CN104974416A - 一种高刚韧聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高刚韧聚丙烯复合材料,由下述物质按重量份数计制备而成:聚丙烯基体50-80份,丙烯-乙烯嵌段共聚物15-30份,无机填料5-20份。本发明还涉及该高刚韧聚丙烯复合材料的制备方法。本发明所采用的原料简单,不引入橡胶或弹性体对聚丙烯复合材料改性增韧的情况下,制得的聚丙烯依然具有高刚韧特性,并且不会明显改变聚丙烯基体的物理性能;本发明的高刚韧聚丙烯组合物制备工艺简便、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及高分子复合材料领域,具体涉及一种高刚韧聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
五大通用塑料中,聚丙烯(PP)发展历史虽短,却是发展最快的一种。与其他通用塑料相比,PP具有较好的综合性能,例如:相对密度小,有较好的耐热性,维卡软化点高于HDPE和ABS,加工性能优良;机械性能如屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高,刚性和耐磨都较优异;具有较小的介电率,电绝缘性良好,耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳等。但由于PP成型收缩率大、弯曲弹性模量较低、低温缺口冲击强度低,这大大限制了PP的推广和应用。为此,从上世纪70年代中期,国内外就对PP改性进行了大量的研究,通过弹性体增韧改性,填料填充PP增强,或者利用弹性体和填料增韧增强等。
橡胶或热塑性弹性体以弹性微粒状分散结构增韧塑料,已被证实是增韧效果较为明显的一种方法。由于PP具有较大的晶粒,故在加工时球晶界面容易出现裂纹,导致其脆性。通过掺人各种含有柔性高分子链的橡胶或弹性体,可大幅度提高PP的冲击强度,改善低温韧性。传统的PP增韧剂有三元乙丙橡胶(EPDM)、二元乙丙橡胶(EPR)、苯乙烯与丁二烯类热塑性弹性体(SBS)、顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)等,其中以EPDM或EPR的效果最好。但是采用橡胶或弹性体改性增韧的同时会大大降低材料的刚性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高刚韧聚丙烯复合材料,其在不明显改变聚丙烯基体的物理性能的情况下具有高刚韧特性。
本发明的具体技术方案如下:
一种高刚韧聚丙烯复合材料,由下述物质按重量份数计制备而成:
聚丙烯基体 50-80份
丙烯-乙烯嵌段共聚物 15-30份
无机填料 5-20份;
所述聚丙烯基体选自均聚聚丙烯,无规共聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯中的一种
所述丙烯-乙烯嵌段共聚物中乙烯的质量占丙烯-乙烯嵌段共聚物总质量的9~16%。
所述聚丙烯基体的熔体流动速率为0.2~10g/10min,该熔体流动速率范围内的聚丙烯基体与丙烯-乙烯嵌段共聚物有很好的相容性。
所述丙烯-乙烯嵌段共聚物的熔体流动速率为3~8g/10min,密度为0.858~0.879g/cm3;采用上述熔体流动速率和密度范围内的丙烯-乙烯嵌段共聚物与聚丙烯基体有很好的相容性。
所述无机填料采用本领域内的常规无机填料均可,优选的采用滑石粉、碳酸钙、硫酸钙中的一种。
上述高刚韧聚丙烯复合材料的制备方法,包括如下步骤:将各原料物质混合均匀后于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,得到高刚韧聚丙烯复合材料;双螺杆挤出机中螺杆转速为100-250转/分,挤出温度为170-260℃。
所述双螺杆挤出机的长径比为25~40。
本发明的优点在于:
1. 本发明所采用的原料简单,不引入橡胶或弹性体对聚丙烯复合材料改性增韧的情况下,制得的聚丙烯依然具有高刚韧特性,并且不会明显改变聚丙烯基体的物理性能;
2. 本发明的高刚韧聚丙烯组合物制备工艺简便、成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述,本发明的保护范围并不以具体实施方式为限,而是由权利要求加以限定。
实施例中各测试项目标准如下:
熔体流动速率:按ASTMD1238-01测定。
乙烯含量:采用FT-IR法测定。
拉伸强度:按ASTM D638-00测定。
弯曲模量:按ASTM D790-97测定。
IZOD缺口冲击强度:按ASTM D256-06测定。
断裂伸长率:按ASTM D638-03测定。
实施例中 “聚丙烯基体”的熔体流动速率为0.2~10g/10min。
实施例中“丙烯-乙烯嵌段共聚物”中乙烯的质量占丙烯-乙烯嵌段共聚物总质量的9~16%,其熔体流动速率为3~8g/10min,密度为0.858~0.879g/cm3。
实施例1
一种高刚韧聚丙烯复合材料,由下述物质按重量份数计制备而成:
均聚聚丙烯(扬子石化F401) 50份
丙烯-乙烯嵌段共聚物(埃克森Vistamaxx6102) 30份
滑石粉 20份。
上述高刚韧聚丙烯复合材料的制备方法:
将均聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物、滑石粉按照比例在高速混合机中混合均匀,然后通过长径比L/D=40,直径35mm的双螺杆挤出机,在螺杆转速100转/分,挤出温度为170℃条件下熔融挤出造粒,得到高刚韧聚丙烯复合材料,该高刚韧聚丙烯复合材料的性能结果见表1。
实施例2
一种高刚韧聚丙烯复合材料,由下述物质按重量份数计制备而成:
均聚聚丙烯(扬子石化F401) 60份
丙烯-乙烯嵌段共聚物(埃克森Vistamaxx6102) 25份
碳酸钙 15份。
上述高刚韧聚丙烯复合材料的制备方法:
