CN106832599A - 一种抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法,由包括如下重量份数的组分制备而成:聚丙烯树脂混合物40~70份;填充粉体5~30份;增韧剂5~15份;聚乙烯1‑10份;色粉1~2份;主抗氧剂0.2~0.4份;辅助抗氧剂:0.2~0.4份。本发明所述的抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法通过使用无规共聚聚丙烯为基体显著的提高了材料的抗弯折应力发白性能,增韧剂与聚乙烯的加入不仅提高了抗应力发白性能,并在保持其他物理性能的基础上,提高了材料的耐低温冲击性能,同时,由于本发明中附加组份较少,不会影响材料的配色能力,且易于实施,适用性较广。

Description

一种抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于改性聚丙烯材料及其生产方法领域,尤其是涉及一种抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
近年来,随着汽车行业的不断发展壮大,乘用车塑料的使用日益增加,塑料改性的技术水平日益提高,对车用塑料特别是PP改性材料的性能和外观要求也越来越多,越来越高,特别是应用于汽车内外饰的表观部件中,如门板、仪表板、立柱等,这些零部件在生产注塑、运输、装配以及使用过程中都会出现应力比较集中的部位,在应力集中部位容易出现发白现象,即应力发白现象,严重影响这些零部件的外观,因此抗应力发白性能也逐渐成为材料的硬性指标。同时,汽车可能会在不同的环境、温度条件下使用,而聚丙烯材料的低温脆性较差,使其制品的耐低温冲击性能较差,限制了其在低温环境下的使用,因此提高材料耐低温冲击性能也非常迫切。
为了改善零部件的抗应力发白性能与耐低温冲击性能,各大汽车厂家与原材料供应商投入了大量的精力与材料进行研究。
专利CN101058655A公开了一种耐应力发白及应力开裂填充改性聚丙烯及制法和应用,通过采用滑石粉和碳酸钙混合共同作为填充改性剂,均聚PP与共聚PP共混的方式保证耐应力发白的效果,但力学性能不够理想,低温冲击性能较差。
专利CN102863697A公开了一种耐应力发白改性聚丙烯及其制备方法,通过增加钛白粉以及其他组份组合,减少了应力发白现象,但是由于加入较多钛白粉有很多颜色并不能适用。
专利CN103242586A公开了一种耐低温冲击、低应力发白长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法和应用,通过添加耐低温冲击、低应力发白母粒,改善了产品的低温冲击特性和减少应力发白的产生,但由于是玻纤增强产品,存在性能与外观的独特性,很多零部件并不适用。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法,通过选用合适的聚丙烯与增韧剂,在保持材料常规性能的情况下改善了材料的抗应力发白与耐低温冲击性能。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料,由包括如下重量份数的组分制备而成:
进一步的,所述聚丙烯树脂混合物为在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg条件下的熔体流动速率为1g/10min-50g/10min的无规共聚聚丙烯与缺口冲击强度为5-50kJ/m2的抗冲共聚聚丙烯的混合物。
进一步的,所述的填充粉体为碳酸钙、云母粉与滑石粉中的一种或两种以上的混合物。
进一步的,所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、丙烯-α烯烃共聚物中的一种或两种以上的混合物。
进一步的,所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合物。
进一步的,所述主抗氧剂为受阻酚类化合物;
优选地,所述主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
进一步的,所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物;
优选地,所述辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
上述抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)称取聚丙烯、填充粉体、增韧剂、聚乙烯、色粉、主抗氧剂和辅助抗氧剂,并将其在高混机内高速混合1~3min,混合均匀得到预混料;
(2)将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口,进行熔融挤出,造粒干燥,得到抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料。
进一步的,所述双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为:一区温度80-120℃,二区温度190-210℃,三区温度210-230℃,四区温度210-230℃,五区温度210-230℃,六区温度210-230℃,七区温度210-230℃,八区温度210-230℃,九区温度210-230℃,主机转速250-600转/分钟;双螺杆挤出机的长径比为40:1。
相对于现有技术,本发明所述的抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料及其制备方法具有以下优势:
本发明通过使用无规共聚聚丙烯为基体显著的提高了材料的抗弯折应力发白性能,增韧剂与聚乙烯的加入不仅提高了抗应力发白性能,并在保持其他物理性能的基础上,提高了材料的耐低温冲击性能,同时,由于本发明中附加组份较少,不会影响材料的配色能力,且易于实施,适用性较广。
