氧基硅烷與8份納米滑石粉在高
速混合機中混合5分鐘，將混有Y -氨丙基三乙氧基硅烷的納米滑石粉與100份的聚丙烯、6份的乙烯-辛烯共聚物、0.3份復合抗氧劑、0.4份乙撐雙硬脂酰胺及步驟二中制備的聚乙烯粉在中速混合機中混合6分鐘，然后在擠出溫度為230°C，螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm工藝條件下擠出造粒，經(jīng)擠出造粒后，磨粉60目，并將粉料在80°C烘箱中干燥至水分含量低于600ppmo
[0034]經(jīng)檢測以上三個實施例的性能指標見表1。[0035]表 I
【權(quán)利要求】
1.一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料，其特征在于，由以下按照質(zhì)量份數(shù)計量的原料組成: 聚丙烯100 聚乙烯0-30 交聯(lián)劑0-0.1 助交聯(lián)劑 0-0.15 彈性體1-10 抗氧劑0.1-0.5 納米級填充料 0-10 分散潤滑劑 0.1-0.5 表面處理劑 0-0.4。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料，其特征在于，所述的聚丙烯選擇均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一種或者兩種組合。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料，其特征在于，所述的聚乙烯選擇線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一種或者組合，其熔融指數(shù)為2-20g/10min。
4.過氧化雙(2，4-二氯苯甲酰)，過氧化二(4-甲基苯甲酰)，過氧化二異丙苯，二叔丁基過氧化異丙基苯，1，1- 二叔丁基甲基_3，5，5-三甲基環(huán)己烷中的一種或幾種。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料，其特征在于，所述的助交聯(lián)劑為三烯丙基異氰脲酸酯，三烯丙基氰脲酸酯，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一種或幾種。
6.如權(quán)利要求1所述的一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料，其特征在于，所述的彈性體選擇苯乙烯-丁二烯共聚物，苯乙烯-乙烯-丁二烯共聚物，乙烯-辛烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯共聚物，聚氨酯彈性體，乙烯-丙烯酸共聚物中的一種或者幾種。
7.如權(quán)利要求1所述的一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料，其特征在于，所述的抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑組成的復合抗氧劑，其中亞磷酸酯類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑按重量比1:0.3~1:0.7混合而成。
8.如權(quán)利要求1所述的一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料，其特征在于，所述的納米級填充料選擇納米碳酸鈣，納米滑石粉，納米氫氧化鎂，納米氫氧化鋁，納米蒙脫土，納米硅灰石，納米高嶺土中的一種或者幾種。
9.如權(quán)利要求1所述的一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料，其特征在于，所述的表面處理劑選擇3-二乙氧基甲娃烷基-1-丙胺，Y-氨丙基二乙氧基硅烷，Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，硬脂酸，鈦酸酯，鋁酸酯，鋯酸酯中的一種或者幾種混合。
10.如權(quán)利要求1所述的一種高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料，其特征在于，所述的分散潤滑劑選擇乙撐雙硬脂酰胺，聚乙烯蠟，褐煤酸，硬脂酸鈣，硬脂酸中的一種或者幾種混合。
11.一種如權(quán)利要求1所述的高抗沖高剛性聚丙烯滾塑料的制備方法，其特征在于，所述制備方法按照以下步驟進行: 步驟一:將聚乙烯預先干燥處理至水分含量低于600ppm,磨粉30-50目備用； 步驟二:將交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑按一定質(zhì)量份數(shù)稱重，并在磁力攪拌機中混合2-10分鐘；將混合后的交聯(lián)劑/助交聯(lián)劑與磨粉后的聚乙烯在混合機中混合5-10分鐘后，制備成聚乙烯粉密封備用； 步驟三:將表面處理劑與納米級填充料按一定質(zhì)量份數(shù)，在混合機中混合2-8分鐘，將混有表面處理劑的納米級填充料與按一定質(zhì)量份數(shù)稱重的聚丙烯、彈性體、抗氧劑、分散潤滑劑及步驟二中制備的聚乙烯粉在混合機中混合5-10分鐘，然后在擠出溫度為180-240°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200-500rpm工藝條件下擠出造粒，經(jīng)擠出造粒后，磨粉50-100目，并將粉料干燥至水分含量低于600ppm。
【文檔編號】C08K5/3492GK103739946SQ201310668359
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】李云巖, 許華, 郭洪濤, 劉學武, 尹聰 申請人:天津市華鑫達投資有限公司