一種抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物及其制備方法，屬于高分子材 料改性和加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯作為五大通用塑料之一，因具有密度小、價格低、無毒、耐腐蝕、易于加工回 收等優(yōu)點，在汽車、家電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而由于聚丙烯的抗蠕變性能較差，在 材料制件使用過程中當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，材料容易發(fā)生蠕變，導致制件變形扭曲而無 法正常使用。另外由于聚丙烯材料存在低溫脆性較差的缺點，其制品耐沖擊性能差，限制了 其在低溫環(huán)境下的使用。因此迫切需要提高聚丙烯材料的抗蠕變性能和耐低溫沖擊性能。
[0003] 在提高聚丙烯材料的抗蠕變性能方面，專利CN1379049公開了一種抗蠕變無規(guī)聚 丙烯共聚物的制備方法，然而該制備方法相當繁瑣；CN102344609A提供了一種耐蠕變的聚 丙烯組合物及其制備方法與應(yīng)用，由于該方法需要用到高長徑比的無機填料，不利于大規(guī) 模生產(chǎn)加工。
[0004] 目前主要通過添加大量增韌劑來改善聚丙烯材料的低溫脆性。如公開號為 CN102796320A的中國專利公開了一種耐低溫沖擊聚丙烯組合物及其制備方法，中國專利 CN103665570A公開了一種超低溫韌性聚丙烯組合物及其制備方法。然而添加大量增韌劑存 在強度明顯降低的問題，而且成本相對較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組 合物及其制備方法，更好地滿足聚丙烯材料在汽車、家電等領(lǐng)域的應(yīng)用要求。
[0006] 為了制備抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，本發(fā)明通過采用添加 β成核劑的 方法，使聚丙烯微晶化，結(jié)晶均勻規(guī)整，以改善組合物的抗蠕變性能；同時用聚乙烯替代部 分彈性體，保證組合物耐低溫沖擊性能的同時，更好地保持剛性韌性平衡，使組合物具有良 好的抗蠕變性能。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0008] 一種抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，由下列重量百分比的原料組成：
[0009] 聚丙烯 57?93%， 聚乙烯 5?10%， 無機填料 0?20%， 彈性體 0?10%, β成核劑 0.5?1.5%， 抗氧劑 0.1?1%， 其它添加劑 0.1?2%。
[0010] 優(yōu)選地，
[0011] 一種抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，由下列重量百分比的原料組成：
[0012] 聚丙烯 57?77.5%， 聚乙烯 5?10%， 無機填料 10?20%， 彈性體 5?10%, β成核劑 1?1.5%， 抗氧劑 0.1?1%， 其它添加劑 0.1?2%。
[0013] 其中，所述的聚丙烯為共聚聚丙烯，共聚單體常見為乙烯，其熔體流動速率 (230°C Χ2. 16kg)為 5 ?70g/10min。
[0014] 所述的聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯中的一種或幾 種組合。
[0015] 所述的無機填料為滑石粉、硫酸鋇和碳酸鈣中的一種或幾種組合，其粒徑范圍為 1 ?10 μ m〇
[0016] 所述的彈性體為一種乙稀-辛稀的共聚物，密度為0. 86?0. 90g/cm3。
[0017] 所述的β成核劑為脂肪二羧酸及其鹽類的β成核劑，優(yōu)選為庚二酸鈣和辛二酸 鈣。
[0018] 所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚或硫酯類抗氧劑中的 一種或幾種組合，輔抗氧劑為亞磷酸鹽或酯類抗氧劑中的一種或幾種組合。
[0019] 所述的其它添加劑為各種顏色添加劑、光穩(wěn)定劑和各種酯類或脂肪酸類潤滑劑中 的一種或幾種的組合物。
[0020] 上述抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物的制備方法，其步驟如下：
[0021] 1)按重量配比稱取原料；
[0022] 2)將步驟1)原料置于高速混合器中干混5?15分鐘；
[0023] 3)將混合后的原料加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒，制得聚丙烯組 合物，其工藝為：一區(qū)190?200°C，二區(qū)200?210°C，三區(qū)210?220°C，四區(qū)205?215°C; 整個擠出過程的停留時間為1?2分鐘，壓力為12?18MPa。
[0024] 本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0025] 1、本發(fā)明通過在聚丙烯中添加 β成核劑使聚丙烯微晶化，結(jié)晶均勻規(guī)整，改善了 組合物的抗蠕變性能。
[0026] 2、本發(fā)明用聚乙烯替代部分彈性體，保證組合物耐低溫沖擊性能的同時，更好地 保持剛性韌性平衡，使組合物具有良好的抗蠕變性能。
[0027] 3、本發(fā)明提出的制備抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物的方法簡單可行、易于生 產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明：
[0029] 在實施例及對比例組合物配方中，聚丙烯為齊魯石化生產(chǎn)的共聚聚丙烯，其商品 牌號為M2600R。聚乙烯選用Sabic公司生產(chǎn)的商品牌號為Μ80064。無機填料選用粒徑為 5微米的滑石粉。彈性體為杜邦公司產(chǎn)的線形乙烯-辛烯共聚物，商品名為Engage 8180， 密度為〇.863g/cm3。β成核劑選用庚二酸鈣。主抗氧劑為Ciba公司產(chǎn)的3114,商品牌號 為Irganox 3114,化學名稱為3, 5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯，以及英國ICE公司 產(chǎn)的DSTP，商品牌號為Negonox DSTP，化學名稱為硫代二丙酸十八酯。輔抗氧劑為Ciba公 司產(chǎn)的168,商品牌號為Irgafosl68,化學名稱為三（2, 4-二叔丁基苯基）亞磷酸醋。此外 還包括各種顏色添加劑、各種酯類或脂肪酸類潤滑劑等。