具体实施方式
除非另外说明,本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义,为了便于理解本发明,将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
在说明书和权利要求书中使用的,单数型“一个”和“这个”包括复数参考,除非上下文另有清楚的表述。例如,术语“(一个)细胞”包括复数的细胞,包括其混合物。
所有的数字标识,例如pH、温度、时间、浓度,包括范围,都是近似值。要了解,虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解,虽然不总是明确的叙述,本文中描述的试剂仅仅是示例,其等价物是本领域已知的。
实施例1-4以及对比例1-3中使用的无规共聚聚丙烯为在测试温度为230℃,测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率为20g/10min;使用的抗冲共聚聚丙烯的缺口冲击强度为8-10kJ/m2
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
将组分按如下重量份数称取:抗冲共聚聚丙烯10.0份,无规共聚聚丙烯50.0份,乙烯-辛烯共聚物15.0份,高密度聚乙烯5.0份,滑石粉20.0份,色粉1.0份,抗氧剂1010 0.3份,抗氧剂168 0.3份,将各组分分别置于高速混合机中充分搅拌得到预混料,将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口,进行熔融挤出,造粒干燥,得到抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为:一区温度80-120℃,二区温度190-210℃,三区温度210-230℃,四区温度210-230℃,五区温度210-230℃,六区温度210-230℃,七区温度210-230℃,八区温度210-230℃,九区温度210-230℃,主机转速250-600转/分钟;双螺杆挤出机的长径比为40:1。
实施例2
将组分按如下重量份数称取:抗冲共聚聚丙烯10.0份,无规共聚聚丙烯60.0份,乙烯-辛烯共聚物10.0份,高密度聚乙烯5.0份,滑石粉15.0份,色粉1.0份,抗氧剂1010 0.3份,抗氧剂168 0.3份,将各组分分别置于高速混合机中充分搅拌得到预混料,将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口,进行熔融挤出,造粒干燥,得到抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为:一区温度80-120℃,二区温度190-210℃,三区温度210-230℃,四区温度210-230℃,五区温度210-230℃,六区温度210-230℃,七区温度210-230℃,八区温度210-230℃,九区温度210-230℃,主机转速250-600转/分钟;双螺杆挤出机的长径比为40:1。
实施例3
将组分按如下重量份数称取:抗冲共聚聚丙烯10.0份,无规共聚聚丙烯60.0份,乙烯-辛烯共聚物10.0份,高密度聚乙烯10.0份,滑石粉10.0份,色粉1.0份,抗氧剂1010 0.3份,抗氧剂168 0.3份,将各组分分别置于高速混合机中充分搅拌得到预混料,将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口,进行熔融挤出,造粒干燥,得到抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为:一区温度80-120℃,二区温度190-210℃,三区温度210-230℃,四区温度210-230℃,五区温度210-230℃,六区温度210-230℃,七区温度210-230℃,八区温度210-230℃,九区温度210-230℃,主机转速250-600转/分钟;双螺杆挤出机的长径比为40:1。
实施例4
将组分按如下重量份数称取:抗冲共聚聚丙烯10.0份,无规共聚聚丙烯60.0份,乙烯-辛烯共聚物15.0份,高密度聚乙烯10.0份,滑石粉5.0份,色粉1.0份,抗氧剂1010 0.3份,抗氧剂168 0.3份,将各组分分别置于高速混合机中充分搅拌得到预混料,将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口,进行熔融挤出,造粒干燥,得到抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为:一区温度80-120℃,二区温度190-210℃,三区温度210-230℃,四区温度210-230℃,五区温度210-230℃,六区温度210-230℃,七区温度210-230℃,八区温度210-230℃,九区温度210-230℃,主机转速250-600转/分钟;双螺杆挤出机的长径比为40:1。
对比例1
将组分按如下重量份数称取:抗冲共聚聚丙烯10.0份,均聚聚丙烯60.0份,乙烯-辛烯共聚物15.0份,高密度聚乙烯5.0份,滑石粉10.0份,色粉1.0份,抗氧剂1010 0.3份,抗氧剂168 0.3份,将各组分分别置于高速混合机中充分搅拌得到预混料,将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口,进行熔融挤出,造粒干燥,得到聚丙烯材料。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为:一区温度80-120℃,二区温度190-210℃,三区温度210-230℃,四区温度210-230℃,五区温度210-230℃,六区温度210-230℃,七区温度210-230℃,八区温度210-230℃,九区温度210-230℃,主机转速250-600转/分钟;双螺杆挤出机的长径比为40:1。
