CN102690466A - 一种抗老化聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗老化聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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张荣福
印玲
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Abstract

本发明公开了一种抗老化聚丙烯材料及其制备方法。所述抗老化聚丙烯材料，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，抗老化剂0.1-5份。按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即可制得。本发明的抗老化聚丙烯材料，具有良好的抗老化性能，同时拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均较满足要求，可用注塑工艺制成驾驶座外旁侧板、小罩盖、旁侧板内板、内旁侧板塑件、乘客座外旁侧板、门板扶手骨架、门嵌饰板骨架和门嵌饰板等汽车内饰件。

Description

一种抗老化聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种塑料材料及其制备方法，尤其涉及一种抗老化聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯，英文缩写为PP，是1957年于意大利首先投入工业生产，是继聚乙烯（PE）之后的又一个重要的塑料品种。它有较好的耐热性，在135℃蒸煮1000h也不会被破坏，PP的比热容、热导率皆小于PE，但绝热性优于PE。PP属于非极性聚合物，具有优异的介电性和电绝缘性，电性能基本不受环境湿度及电场频率的影响，在允许的工作范围内，温度升高会使电性能降低，它的耐电弧性较高。PP的耐化学性良好，除强氧化剂对它有侵蚀作用外，其他试剂对它均无作用。PP在室温下不溶于任何溶剂，但可以在某些溶剂，如四氯化碳、三氯甲烷、二硫化碳、苯中溶胀，在温度升高时，PP可溶解于某些溶剂中。PP对氧的作用较敏感，特别是在温度较高时。它耐紫外线能力很差，也易受高能辐射的破坏，在受到上述破坏时，它都会降解产生低分子物质。铜的存在会急剧加大PP的氧化降解速率，使其很快脆化，故称之为“铜害”。PP有较突出的耐应力开裂性。但它的耐寒性差，耐候性也不好，高温则刚性不足。
目前的技术中，由于PP的某些性能不够理想，特别是抗老化性能不佳。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一提供一种抗老化聚丙烯材料，无卤配方，具有良好的抗老化性能。
本发明所要解决的技术问题之二提供上述抗老化聚丙烯材料的制备方法。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种抗老化聚丙烯材料，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，抗老化剂0.1-5份。
优选的，所述抗老化聚丙烯材料包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，抗老化剂0.5-2份。
所述抗老化剂为硫代二丙酸双十二烷酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、二丁基羟基甲苯和N,N-二乙酰基硫代二丙酰基双肼中的一种或其混合物。
优选的，所述抗老化剂，由下述组分按重量份组成：硫代二丙酸双十二烷酯10-20份、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯20-40份、二丁基羟基甲苯10-20份、N,N-二乙酰基硫代二丙酰基双肼5-10份。
将硫代二丙酸双十二烷酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、二丁基羟基甲苯和N,N-二乙酰基硫代二丙酰基双肼搅拌混合均匀，即可制得该抗老化剂。
进一步的，所述的抗老化聚丙烯材料还包括光稳定剂0.2-1份。
其中，所述光稳定剂为水杨酸对辛基苯基酯或对,对-异丙叉双酚水杨酸酯。
本发明还提供了上述抗老化聚丙烯材料的制备方法：按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述抗老化聚丙烯材料。
混合工序可以在通用的混合机中进行，控制转速在300-400转/分钟，熔融混炼、挤出造粒工序可在通用的螺杆挤出机中进行，控制机筒温度在200-220℃。
显然，在本发明中为提高产品的其他性能，还可以适应性地添加其他助剂，如阻燃剂、着色剂和抗静电剂等。
具体的，在本发明中：
三元乙丙橡胶，英文缩写为EPDM，是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，1963年开始商业化生产。EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，它具有极好的硫化特性。在所有橡胶当中，EPDM具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。
硫代二丙酸双十二烷酯，又称抗氧剂DLTP，英文名：Thiodipropionicaciddilauryl ester，CAS号：123-28-4。
三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯，英文名称：Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite，中文别名：抗氧剂168，CAS号：31570-04-4。
二丁基羟基甲苯，英文名称：Butylated hydroxytoluene，缩写为BHT，中文别名为2,6-二叔丁基对甲酚；3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯，CAS号：128-37-0。
N,N-二乙酰基硫代二丙酰基双肼，中文别名硫代二丙酰基二乙酰基双肼，为铜抑制剂，不挥发，无污染。
发明人意外的发现，将硫代二丙酸双十二烷酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、二丁基羟基甲苯和N,N-二乙酰基硫代二丙酰基双肼进行复配使用，其抗老化效果更加优异，除了抗氧化还具有抗铜等作用，另外抗老化剂与水杨酸对辛基苯基酯或对,对-异丙叉双酚水杨酸酯等光稳定剂进行复配，也明显增强了其抗老化效果，其机理还有待发明人进一步研究探讨。
