一種耐低溫高相容的混合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐低溫高相容的混合材料，該混合材料按質(zhì)量百分比由以下組分制備得到：共聚PP 40?50％，PE 40?55％，相容劑INTUNE 3?15％，潤滑劑0.5?2％，抗氧劑0.5?1.5％。本發(fā)明所述的混合材料很好地融合了PP和PE材料各自的優(yōu)勢，材料相容性好，且耐低溫沖擊強度大，在剛性、韌性、耐化學(xué)性、耐高溫性和加工性能方面具有優(yōu)良的性能；本發(fā)明所述的混合材料制備方法操作簡單，成本低，材料性能好，具有經(jīng)濟價值。
【專利說明】
一種耐低溫高相容的混合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種耐低溫高相容的混合材料及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PP是通用熱塑性樹脂中用量最大的品種之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。 PP價格低廉，有著優(yōu)異的綜合性能，而其亟待克服的最為突出的缺點是低溫沖擊強度低，在 寒冷地區(qū)使用容易出現(xiàn)受力開裂。
[0003] 目前常用方法是在PP添加增韌劑，該方法低溫沖擊改善效果不明顯，且成本較高、 材料剛性下降幅度較大。在PP中添加 PE也可以用來改善低溫沖擊性，該方法最簡單實效、成 本也較低，但由于PP與PE兩者相容性不好，PE不能添加過多，低溫耐沖擊改善程度也因此受 限。
[0004] 中國發(fā)明專利CN 102964690 B公開了一種高強度耐腐蝕聚丙烯復(fù)合材料及其制 備方法，材料按以下重量份組成:PP 30-80、PE 10-40、碳纖維5-20、耐腐蝕改性劑0.5-5、相 容劑0-10、抗氧劑0.1-0.5。該專利利用碳纖維和聚四氟乙烯作為耐腐蝕改性劑來優(yōu)化PPM 料的性能，同時采用馬來酸酐接枝聚丙烯作為相容劑，所添加的PE含量有限，不具有耐低溫 性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種耐低溫高相容的混 合材料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明是選用特殊、高效的PP/PE相容劑，在PP中能添加大量PE，PP/PE相容性好， 且混合材料在耐低溫沖擊、強度、成本等各個方面均有不錯的優(yōu)勢。
[0007] 本發(fā)明所述的相容劑INTUNE是結(jié)晶聚丙烯鏈端和結(jié)晶聚乙烯鏈端組成的新型嵌 段共聚物，相容劑INTUNE為DOW廠商的新型丙烯基烯烴嵌段共聚物。當(dāng)加入PP/PE體系中，能 使PP/PE兩者達(dá)到完美相容，得到獨特的剛性、韌性、耐化學(xué)性、耐高溫性和加工性等優(yōu)良性 能的PP/PE合金。
[0008] 經(jīng)微觀分析，INTUNE具有獨特的分子結(jié)構(gòu)，它是由聚丙烯鏈和聚乙烯鏈分別在分 子兩端嵌段聚合而成的，而不是丙烯鏈和乙烯鏈交叉無序聚合的，當(dāng)加入至PP/PE材料，PP 可在INTUNE的聚丙烯鏈端發(fā)生纏結(jié)，PE可在INTUNE的聚乙烯鏈端發(fā)生纏結(jié)，從而使PP和PE 達(dá)到很好相容。
[0009] 本發(fā)明所述的混合材料中，共聚PP添加40-50%，共聚PP添加量過大會影響材料的 韌性、耐低溫性，過低的用量會影響材料剛性、耐化學(xué)性，故以40-50%為宜。
[0010] 本發(fā)明所述的混合材料中，PE添加40-55%，添加 PE可以調(diào)節(jié)材料的耐低溫性，但 添加量不可過大，否則會影響材料的剛性，添加量過低則會影響材料的耐低溫性能，故以 40-55 % 為宜。
[0011] 本發(fā)明所述的混合材料中，相容劑INTUNE添加3-15%，相容劑INTUNE由于其獨特 的分子結(jié)構(gòu)，可以使PP和PE兩者達(dá)到相容，含量不能太低，太低的話相容效果欠佳，含量過 大則會影響材料剛性和成本，故以3-15 %為宜。
[0012]本發(fā)明所述的制備方法中，白礦油的添加量很少，為各組分總重的1%-2%，在擠 出過程中會逐步分解揮發(fā)，該物質(zhì)能夠使粉狀的助劑如抗氧劑、潤滑劑能均勻地黏在PP顆 粒上，起拌料分散作用。
