一種耐寒抗沖擊改性聚丙烯及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐寒抗沖擊改性聚丙烯及其制備方法，包括如下重量份原料：PP 70～80份、POE 10～15份、SBS 5～10份、礦物添加劑20～30份、硅烷偶聯(lián)劑10～15份、抗氧劑1～3份、分散劑5～8份。改性PP與純PP相比，拉伸強(qiáng)度提高15～25%，沖擊強(qiáng)度提高35～45%，成型收縮率降低80%以上。本發(fā)明利用POE、SBS和礦物原料等改性劑對PP進(jìn)行共混改性，有效提高了PP耐低溫性能，賦予改性聚丙烯復(fù)合材料優(yōu)異的抗沖擊性能、剛性、耐老化性和耐寒性；改性后的聚丙烯可達(dá)到汽車保險(xiǎn)杠要求的沖擊強(qiáng)度，可廣泛應(yīng)用于具有耐低溫性能的汽車保險(xiǎn)桿、儀表盤、健身架等零件加工，綜合性能優(yōu)異。
【專利說明】
一種耐寒抗沖擊改性聚丙烯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及塑膠領(lǐng)域，特別是涉及一種耐寒抗沖擊改性聚丙烯及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]聚丙烯(PP)來源豐富、價(jià)格低廉、易于成型加工、產(chǎn)品綜合性能優(yōu)異，在化工、建筑、電力、汽車、機(jī)械、紡織、醫(yī)療、包裝和建材家具等產(chǎn)業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。另外，聚丙烯還是制備健身器材的主要原料。但聚丙烯材料的抗低溫性能不足，存在低溫易脆化，耐沖擊性能差，制品尺寸穩(wěn)定性較低等缺點(diǎn)，不能滿足產(chǎn)品的使用性能。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種耐寒抗沖擊改性聚丙烯及其制備方法，能夠解決現(xiàn)有聚丙烯塑料存在的上述不足之處，滿足行業(yè)使用要求。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種耐寒抗沖擊改性聚丙烯，包括如下重量份原料:聚丙烯70?80份、乙烯/辛烯共聚物10?15份、苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物5?10份、礦物添加劑20?30份、硅烷偶聯(lián)劑10?15份、抗氧劑1010 1?3 份、分散劑5?8份;其中，所述礦物添加劑為改性微硅粉、滑石粉和碳酸鈣的混合物。
[0005]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述改性微硅粉、滑石粉和碳酸鈣的混合質(zhì)量比為2 ?3:1:2 〇
[0006]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種耐寒抗沖擊改性聚丙烯的制備方法，包括如下步驟:(1)制備改性微娃粉:取適量微娃粉置于箱式電阻爐內(nèi)在500?550 °C下煅燒3?4h，然后與改性劑、十二烷基苯磺酸鈉按一定的質(zhì)量比例混合，再加入占混合物總質(zhì)量2?3倍的無水乙醇，高速攪拌混合后，置于水浴鍋中反應(yīng)，干燥后得到改性微硅粉；(2)改性礦物添加劑:按配方比例，取步驟(1)中制備的改性微硅粉和滑石粉、碳酸鈣混合形成礦物添加劑，然后向所述礦物添加劑中加入配方量的分散劑和硅烷偶聯(lián)劑，用高速混合機(jī)攪拌混合10?3 0m i n，得到改性的礦物添加劑，備用；(3)原料混合:取配方量的聚丙烯、乙烯/辛烯共聚物、苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物、 抗氧劑1 〇 1 〇和步驟(2 )中改性后的礦物添加劑用高速混合機(jī)攪拌混合均勻；(4)擠出造粒:將步驟(3)中混合后的物料置入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行混合成型、冷卻、 切粒得到改性聚丙烯粒料；(5)真空干燥:將步驟(4)中得到的改性聚丙烯粒料置入真空干燥箱內(nèi)干燥處理；(6)注塑成型:將步驟(6)中真空干燥后的改性聚丙烯粒料用注塑機(jī)注塑成測試樣條， 進(jìn)行性能測試。