聚丙烯与三元乙丙橡胶共混可以改善其韧性和耐寒性，具有较好的抗臭氧、抗氧化和抗侵蚀能力，同时还具有一定的防震效果，配方中加入滑石粉后，可以降低摩擦系数，提高自润滑性。在聚丙烯、三元乙丙橡胶和滑石粉的基础配方中，添加抗老化剂能够提升产品的抗老化性能，通过对抗老化剂硫代二丙酸双十二烷酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、二丁基羟基甲苯和N,N-二乙酰基硫代二丙酰基双肼的优选配比使得产品具有良好的抗老化性能，同时拉升强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均较满足要求。
本发明的抗老化聚丙烯材料，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，可用于制成汽车密封件、各种操作手柄和拉手等。
具体的，可以用于生产的汽车内饰件如下：驾驶座外旁侧板、小罩盖、旁侧板内板、内旁侧板塑件、乘客座外旁侧板、门板扶手骨架、门嵌饰板骨架、门嵌饰板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
按照表1中对应实施例1数据称取各原料。
将各组分在高速混合机中混合均匀，控制转速在300-400转/分钟，在双螺杆挤出机中熔融混炼、挤出造粒，控制机筒温度在200-220℃，挤出的聚丙烯料在10-40℃的冷水中冷却成型，即获得所述抗老化聚丙烯材料。
表1：抗老化聚丙烯材料配方表    单位：公斤
Figure BDA00001696012900041
实施例2
按照表1中对应实施例2数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗老化聚丙烯材料。
实施例3
按照表1中对应实施例3数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗老化聚丙烯材料。
实施例4
按照表1中对应的实施例4数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗老化聚丙烯材料。
实施例5
按照表1中对应的实施例5数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗老化聚丙烯材料。
实施例6
按照表1中对应的实施例6数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗老化聚丙烯材料。
实施例7
按照表1中对应的实施例7数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗老化聚丙烯材料。
对比例
按照表1中对应的对比例数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述抗老化聚丙烯材料。
测试例
根据热氧老化实验标准GB/T7141-2008，对实施例1-7及对比例的聚丙烯材料进行人工加速老化实验（90℃，500h）。
表2：人工加速老化前抗老化聚丙烯材料常规性能测试表
  拉伸强度/Mpa   冲击强度/KJ/m2   弯曲强度/Mpa   弯曲模量/Mpa   活化能/KJ/mol
 实施例1   18.6   2.0   22.1   1065   244.8
 实施例2   20.2   1.8   20.4   1120   256.3
 实施例3   17.8   2.0   24.7   996   251.1
 实施例4   18.5   1.8   23.9   1004   240.4
 实施例5   17.6   2.1   20.6   985   221.5
 实施例6   18.1   1.7   22.0   954   215.0
 实施例7   16.6   1.9   19.9   1025   210.6
 对比例   17.0   1.8   20.3   990   190.1
表3：人工加速老化后抗老化聚丙烯材料性能测试表（90℃，500h）
Figure BDA00001696012900061
由表2、3测试数据可以明显的得出，本发明具有较好的抗老化性能，在经过90℃，500h人工加速老化后保持了良好的拉升强度和冲击强度，质量变化率小。相对于单一抗老化剂，硫代二丙酸双十二烷酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、二丁基羟基甲苯和N,N-二乙酰基硫代二丙酰基双肼组成的复配抗老化剂效果十分明显，光稳定剂的加入也明显协同增强抗老化效果，使得聚丙烯材料具有更好的抗老化性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种抗老化聚丙烯材料，其特征在于，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，抗老化剂0.1-5份。
2.如权利要求1所述的抗老化聚丙烯材料，其特征在于，包括下述重量份的组分：共聚聚丙烯30-80份，三元乙丙橡胶5-20份，滑石粉10-30份，抗老化剂0.5-2份。
3.如权利要求1或2所述的抗老化聚丙烯材料，其特征在于：所述抗老化剂为硫代二丙酸双十二烷酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、二丁基羟基甲苯和N,N-二乙酰基硫代二丙酰基双肼中的一种或其混合物。
4.如权利要求3所述的抗老化聚丙烯材料，其特征在于，所述抗老化剂，由下述组分按重量份组成：硫代二丙酸双十二烷酯10-20份、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯20-40份、二丁基羟基甲苯10-20份、N,N-二乙酰基硫代二丙酰基双肼5-10份。
5.如权利要求1或2所述的抗老化聚丙烯材料，其特征在于：所述的抗老化聚丙烯材料还包括光稳定剂0.2-1份。
6.如权利要求5所述的抗老化聚丙烯材料，其特征在于：所述光稳定剂为水杨酸对辛基苯基酯或对,对-异丙叉双酚水杨酸酯。
7.如权利要求1-6中任一项所述的抗老化聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述抗老化聚丙烯材料。
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