[0013] 本發(fā)明所述的混合材料的制備方法中，擠出的溫度為185-220°c，螺桿轉(zhuǎn)速為280-300轉(zhuǎn)/分鐘，其中螺桿轉(zhuǎn)速要高于280轉(zhuǎn)/分鐘，以保證充分的剪切，從而使PP、PE分別在相 容劑INTUNE的聚丙烯鏈端、聚乙烯鏈端發(fā)生纏結(jié)，以保證PP和PE相容性效果，轉(zhuǎn)速高于300 轉(zhuǎn)/分鐘則對相容性的增加影響不大。
[0014] 具體方案如下：
[0015] 一種耐低溫高相容的混合材料，按質(zhì)量百分比由以下組分制備得到：共聚PP 40-50%，PE 40-55%，相容劑INTUNE 3-15%，潤滑劑0.5-2%，抗氧劑0.5-1.5%。
[0016] 進(jìn)一步的，所述的耐低溫高相容的混合材料按質(zhì)量百分比由以下組分制備得到： 共聚 PP 43-48%，PE 42-50%，相容劑INTUNE 5-12%，潤滑劑0.5-1.5%，抗氧劑0.5-1.0%〇
[0017] 進(jìn)一步的，所述的PE為低密度PE，其密度范圍為0.910-0.925。
[0018] 進(jìn)一步的，所述的潤滑劑為PE蠟和PP蠟，且兩者重量比為1: 1。
[0019] 進(jìn)一步的，所述的抗氧劑為抗氧劑168和1010按照重量比為1:1-1:3復(fù)配而成。
[0020] -種制備耐低溫高相容的混合材料的方法，包括以下步驟：
[0021] 1)按照所述的各組分質(zhì)量百分比準(zhǔn)備各組分原料，然后向共聚PP中加入白礦油攪 拌，所述的白礦油添加量為各組分總重的1%_2%，再加入潤滑劑和抗氧劑攪拌均勻，之后 加入PE和相容劑INTUNE攪拌均勻，得到混合料向共聚PP中加入白礦油攪拌，再加入潤滑劑 和抗氧劑攪拌均勻，之后加入PE和相容劑INTUNE攪拌均勻，得到混合料；
[0022] 2)將混合料進(jìn)行擠出、冷卻、切粒，擠出過程中白礦油揮發(fā)掉，得到耐低溫高相容 的混合材料。
[0023] 進(jìn)一步的，所述的步驟2)中擠出的設(shè)備為同向平行擠出造粒機。
[0024]進(jìn)一步的，所述的步驟2)中擠出的溫度為185-220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為280-300轉(zhuǎn)/分 鐘。
[0025]有益效果:本發(fā)明所述的混合材料很好地融合了 PP和PE材料各自的優(yōu)勢，材料相 容性好，且耐低溫沖擊強度大，在剛性、韌性、耐化學(xué)性、耐高溫性和加工性能方面具有優(yōu)良 的性能;本發(fā)明所述的混合材料制備方法操作簡單，成本低，材料性能好，具有經(jīng)濟價值。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。實施例中未注明具體技術(shù)或條 件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀 器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0027] 實施例中所使用的低密度PE的生產(chǎn)商為燕山石化IC7A，相容劑INTUNE為DOW新型 0BC，潤滑劑為PP蠟和PE蠟，抗氧化劑為168和1010。
[0028] 實施例1
[0029] 按照下表準(zhǔn)備各組分原料：
[0030] 表1混合材料成分表 [0031]
[0032]混合材料的制作步驟如下：
[0033]稱取一定量的共聚PP倒入攪拌桶里，加入白礦油（添加量為各組分總重的1%)攪 拌5min，再加入適量的潤滑劑和抗氧劑攪拌5min，加入低密度TO和相容劑INTUNE攪拌 lOmin，最后即得到混合料。
[0034] 將混合料進(jìn)行擠出，擠出設(shè)備為同向平行擠出造粒機，擠出溫度185-220°C，螺桿 轉(zhuǎn)速280轉(zhuǎn)/分鐘，然后進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)行切粒，得到耐低溫高相容的混合材料。
[0035] 利用所制備的耐低溫高相容的混合材料進(jìn)行性能檢測，如下表：
[0036] 表2性能檢測結(jié)果表
[0037]
[0038] 從表2可以看出，混合材料在-25°C進(jìn)行低溫缺口沖擊強度試驗，材料不被打斷，說 明耐低溫效果好;混合材料的密度小于1 g/cm3，質(zhì)輕，使用方便;恪融指數(shù)為8.5g/1 Omin，材 料流動性好;材料斷面無分層現(xiàn)象，說明材料相容性好。
[0039] 實施例2
[0040]按照下表準(zhǔn)備各組分原料：