[0030] 將聚丙烯、聚乙烯、無機填料、彈性體、β成核劑、抗氧劑和其它添加劑在高速混合 器中干混5?15分鐘；將混合均勻的原料加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，冷卻造粒得 到聚丙烯組合物，其工藝為：一區(qū)190?200°C，二區(qū)200?210°C，三區(qū)210?220°C，四區(qū) 205?215°C ;整個擠出過程的停留時間為1?2分鐘，壓力為12?18MPa。
[0031] 件能評價方式及實行標準：
[0032] 將按上述方法制備的粒子材料，在90?100°C的鼓風烘箱中干燥2?3小時，然后 再將干燥好的粒子材料在注射成型機上進行注射成型制樣。
[0033] 拉伸性能測試：按GB/T 1040. 2標準進行，試樣尺寸為170*10*4mm，拉伸速度 為50mm/min ;彎曲性能測試：按GB/T 9341標準進行，試樣尺寸為80*10*4mm，彎曲速度為 2mm/min，跨距為64mm ;缺口沖擊強度測試：按GB/T1043標準進行，試樣尺寸為80*10*4mm， 缺口深度為試樣厚度的三分之一；蠕變性能測試：按GB 6059-85標準進行，試樣尺寸為 120*10*4mm，測試溫度為室溫（23°C )，應(yīng)力為20MPa，記錄第48小時樣條最外層的應(yīng)變 (% )〇
[0034] 實施例及對比例的配方及各項性能測試結(jié)果見下各表：
[0035] 表1實施例1?5及對比例1?3材料配方表（重量％ )
[0036]
【主權(quán)項】
1. 一種抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，其特征在于：由下列重量百分比的原料組 成：
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，其特征在于：由下列重 量百分比的原料組成：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，其特征在于：所述 的聚丙烯為共聚聚丙烯，共聚單體常見為乙烯，在230°CX2. 16kg測試條件下，其熔體流動 速率為5?70g/10min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，其特征在于：所述 的聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯中的一種或幾種組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，其特征在于：所述 的無機填料為滑石粉、硫酸鋇和碳酸鈣中的一種或幾種組合，其粒徑范圍為1?10um。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，其特征在于：所述 的彈性體為乙烯-辛烯的共聚物，密度為〇. 86?0. 90g/cm3。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，其特征在于：所述 的0成核劑為脂肪二羧酸及其鹽類的0成核劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，其特征在于：所述的0 成核劑為庚二酸鈣和辛二酸鈣。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，其特征在于：所述 的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚或硫酯類抗氧劑中的一種或幾種組 合，輔抗氧劑為亞磷酸鹽或酯類抗氧劑中的一種或幾種組合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物，其特征在于：所述 的其它添加劑為各種顏色添加劑、光穩(wěn)定劑和各種酯類或脂肪酸類潤滑劑中的一種或幾種 的組合物。
11.權(quán)利要求1或2所述抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物的制備方法，其特征在于： 其步驟如下： 1) 按重量配比稱取原料； 2) 將步驟1)原料置于高速混合器中干混5?15分鐘； 3) 將混合后的原料加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒，制得聚丙烯組合物， 其工藝為：一區(qū)190?200°C，二區(qū)200?210°C，三區(qū)210?220°C，四區(qū)205?215°C;整 個擠出過程的停留時間為1?2分鐘，壓力為12?18MPa。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗蠕變耐低溫沖擊的聚丙烯組合物及其制備方法；這種聚丙烯組合物由以下重量百分比的原料組成：聚丙烯57～93％，聚乙烯5～10％，無機填料0～20％，彈性體0～10％，β成核劑0.5～1.5％，抗氧劑0.1～1％，其它添加劑0.1～2％。其制備方法是按重量配比稱取原料，然后在高速攪拌機中混合均勻，加入到雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出后冷卻、干燥、切粒得到。本發(fā)明通過采用添加β成核劑的方法，使聚丙烯微晶化，結(jié)晶更加均勻規(guī)整，以改善組合物的抗蠕變性能；同時用聚乙烯替代部分彈性體，保證組合物耐低溫沖擊性能的同時，更好地保持剛性韌性平衡，使組合物具有良好的抗蠕變性能，可廣泛應(yīng)用于汽車、家電等領(lǐng)域。
【IPC分類】B29B9-06, C08L23-06, C08L23-08, B29C47-92, C08L23-14, C08K3-26, C08K3-34, C08K13-02, C08K3-30, C08K5-092
【公開號】CN104558856
【申請?zhí)枴緾N201410805899
【發(fā)明人】陳通華, 張鷹, 張祥福, 周文
【申請人】浙江普利特新材料有限公司, 重慶普利特新材料有限公司, 上海普利特復合材料股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月22日