一種耐低溫沖擊pp及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)屬于PP制備領(lǐng)域，尤其涉及一種耐低溫沖擊PP及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。按甲基排列位置分為等規(guī)聚丙稀(isotactic polyprolene)、無規(guī)聚丙稀(atactic polypropylene)和間規(guī)聚丙稀(synd1tactic polypropylene)三種。聚丙稀為無毒、無臭、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，密度只有0.90—"0.91g/cm3，是目前所有塑料中最輕的品種之一。它對(duì)水特別穩(wěn)定，在水中的吸水率僅為0.01%，分子量約8萬一 15萬。成型性好，但因收縮率大(為1%~2.5%)厚壁制品易凹陷，對(duì)一些尺寸精度較高零件，很難于達(dá)到要求，制品表面光澤好，易于著色。中國聚丙烯的工業(yè)生產(chǎn)始于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過30多年的發(fā)展，已經(jīng)基本上形成了溶劑法、液相本體-氣相法、間歇式液相本體法、氣相法等多種生產(chǎn)工藝并舉，大中小型生產(chǎn)規(guī)模共存的生產(chǎn)格局?，F(xiàn)在中國的大型聚丙烯生產(chǎn)裝置以引進(jìn)技術(shù)為主，中型和小型聚丙烯生產(chǎn)裝置以國產(chǎn)化技術(shù)為主。中國聚丙烯在將來的幾年里產(chǎn)量會(huì)有較大的增長，但生產(chǎn)仍然供不足需，中國已經(jīng)成為全球最大的聚丙烯凈進(jìn)口國。但由于國內(nèi)產(chǎn)量很快增長，進(jìn)口依存度總體上呈下降趨勢(shì)。中國聚丙烯未來幾年內(nèi)，表觀消費(fèi)量依然會(huì)保持較高增速，進(jìn)口量將會(huì)增大，聚丙烯產(chǎn)業(yè)在中國的前景廣闊。由醋酸乙烯在醋酸存在下聚合而成，聚合度以250?600為宜，聚合完成后，樹脂中殘存的微量催化劑(通常為過氧化物)、單體和(或)溶劑經(jīng)真空干燥、蒸汽汽提、洗滌或聯(lián)合處理法除去。在醋酸的存在下，以過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，醋酸乙烯進(jìn)行本體聚合；或以聚乙烯醇為分散劑，在溶劑中于70?90°C下進(jìn)行溶液聚合2?6h(聚合度控制在250~600為宜)，即得產(chǎn)品。
[0003]甲基排列在分子主鏈的同一側(cè)稱等規(guī)聚丙烯，若甲基無秩序的排列在分子主鏈的兩側(cè)稱無規(guī)聚丙烯，當(dāng)甲基交替排列在分子主鏈的兩側(cè)稱間規(guī)聚丙烯。一般工業(yè)生產(chǎn)的聚丙烯樹脂中，等規(guī)結(jié)構(gòu)含量約為95%，其余為無規(guī)或間規(guī)聚丙烯。工業(yè)產(chǎn)品以等規(guī)物為主要成分。聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內(nèi)。通常為半透明無色固體，無臭無毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化，故熔點(diǎn)可高達(dá)167°C。耐熱、耐腐蝕，制品可用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點(diǎn)。密度小，是最輕的通用塑料。缺點(diǎn)是耐低溫沖擊性差，較易老化，但可分別通過改性予以克服。共聚物型的PP材料有較低的熱變形溫度(100°C)、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度，PP的沖擊強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150°C。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題。PP的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(MFR)通常在1~100。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同MFR的材料，共聚型的抗沖強(qiáng)度比均聚型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為1.6-2.0%。近幾年我國家用電器產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，品種多，產(chǎn)量大。