[0041] 表3混合材料成分表
[0042]
[0043]
[0044] 混合材料的制作步驟如下：
[0045] 稱取一定量的共聚PP倒入攪拌桶里，加入白礦油（添加量為各組分總重的2%)攪 拌5min，再加入適量的潤滑劑和抗氧劑攪拌5min，加入低密度TO和相容劑INTUNE攪拌 lOmin，最后即得到混合料。
[0046] 將混合料進(jìn)行擠出，擠出設(shè)備為同向平行擠出造粒機，擠出溫度185-220°C，螺桿 轉(zhuǎn)速290轉(zhuǎn)/分鐘，然后進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)行切粒，得到耐低溫高相容的混合材料。
[0047] 利用所制備的耐低溫高相容的混合材料進(jìn)行性能檢測，如下表：
[0048]表4性能檢測結(jié)果表
[0049]
[0050]^從表4可以看出，混合材料在-25°C進(jìn)行低溫缺口沖擊強度試驗，材料不被打斷，說 明耐低溫效果好;混合材料的密度小于1 g/cm3，質(zhì)輕，使用方便;恪融指數(shù)為10.6g/1 Omin， 材料流動性好;材料斷面無分層現(xiàn)象，說明材料相容性好。
[0051 ] 實施例3
[0052]按照下表準(zhǔn)備各組分原料：
[0053] 表5混合材料成分表
[0054]
[0055] 混合材料的制作步驟如下：
[0056]稱取一定量的共聚PP倒入攪拌桶里，加入白礦油攪拌5min(白礦油用量為各組分 總重的1 % )，再加入適量的潤滑劑和抗氧劑攪拌5min，加入低密度PE和相容劑INTUNE攪拌 1 Omin，最后即得到混合料。
[0057]將混合料進(jìn)行擠出，擠出設(shè)備為同向平行擠出造粒機，擠出溫度200°C，螺桿轉(zhuǎn)速 300轉(zhuǎn)/分鐘，然后進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)行切粒，得到耐低溫高相容的混合材料。
[0058] 利用所制備的耐低溫高相容的混合材料進(jìn)行性能檢測，如下表：
[0059] 表6性能檢測結(jié)果表
[0060]
[0061]
[0062] 從表6可以看出，混合材料在-25°C進(jìn)行低溫缺口沖擊強度試驗，材料不被打斷，說 明耐低溫效果好;混合材料的密度小于1 g/cm3，質(zhì)輕，使用方便;恪融指數(shù)為12.7g/1 Omin， 材料流動性好;材料斷面無分層現(xiàn)象，說明材料相容性好。
[0063] 實施例4
[0064]按照下表準(zhǔn)備各組分原料：
[0065] 表7混合材料成分表 [0066]
[0067]混合材料的制作步驟如下：
[0068]稱取一定量的共聚PP倒入攪拌桶里，加入白礦油攪拌5min(添加量為各組分總重 的2%)，再加入適量的潤滑劑和抗氧劑攪拌5min，加入低密度TO和相容劑INTUNE攪拌 1 Omin，最后即得到混合料。
[0069] 將混合料進(jìn)行擠出，擠出設(shè)備為同向平行擠出造粒機，擠出溫度185°C，螺桿轉(zhuǎn)速 280轉(zhuǎn)/分鐘，然后進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)行切粒，得到耐低溫高相容的混合材料。
[0070] 利用所制備的耐低溫高相容的混合材料進(jìn)行性能檢測，如下表：
[0071] 表8性能檢測結(jié)果表
[0072]

[0073] 從表8可以看出，混合材料在-25°C進(jìn)行低溫缺口沖擊強度試驗，材料不被打斷，說 明耐低溫效果好;混合材料的密度小于1 g/cm3，質(zhì)輕，使用方便;恪融指數(shù)為8.5g/1 Omin，材 料流動性好;材料斷面無分層現(xiàn)象，說明材料相容性好。
[0074] 實施例5
[0075]按照下表準(zhǔn)備各組分原料：
[0076] 表9混合材料成分表
[0077]
[0078]混合材料的制作步驟如下：
[0079]稱取一定量的共聚PP倒入攪拌桶里，加入白礦油攪拌5min(添加量為各組分總重 的1.2%)，再加入適量的潤滑劑和抗氧劑攪拌5min，加入低密度PE和相容劑INTUNE攪拌 1 Omin，最后即得到混合料。
[0080] 將混合料進(jìn)行擠出，擠出設(shè)備為同向平行擠出造粒機，擠出溫度220°C，螺桿轉(zhuǎn)速 290轉(zhuǎn)/分鐘，然后進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)行切粒，得到耐低溫高相容的混合材料。