对比例2
将组分按如下重量份数称取:抗冲共聚聚丙烯30.0份,均聚聚丙烯40.0份,乙烯-辛烯共聚物15.0份,滑石粉10.0份,色粉1.0份,抗氧剂1010 0.3份,抗氧剂168 0.3份,将各组分分别置于高速混合机中充分搅拌得到预混料,将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口,进行熔融挤出,造粒干燥,得到聚丙烯材料。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为:一区温度80-120℃,二区温度190-210℃,三区温度210-230℃,四区温度210-230℃,五区温度210-230℃,六区温度210-230℃,七区温度210-230℃,八区温度210-230℃,九区温度210-230℃,主机转速250-600转/分钟;双螺杆挤出机的长径比为40:1。
对比例3
将组分按如下重量份数称取:抗冲共聚聚丙烯20.0份,无规共聚聚丙烯50份,高密度聚乙烯10.0份,滑石粉20.0份,色粉1.0份,抗氧剂1010 0.3份,抗氧剂168 0.3份,将各组分分别置于高速混合机中充分搅拌得到预混料,将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口,进行熔融挤出,造粒干燥,得到聚丙烯材料。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为:一区温度80-120℃,二区温度190-210℃,三区温度210-230℃,四区温度210-230℃,五区温度210-230℃,六区温度210-230℃,七区温度210-230℃,八区温度210-230℃,九区温度210-230℃,主机转速250-600转/分钟;双螺杆挤出机的长径比为40:1。
将实施例1-4和对比例1-3得到的材料进行性能测试实验,测试方法为:抗低温冲击性能通过缺口冲击强度、低温缺口冲击强度、低温冲击强度、低温落球冲击表征,其抗应力发白性能通过把材料制成100mm*100mm*2mm的方板,正反弯折材料各3次后观察表面应力发白出现的程度,应力发白等级分为:无、轻微、比较少、较严重和严重。
实施例1-4和对比例1-3的各组分配比见表1,缺口冲击强度、低温缺口冲击强度、低温冲击强度、低温落球冲击和弯折应力发白性能的测试结果见表2。
表1实施例1-4与对比例1-3配方
表2实施例1-4与对比例1-3性能测试结果
从各实施例与对比例的检测结果可以看出,实施例的耐低温冲击性能与抗应力发白性能均好于对比例。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:该材料由包括如下重量份数的组分制备而成:
2.根据权利要求1所述的抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述聚丙烯树脂混合物为在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg条件下的熔体流动速率为1g/10min-50g/10min的无规共聚聚丙烯与缺口冲击强度为5-50kJ/m2的抗冲共聚聚丙烯的混合物。
3.根据权利要求1所述的抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述的填充粉体为碳酸钙、云母粉与滑石粉中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、丙烯-α烯烃共聚物中的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述主抗氧剂为受阻酚类化合物;优选地,所述主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
7.根据权利要求1所述的抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物。
8.根据权利要求7所述的抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料,其特征在于:所述辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
9.权利要求1-8所述的抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料的制备方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
(1)称取聚丙烯、填充粉体、增韧剂、聚乙烯、色粉、主抗氧剂和辅助抗氧剂,并将其在高混机内高速混合1~3min,混合均匀得到预混料;
(2)将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料口,进行熔融挤出,造粒干燥,得到抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料。
10.根据权利要求9所述的抗应力发白耐低温冲击聚丙烯材料的制备方法,其特征在于:进一步的,所述双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为:一区温度80-120℃,二区温度190-210℃,三区温度210-230℃,四区温度210-230℃,五区温度210-230℃,六区温度210-230℃,七区温度210-230℃,八区温度210-230℃,九区温度210-230℃,主机转速250-600转/分钟;双螺杆挤出机的长径比为40:1。
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