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(1)中，所述煅燒后的微硅粉與改性劑和十二烷基苯磺酸鈉的混合質(zhì)量比為10:3?4:2?3;所述攪拌速率為500?800r/min。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(4)中，所述擠出機(jī)的擠出工藝參數(shù)為:一區(qū)溫度135?140°C，二區(qū)溫度160?165°C，三區(qū)溫度170?175°C，四區(qū)溫度205?210°C，五區(qū)溫度225?230°C，機(jī)頭溫度205?210°C ;雙螺桿轉(zhuǎn)速為60?70r/min。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(5)中，所述真空干燥的條件為:真空度 0.01?0.0310^，溫度70?80°(:，時(shí)間30?6〇111111。
[0011]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(6)中，所述注塑機(jī)的注塑工藝參數(shù)為:溫度220?235°C，螺桿轉(zhuǎn)速40?50r/min，注塑壓力55?65MPa，保壓時(shí)間15?20s。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種耐寒抗沖擊改性聚丙烯及其制備方法，利用POE 、SBS和礦物原料等改性劑對PP進(jìn)行共混改性，有效提高了 PP耐低溫性能，同時(shí)使得改性聚丙烯在常溫和低溫下的抗沖擊強(qiáng)度、沖擊韌性和成型收縮率均有大幅度提高，賦予改性聚丙烯復(fù)合材料優(yōu)異的抗沖擊性能、剛性、耐老化性和耐寒性;改性后的聚丙烯可達(dá)到汽車保險(xiǎn)杠要求的沖擊強(qiáng)度，可廣泛應(yīng)用于具有耐低溫性能的汽車保險(xiǎn)桿、儀表盤、健身架等零件加工，綜合性能優(yōu)異。【具體實(shí)施方式】
[0013]下面對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例包括:實(shí)施例1一種耐寒抗沖擊改性聚丙烯，通過有機(jī)改性劑和無機(jī)礦物改性劑進(jìn)行共同增韌增強(qiáng)改性處理，同時(shí)也改善其耐低溫性能;具體包括如下重量份原料:聚丙烯(PP)70份、乙烯/辛烯共聚物(P0E)15份、苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物(SBS)10 份、礦物添加劑20份、硅烷偶聯(lián)劑10份、抗氧劑1010 1份、十二烷基苯磺酸鈉5份;其中，所述礦物添加劑為改性微硅粉、滑石粉和碳酸鈣以2:1:2的質(zhì)量比混合的混合物。
[0015]上述耐寒抗沖擊改性聚丙烯的制備方法，具體步驟如下:(1)制備改性微硅粉:取適量微硅粉置于箱式電阻爐內(nèi)在500 °C下煅燒4h，然后與改性劑、十二烷基苯磺酸鈉按10:3:2的質(zhì)量比例混合，再加入占混合物總質(zhì)量2?3倍的無水乙醇，在500?800r/min的轉(zhuǎn)速下高速攪拌混合5?8min后，置于50°C水浴鍋中反應(yīng)60min，干燥后得到平均粒徑為〇.35mi的改性微硅粉；上述改性處理后的微硅粉分散在水中72h后無沉淀析出，即改性處理有效增強(qiáng)了微硅粉的疏水性能，可增強(qiáng)其與聚丙烯的相容性；(2)改性礦物添加劑:按配方比例，取步驟(1)中制備的改性微硅粉和滑石粉、碳酸鈣按 2:1:2的質(zhì)量比形成礦物添加劑，然后向所述礦物添加劑中加入配方量的分散劑十二烷基苯磺酸鈉和娃燒偶聯(lián)劑，用高速混合機(jī)攪拌混合10?30min，得到改性的礦物添加劑，備用；(3)原料混合:取配方量的聚丙烯、乙烯/辛烯共聚物、苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物、 抗氧劑1010和步驟(2)中改性后的礦物添加劑用高速混合機(jī)攪拌混合10?30min至均勻；(4)擠出造粒:將步驟(3)中混合后的物料置入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行混合成型、冷卻、 切粒得到改性聚丙烯粒料;所述擠出機(jī)的擠出工藝參數(shù)為:一區(qū)溫度135°C，二區(qū)溫度160 °C，三區(qū)溫度170°C，四區(qū)溫度205°C，五區(qū)溫度225°C，機(jī)頭溫度205°C ;雙螺桿轉(zhuǎn)速為60r/min；(5)真空干燥:將步驟(4)中得到的改性聚丙烯粒料置入溫度為70°C真空度為0.0IMPa 的真空干燥箱內(nèi)干燥處理60min;(6)注塑成型:將步驟(6)中真空干燥后的改性聚丙烯粒料用注塑機(jī)注塑成測試樣條， 進(jìn)行性能測試，同時(shí)做純聚丙烯的注塑樣條進(jìn)行測試;所述注塑機(jī)的注塑工藝參數(shù)為:溫度 220°C，螺桿轉(zhuǎn)速40r/min，注塑壓力55MPa，保壓時(shí)間15?20s。
[0016] 實(shí)施例2一種耐寒抗沖擊改性聚丙烯，通過有機(jī)改性劑和無機(jī)礦物改性劑進(jìn)行共同增韌增強(qiáng)改性處理，同時(shí)也改善其耐低溫性能;具體包括如下重量份原料:聚丙烯80份、乙烯/辛烯共聚物10份、苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物10份、礦物添加劑 30份、硅烷偶聯(lián)劑15份、抗氧劑1010 3份、十二烷基苯磺酸鈉8份;其中，所述礦物添加劑為改性微硅粉、滑石粉和碳酸鈣以3:1:2的質(zhì)量比混合的混合物。[〇〇17]上述耐寒抗沖擊改性聚丙烯的制備方法，具體步驟如下:(1)制備改性微硅粉:取適量微硅粉置于箱式電阻爐內(nèi)在550°C下煅燒3h，然后與改性劑、十二烷基苯磺酸鈉按10:4:3的質(zhì)量比例混合，再加入占混合物總質(zhì)量2?3倍的無水乙醇，在500?800r/min的轉(zhuǎn)速下高速攪拌混合5?8min后，置于60°C水浴鍋中反應(yīng)30min，干燥后得到平均粒徑為〇.35mi的改性微硅粉；上述改性處理后的微硅粉分散在水中72h后無沉淀析出，即改性處理有效增強(qiáng)了微硅粉的疏水性能，可增強(qiáng)其與聚丙烯的相容性；(2)改性礦物添加劑:按配方比例，取步驟(1)中制備的改性微硅粉和滑石粉、碳酸鈣按 3:1:2的質(zhì)量比形成礦物添加劑，然后向所述礦物添加劑中加入配方量的分散劑十二烷基苯磺酸鈉和娃燒偶聯(lián)劑，用高速混合機(jī)攪拌混合10?30min，得到改性的礦物添加劑，備用；(3)原料混合:取配方量的聚丙烯、乙烯/辛烯共聚物、苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物、 抗氧劑1010和步驟(2)中改性后的礦物添加劑用高速混合機(jī)攪拌混合10?30min至均勻；(4)擠出造粒:將步驟(3)中混合后的物料置入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行混合成型、冷卻、 切粒得到改性聚丙烯粒料;所述擠出機(jī)的擠出工藝參數(shù)為:一區(qū)溫度140°C，二區(qū)溫度165 °C，三區(qū)溫度175°C，四區(qū)溫度210°C，五區(qū)溫度230°C，機(jī)頭溫度210°C ;雙螺桿轉(zhuǎn)速為70r/ min；(5)真空干燥:將步驟(4)中得到的改性聚丙烯粒料置入溫度為70?80 °C真空度為0.01 ?0.03MPa的真空干燥箱內(nèi)干燥處理30?60min;(6)注塑成型:將步驟(6)中真空干燥后的改性聚丙烯粒料用注塑機(jī)注塑成測試樣條， 進(jìn)行性能測試，同時(shí)做純聚丙烯的注塑樣條進(jìn)行測試;所述注塑機(jī)的注塑工藝參數(shù)為:溫度 235°C，螺桿轉(zhuǎn)速50r/min，注塑壓力65MPa，保壓時(shí)間15?20s。
[0018]上述方法得到的改性聚丙烯測試樣條，經(jīng)力學(xué)性能測試和耐寒測試后，與純聚丙烯相比，在常溫下，其拉伸強(qiáng)度提高15%，沖擊強(qiáng)度提高35%，成型收縮率降低80%以上，在-20 °C下的低溫環(huán)境，其拉伸強(qiáng)度提高25%，沖擊強(qiáng)度提高45%，低溫下能長期保持機(jī)械性能，沖擊斷面由脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂。[〇〇19]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐寒抗沖擊改性聚丙烯，其特征在于，包括如下重量份原料:聚丙烯70?80份、 乙烯/辛烯共聚物10?15份、苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物5?10份、礦物添加劑20?30份、 硅烷偶聯(lián)劑10?15份、抗氧劑1010 1?3份、分散劑5?8份;其中，所述礦物添加劑為改性微 硅粉、滑石粉和碳酸鈣的混合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐寒抗沖擊改性聚丙烯，其特征在于，所述改性微硅粉、滑石 粉和碳酸鈣的混合質(zhì)量比為2?3:1:2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐寒抗沖擊改性聚丙烯，其特征在于，所述分散劑為十二烷基 苯磺酸鈉。4.一種如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的耐寒抗沖擊改性聚丙烯的制備方法，其特征在 于，包括如下步驟:(1)制備改性微娃粉:取適量微娃粉置于箱式電阻爐內(nèi)在500?550 °C下煅燒3?4h，然 后與改性劑、十二烷基苯磺酸鈉按一定的質(zhì)量比例混合，再加入占混合物總質(zhì)量2?3倍的 無水乙醇，高速攪拌混合后，置于水浴鍋中反應(yīng)，干燥后得到改性微硅粉；(2)改性礦物添加劑:按配方比例，取步驟(1)中制備的改性微硅粉和滑石粉、碳酸鈣混 合形成礦物添加劑，然后向所述礦物添加劑中加入配方量的分散劑和硅烷偶聯(lián)劑，用高速 混合機(jī)攪拌混合10?3 0m i n，得到改性的礦物添加劑，備用；(3)原料混合:取配方量的聚丙烯、乙烯/辛烯共聚物、苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯共聚物、 抗氧劑1 〇 1 〇和步驟(2 )中改性后的礦物添加劑用高速混合機(jī)攪拌混合均勻；(4)擠出造粒:將步驟(3)中混合后的物料置入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行混合成型、冷卻、 切粒得到改性聚丙烯粒料；(5)真空干燥:將步驟(4)中得到的改性聚丙烯粒料置入真空干燥箱內(nèi)干燥處理；(6)注塑成型:將步驟(6)中真空干燥后的改性聚丙烯粒料用注塑機(jī)注塑成測試樣條， 進(jìn)行性能測試。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐寒抗沖擊改性聚丙烯的制備方法，其特征在于，所述步驟 (1)中，所述煅燒后的微硅粉與改性劑和十二烷基苯磺酸鈉的混合質(zhì)量比為10:3?4:2?3; 所述攪拌速率為500?800r/min。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐寒抗沖擊改性聚丙烯的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述擠出機(jī)的擠出工藝參數(shù)為:一區(qū)溫度135?140°C，二區(qū)溫度160?165°C，三區(qū)溫 度170?175°C，四區(qū)溫度205?210°C，五區(qū)溫度225?230°C，機(jī)頭溫度205?210°C ;雙螺桿 轉(zhuǎn)速為60?70r/min。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐寒抗沖擊改性聚丙烯的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，所述真空干燥的條件為:真空度0.01?0.03MPa，溫度70?80°C，時(shí)間30?60min。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐寒抗沖擊改性聚丙烯的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中，所述注塑機(jī)的注塑工藝參數(shù)為:溫度220?235°C，螺桿轉(zhuǎn)速40?50r/min，注塑壓力 55?65MPa，保壓時(shí)間15?20s。
【文檔編號】C08K9/06GK106084454SQ201610407127
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】鄒曉明
【申請人】蘇州昊順?biāo)苣z有限公司