[0081] 利用所制備的耐低溫高相容的混合材料進(jìn)行性能檢測，如下表：
[0082] 表10性能檢測結(jié)果表
[0083]
[0084] ~從表10可以看出，混合材料在-25°C進(jìn)行低溫缺口沖擊強度試驗，材料不被打斷/ 說明耐低溫效果好；混合材料的密度小于lg/cm 3，質(zhì)輕，使用方便；恪融指數(shù)為10.6g/ 1 Omin，材料流動性好;材料斷面無分層現(xiàn)象，說明材料相容性好。
[0085] 實施例6
[0086]按照下表準(zhǔn)備各組分原料：
[0087] 表11混合材料成分表
[0088]
[0089]
[0090]混合材料的制作步驟如下：
[0091]稱取一定量的共聚PP倒入攪拌桶里，加入白礦油攪拌5min(添加量為各組分總重 的1.6%)，再加入適量的潤滑劑和抗氧劑攪拌5min，加入低密度PE和相容劑INTUNE攪拌 lOmin，最后即得到混合料。
[0092] 將混合料進(jìn)行擠出，擠出設(shè)備為同向平行擠出造粒機，擠出溫度185°C，螺桿轉(zhuǎn)速 300轉(zhuǎn)/分鐘，然后進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)行切粒，得到耐低溫高相容的混合材料。
[0093] 利用所制備的耐低溫高相容的混合材料進(jìn)行性能檢測，如下表：
[0094] 表12性能檢測結(jié)果表
[0095] _6]~從表12可以看出，混合材料在_25°C
進(jìn)行低溫缺口沖擊強度試驗，材料不被打斷，_ 說明耐低溫效果好；混合材料的密度小于lg/cm3，質(zhì)輕，使用方便；恪融指數(shù)為12.7g/ 1 Omin，材料流動性好;材料斷面無分層現(xiàn)象，說明材料相容性好。
[0097] 所制備的耐低溫高相容的混合材料制成的蓋板安裝用支架零件，其功能性測試如 耐低溫沖擊、拉拔力、擠壓強度、開合壽命測試以及耐化學(xué)性項目均表現(xiàn)出很好的性能，表 明該混合材料運用范圍廣，實用性高。
[0098] 實施例7
[0099]按照下表準(zhǔn)備各組分原料：
[0?00] 表13混合材料成分表 [0101]
[0102] ~混合材料的制作步驟如下:
' '
[0103] 稱取一定量的共聚PP倒入攪拌桶里，加入白礦油攪拌5min(添加量為各組分總重 的1.8%)，再加入適量的潤滑劑和抗氧劑攪拌5min，加入低密度PE和相容劑INTUNE攪拌 lOmin，最后即得到混合料。
[0104] 將混合料進(jìn)行擠出，擠出設(shè)備為同向平行擠出造粒機，擠出溫度220°C，螺桿轉(zhuǎn)速 290轉(zhuǎn)/分鐘，然后進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)行切粒，得到耐低溫高相容的混合材料。
[0105] 利用所制備的耐低溫高相容的混合材料進(jìn)行性能檢測，如下表：
[0106] 表14性能檢測結(jié)果表
[0107]
[0108]
[0109] 從表14可以看出，混合材料在_25°C進(jìn)行低溫缺口沖擊強度試驗，材料不被打斷， 說明耐低溫效果好；混合材料的密度小于lg/cm 3，質(zhì)輕，使用方便；恪融指數(shù)為10.6g/ 1 Omin，材料流動性好;材料斷面無分層現(xiàn)象，說明材料相容性好。
[0110] 實施例8
[0111] 按照下表準(zhǔn)備各組分原料：
[0112] 表15混合材料成分表
[0113]
[0114]混合材料的制作步驟如下：
[0115] 稱取一定量的共聚PP倒入攪拌桶里，加入白礦油攪拌5min(添加量為各組分總重 的1%)，再加入適量的潤滑劑和抗氧劑攪拌5min，加入低密度TO和相容劑INTUNE攪拌 lOmin，最后即得到混合料。
[0116] 將混合料進(jìn)行擠出，擠出設(shè)備為同向平行擠出造粒機，擠出溫度220°C，螺桿轉(zhuǎn)速 290轉(zhuǎn)/分鐘，然后進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)行切粒，得到耐低溫高相容的混合材料。
[0117] 利用所制備的耐低溫高相容的混合材料進(jìn)行性能檢測，如下表：
[0118] 表16性能檢測結(jié)果表
[0119]
[0120] ~從表16可以看出，混合材料在-25°C
進(jìn)行低溫缺口沖擊強度試驗，材料不被打斷/ 說明耐低溫效果好；混合材料的密度小于lg/cm 3，質(zhì)輕，使用方便；恪融指數(shù)為10.6g/ 1 Omin，材料流動性好;材料斷面無分層現(xiàn)象，說明材料相容性好。