2003年我國電冰箱產(chǎn)量為1850萬臺(tái)，空調(diào)器4200萬臺(tái)，洗衣機(jī)1700萬臺(tái)，微波爐3500萬臺(tái)。據(jù)“2004~2006年中國城市家庭影院市場(chǎng)研宄咨詢報(bào)告”顯示，預(yù)計(jì)未來3年內(nèi)我國家庭影院系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到690萬臺(tái)。另外，各種小家電也擁有巨大的潛在市場(chǎng)，這對(duì)改性PP來說，是一個(gè)極好的商機(jī)。目前，我國一些塑料原料廠商已經(jīng)開發(fā)出洗衣機(jī)專用料如PP 1947系列、K7726系列等，受到了洗衣機(jī)制造廠商的歡迎。因此，在未來幾年內(nèi)應(yīng)加大開發(fā)家用電器PP專用料的力度，以適應(yīng)市場(chǎng)變化的需求。
[0004]聚丙烯的結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整，因而具有優(yōu)良的力學(xué)性能。聚丙烯力學(xué)性能的絕對(duì)值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍屬于偏低的品種，其拉伸強(qiáng)度僅可達(dá)到30 MPa或稍高的水平。等規(guī)指數(shù)較大的聚丙烯具有較高的拉伸強(qiáng)度，但隨等規(guī)指數(shù)的提高，材料的沖擊強(qiáng)度有所下降，但下降至某一數(shù)值后不再變化。溫度和加載速率對(duì)聚丙烯的韌性影響很大。當(dāng)溫度高于玻璃化溫度時(shí)，沖擊破壞呈韌性斷裂，低于玻璃化溫度呈脆性斷裂，且沖擊強(qiáng)度值大幅度下降。提高加載速率，可使韌性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變的溫度上升。聚丙烯具有優(yōu)異的抗彎曲疲勞性，其制品在常溫下可彎折106次而不損壞。但在室溫和低溫下，由于本身的分子結(jié)構(gòu)規(guī)整度高，所以抗沖擊強(qiáng)度較差。聚丙烯最突出的性能就是抗彎曲疲勞性，俗稱百折膠。聚丙烯具有良好的耐熱性，制品能在100°C以上溫度進(jìn)行消毒滅菌，在不受外力的條件下，150°C也不變形。脆化溫度為_35°C，在低于-35°C會(huì)發(fā)生脆化，耐寒性不如聚乙烯。對(duì)于聚丙烯玻璃化溫度的報(bào)道值有一 18qC，OqC, 5°C等，這也是由于人們采用不同試樣，其中所含晶相與無定形相的比例不同，使分子鏈中無定形部分鏈長不同所致。聚丙烯的熔融溫度比聚乙烯約提高40 — 50%，約為164 — 1700C，100%等規(guī)度聚丙烯熔點(diǎn)為176°C。聚丙烯的化學(xué)穩(wěn)定性很好，除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外，對(duì)其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定，但低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯化烴等能使聚丙烯軟化和溶脹，同時(shí)它的化學(xué)穩(wěn)定性隨結(jié)晶度的增加還有所提高，所以聚丙烯適合制作各種化工管道和配件，防腐蝕效果良好。它有較高的介電系數(shù)，且隨溫度的上升，可以用來制作受熱的電器絕緣制品。它的擊穿電壓也很高，適合用作電器配件等?？闺妷?、耐電弧性好，但靜電度高，與銅接觸易老化。聚丙烯對(duì)紫外線很敏感，加入氧化鋅、硫代二丙酸二月桂酯、炭黑或類似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。
[0005]無毒、無味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100°C左右使用。具有良好的電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響，但低溫時(shí)變脆，不耐磨、易老化。適于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、堿等有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作用，可用于食具。2003年全國塑料管材總產(chǎn)量突破180萬t，同比增長23%。早期，PP管材主要用作農(nóng)用輸水管，但是由于早期產(chǎn)品性能還存在一些問題(抗沖擊強(qiáng)度、耐老化性能較差)，市場(chǎng)未能打開。