将均聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物、碳酸钙按照比例在高速混合机中混合均匀,然后通过长径比L/D=40,直径35mm的双螺杆挤出机,在螺杆转速100转/分,挤出温度为170℃条件下熔融挤出造粒,得到高刚韧聚丙烯复合材料,该高刚韧聚丙烯复合材料的性能结果见表1。
实施例3
一种高刚韧聚丙烯复合材料,由下述物质按重量份数计制备而成:
无规聚丙烯(扬子石化R503) 65份
丙烯-乙烯嵌段共聚物(埃克森Vistamaxx6102) 25份
硫酸钙 10份。
上述高刚韧聚丙烯复合材料的制备方法:
将无规聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物、硫酸钙按照比例在高速混合机中混合均匀,然后通过长径比L/D=40,直径35mm的双螺杆挤出机,在螺杆转速150转/分,挤出温度为190℃条件下熔融挤出造粒,得到高刚韧聚丙烯复合材料,该高刚韧聚丙烯复合材料的性能结果见表1。
实施例4
一种高刚韧聚丙烯复合材料,由下述物质按重量份数计制备而成:
无规聚丙烯(扬子石化R503) 70份
丙烯-乙烯嵌段共聚物(埃克森Vistamaxx6102) 20份
滑石粉 10份。
上述高刚韧聚丙烯复合材料的制备方法:
将无规聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物、滑石粉按照比例在高速混合机中混合均匀,然后通过长径比L/D=40,直径35mm的双螺杆挤出机,在螺杆转速200转/分,挤出温度为200℃条件下熔融挤出造粒,得到高刚韧聚丙烯复合材料,该高刚韧聚丙烯复合材料的性能结果见表1。
实施例5
一种高刚韧聚丙烯复合材料,由下述物质按重量份数计制备而成:
嵌段共聚聚丙烯(扬子石化YPJ706) 75份
丙烯-乙烯嵌段共聚物(埃克森Vistamaxx6102) 15份
碳酸钙 10份。
上述高刚韧聚丙烯复合材料的制备方法:
将嵌段共聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物、碳酸钙滑石粉按照比例在高速混合机中混合均匀,然后通过长径比L/D=40,直径35mm的双螺杆挤出机,在螺杆转速250转/分,挤出温度为240℃条件下熔融挤出造粒,得到高刚韧聚丙烯复合材料,该高刚韧聚丙烯复合材料的性能结果见表1。
实施例6
一种高刚韧聚丙烯复合材料,由下述物质按重量份数计制备而成:
均聚聚丙烯(扬子石化F401) 75份
丙烯-乙烯嵌段共聚物(埃克森Vistamaxx6102) 10份
碳酸钙 15份。
上述高刚韧聚丙烯复合材料的制备方法:
将均聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物、碳酸钙按照比例在高速混合机中混合均匀,然后通过长径比L/D=40,直径35mm的双螺杆挤出机,在螺杆转速230转/分,挤出温度为240℃条件下熔融挤出造粒,得到高刚韧聚丙烯复合材料,该高刚韧聚丙烯复合材料的性能结果见表1。
实施例7
一种高刚韧聚丙烯复合材料,由下述物质按重量份数计制备而成:
嵌段共聚聚丙烯(扬子石化YPJ706) 80份
丙烯-乙烯嵌段共聚物(埃克森Vistamaxx6102) 15份
滑石粉 5份。
上述高刚韧聚丙烯复合材料的制备方法:
将嵌段共聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物、滑石粉按照比例在高速混合机中混合均匀,然后通过长径比L/D=40,直径35mm的双螺杆挤出机,在螺杆转速100转/分,挤出温度为180℃条件下熔融挤出造粒,得到高刚韧聚丙烯复合材料,该高刚韧聚丙烯复合材料的性能结果见表1。
对比例1
一种聚丙烯复合材料,由下述物质按重量份数计制备而成:
嵌段共聚聚丙烯(扬子石化YPJ706) 75份
三元乙丙橡胶EPDM 15份
碳酸钙 10份。
上述聚丙烯复合材料的制备方法:
将嵌段共聚聚丙烯、EPDM、碳酸钙按照比例在高速混合机中混合均匀,然后通过长径比L/D=40,直径35mm的双螺杆挤出机,在螺杆转速250转/分,挤出温度为180℃条件下熔融挤出造粒,得到聚丙烯复合材料,该聚丙烯复合材料的性能结果见表1。
Claims (6)
1.一种高刚韧聚丙烯复合材料,其特征在于由下述物质按重量份数计制备而成:
聚丙烯基体 50-80份
丙烯-乙烯嵌段共聚物 15-30份
无机填料 5-20份;
所述聚丙烯基体选自均聚聚丙烯,无规共聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯中的一种
所述丙烯-乙烯嵌段共聚物中乙烯的质量占丙烯-乙烯嵌段共聚物总质量的9~16%。
2.根据权利要求1所述的高刚韧聚丙烯复合材料,其特征在于所述聚丙烯基体的熔体流动速率为0.2~10g/10min。
3.根据权利要求1或2所述的高刚韧聚丙烯复合材料,其特征在于所述丙烯-乙烯嵌段共聚物的熔体流动速率为3~8g/10min,密度为0.858~0.879g/cm3。
4.根据权利要求1所述的高刚韧聚丙烯复合材料,其特征在于所述无机填料选自滑石粉、碳酸钙、硫酸钙中的一种。
5.上述任一权利要求所述的高刚韧聚丙烯复合材料的制备方法,其特征在于包括如下步骤:将各原料物质混合均匀后于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒,得到高刚韧聚丙烯复合材料;双螺杆挤出机中螺杆转速为100-250转/分,挤出温度为170-260℃。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于所述双螺杆挤出机的长径比为25~40。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151014 |