[0121] 實施例9
[0122] 按照下表準(zhǔn)備各組分原料：
[0123] 表17混合材料成分表
[0124]
[0125]
[0126] 混合材料的制作步驟如下：
[0127] 稱取一定量的共聚PP倒入攪拌桶里，加入白礦油攪拌5min(添加量為各組分總重 的2%)，再加入適量的潤滑劑和抗氧劑攪拌5min，加入低密度TO和相容劑INTUNE攪拌 1 Omin，最后即得到混合料。
[0128] 將混合料進(jìn)行擠出，擠出設(shè)備為同向平行擠出造粒機，擠出溫度220°C，螺桿轉(zhuǎn)速 290轉(zhuǎn)/分鐘，然后進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)行切粒，得到耐低溫高相容的混合材料。
[0129] 利用所制備的耐低溫高相容的混合材料進(jìn)行性能檢測，如下表：
[0130] 表18性能檢測結(jié)果表
[0131]
[0132] ~從表18可以看出，混合材料在-25°C
進(jìn)行低溫缺口沖擊強度試驗，材料不被打斷/ 說明耐低溫效果好；混合材料的密度小于lg/cm 3，質(zhì)輕，使用方便；恪融指數(shù)為10.6g/ 1 Omin，材料流動性好;材料斷面無分層現(xiàn)象，說明材料相容性好。
[0133] 所制備的耐低溫高相容的混合材料制成的蓋板安裝用支架零件，其功能性測試如 耐低溫沖擊、拉拔力、擠壓強度、開合壽命測試以及耐化學(xué)性項目均表現(xiàn)出很好的性能，表 明該混合材料運用范圍廣，實用性高。
[0134] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨 的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1. 一種耐低溫高相容的混合材料，其特征在于:按質(zhì)量百分比由以下組分制備得到:共 聚PP 40-50%，PE 40-55%，相容劑INTUNE 3-15%，潤滑劑0.5-2%，抗氧劑0.5-1.5%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫高相容的混合材料，其特征在于:按質(zhì)量百分比由以下 組分制備得到:共聚PP 43-48%，PE 42-50%，相容劑INTUNE 5-12%，潤滑劑0.5-1.5%，抗 氧劑0.5-1.0%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫高相容的混合材料，其特征在于：所述的PE為低密度 PE，其密度范圍為0.910-0.925。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫高相容的混合材料，其特征在于:所述的潤滑劑為PE蠟 和PP錯，且兩者重量比為1: 1。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫高相容的混合材料，其特征在于:所述的抗氧劑為抗氧 劑168和1010按照重量比為1:1-1:3復(fù)配而成。6. -種制備權(quán)利要求1至5任意一項所述的耐低溫高相容的混合材料的方法，其特征在 于:包括以下步驟： 1) 按照權(quán)利要求1所述的各組分質(zhì)量百分比準(zhǔn)備各組分原料，然后向共聚PP中加入白 礦油攪拌，所述的白礦油添加量為各組分總重的1%_2%，再加入潤滑劑和抗氧劑攪拌均 勻，之后加入PE和相容劑INTUNE攪拌均勻，得到混合料； 2) 將混合料進(jìn)行擠出、冷卻、切粒，擠出過程中白礦油揮發(fā)掉，得到耐低溫高相容的混 合材料。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備耐低溫高相容的混合材料的方法，其特征在于:所述的步 驟2)中擠出的設(shè)備為同向平行擠出造粒機。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備耐低溫高相容的混合材料的方法，其特征在于:所述的步 驟2)中擠出的溫度為185-220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為280-300轉(zhuǎn)/分鐘。
【文檔編號】C08L53/00GK105906947SQ201610365328
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】連榮炳, 徐名智
【申請人】威迪亞（長泰）科技有限公司