隨著上海塑料建材廠首家引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，采用進(jìn)口 PP-R料生產(chǎn)的輸送冷、熱水用的管材得到市場(chǎng)認(rèn)可后，目前已有不少廠家建設(shè)PP-R管材生產(chǎn)線，價(jià)格也由投產(chǎn)初期的2萬~3萬元/t不斷回落，但PP-R管材在塑料管材市場(chǎng)上的占有率仍然很低。據(jù)反映，目前國產(chǎn)PP-R料與進(jìn)口料比較還有一定差距，質(zhì)量有待改進(jìn)和提高。據(jù)報(bào)道，目前韓國開發(fā)出一種耐高壓給水管用無規(guī)共聚聚丙烯PP-R 112新牌號(hào)，使用該牌號(hào)生產(chǎn)的管材可在20°C和11.2MPa的超高壓狀態(tài)下使用50年。塑料管材是我國化學(xué)建材推廣應(yīng)用的重點(diǎn)產(chǎn)品之一，建設(shè)部曾于2001年發(fā)出“關(guān)于加強(qiáng)共聚聚丙烯(PP-R、PP-B)管材生產(chǎn)管理和推廣應(yīng)用工作的通知”，要求有關(guān)部門共同做好從原料、加工、質(zhì)量以至管材使用、安裝等工作，要嚴(yán)格把好PP管材質(zhì)量關(guān)，以利更好地做好我國PP管材的生產(chǎn)、應(yīng)用、推廣工作。隨著人們生活水平不斷提高，必然帶來在文化、娛樂、食品、醫(yī)療、材料、居室裝飾等各個(gè)方面不同變化的要求與提高，市場(chǎng)中很多物品越來越多地使用透明材料。因此，開發(fā)透明PP專用料是一個(gè)很好的發(fā)展趨勢(shì)，尤其需要透明性高、流動(dòng)性好，成型快的PP專用料，以便設(shè)計(jì)加工成人們喜愛的PP制品。透明PP比普通PP、PVC、PET、PS更具特色，有更多優(yōu)點(diǎn)和開發(fā)前景。近幾年，國外透明PP市場(chǎng)增長很快，如韓國LG將透明PP作為PET替代品推向市場(chǎng)；德國某些公司用透明PP替代PVC ;美國透明PP制品的增長速度高出普通PP制品7%~9% ；日本近幾年P(guān)P成核透明劑的年用量約為2000t，若以添加量0.25%推算，日本透明PP料的年產(chǎn)量可達(dá)80萬t以上。據(jù)日本理化株式會(huì)社介紹，日本透明PP專用料用于微波坎具及家具兩方面的消費(fèi)量最大。預(yù)計(jì)，2005年國外市場(chǎng)對(duì)透明PP專用料需求量約為500萬~550萬t。目前國內(nèi)透明PP專用料與國外差距較大，透明PP樹脂及其制品的生產(chǎn)、應(yīng)用仍有待加強(qiáng)。而隨著人性化理念的普及，及新型和諧社會(huì)的構(gòu)成，設(shè)計(jì)一種耐低溫、拉伸強(qiáng)度和彎曲模量高且沖擊強(qiáng)度高的耐低溫沖擊PP及其制備方法是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]解決的技術(shù)問題:
本申請(qǐng)針對(duì)上述技術(shù)問題，提供一種耐低溫沖擊PP及其制備方法，解決現(xiàn)有PP不耐低溫，彎曲模量、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度低等技術(shù)問題。
[0007]技術(shù)方案:
一種耐低溫沖擊PP，所述耐低溫沖擊PP的原料按重量份數(shù)配比如下:PP100份；亞乙基降冰片烯5-15份；丁二烯5-25份；SBS15-35份；乙烯10-15份；SMA20_40份；抗氧劑0.1-0.5 份；P0E10-20 份；丁烯 10-30 份；GF 為 15-35 份；偶聯(lián)劑 0.3-0.7 份；CPE 為 15-25份；不飽和硅氧烷1-10份；EPDM5-10份；丙烯為10-20份。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述耐低溫沖擊PP的原料按重量份數(shù)配比如下:PP100份；亞乙基降冰片烯8-12份；丁二烯10-20份；SBS20_30份；乙烯11-14份；SMA25-35 份；抗氧劑 0.2-0.4 份;P0E14_16 份；丁烯 15-25 份；GF 為 20-30 份；偶聯(lián)劑0.4-0.6份；CPE為17-23份；不飽和硅氧烷2_8份；EPDM6_9份；丙烯為11-19份。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述耐低溫沖擊PP的原料按重量份數(shù)配比如下:PP100份；亞乙基降冰片烯10份；丁二烯15份；SBS25份；乙烯12份；SMA30份；抗氧劑0.3份；POE15份；丁烯20份；GF為25份；偶聯(lián)劑0.5份；CPE為20份；不飽和硅氧烷5份；EPDM8份；丙烯為15份。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述抗氧劑采用抗氧劑1010或抗氧劑DLTP。
[0011]作為本發(fā)明的一種