CN110791022A - 一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯，由以下重量份的原料制成：20~60份聚丙烯，10~20份高熔体强度聚丙烯，5~20份高熔体强度聚烯烃塑性体，0.5~3份超高分子量聚乙烯，5~20份高密度聚乙烯，5~30份滑石粉，0.02~0.2份苯甲酸钠，0.02~0.2份二硫化烷基酚，0.2~1份氧化锌，0.2~1份硅油，0.03~1份抗老化剂。本发明的高熔体强度聚丙烯材料具有较高的熔体强度，还具有高强度、高韧性及良好的加工特性。本发明还公开了一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯制备方法，将原料分步混合后，经双螺杆挤出机中挤出造粒即可，工艺步骤简单，可操作性强，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及发泡塑料技术领域，尤其是涉及一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯及其制备方法。
背景技术
聚丙烯材料（PP）是一种性能优良的通用塑料，具有无毒、无味、密度低、性能好的特点，其耐热、耐化学腐蚀等特性也较好，同时PP还具有易加工成型的特点，因此被广泛应用于家电、汽车、日用品、包装等行业。
由于PP是一种高结晶性聚合物，其软化点接近于熔融温度，当温度升到熔融温度时PP的黏度及熔体强度急剧下降，在结晶过程中释放出大量的结晶热，使其熔体强度进一步下降，从而导致普通PP挤出、发泡加工过程中由于其熔体强度较低很难控制制品质量。因此，提高PP的熔体强度具有重要的意义。
高熔体强度PP（HMSPP）具有较高的熔体强度、拉伸黏度以及良好的发泡性能，在微发泡过程中可以抵制微孔壁的破裂，减少并避免塌陷和收缩现象，冷却后得到均匀的闭孔结构，但是现有的高熔体强度PP材料流动性较差，加工一些复杂的零件困难（加工特性较差），同时还存在材料强度低、韧性差、收缩率大的缺点。因此，在实际微发泡产品注塑使用中限制了其大批量使用。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的高熔体强度PP（HMSPP）所存在的加工特性较差、材料强度低、韧性差的技术问题，提供了一种具有较高的熔体强度，还具有高强度、高韧性及良好的加工特性的微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯。
本发明还提供了一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯制备方法，工艺步骤简单，可操作性强，适合工业化生产。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯，由以下重量份的原料制成：20~60份聚丙烯，10~20份高熔体强度聚丙烯，5~20份高熔体强度聚烯烃塑性体，0.5~3份超高分子量聚乙烯，5~20份高密度聚乙烯，5~30份滑石粉，0.02~0.2份苯甲酸钠，0.02~0.2份二硫化烷基酚，0.2~1份氧化锌，0.2~1份硅油，0.03~1份抗老化剂。本发明中，添加聚烯烃塑性体以提高材料的韧性，同时以提高材料的熔体强度，而且聚烯烃塑性体具有较好的流动性，能提高加工特性，还能改善滑石粉的分散效果；超高分子量聚乙烯对整个材料体系分子量分布产生重要影响，可以减少材料结晶对发泡造成的影响；在微发泡过程中，高密度聚乙烯的加入可以增加微发泡泡孔在增大的过程中的稳定性；滑石粉可以增加材料强度、提高材料尺寸稳定性；在微发泡过程中，泡孔增长容易引起部分泡孔破裂，造成大的空洞从而影响发泡效果，为解决该问题，本发明中添加了二硫化烷基酚，二硫化烷基酚在体系中作为微发泡的稳定剂具有重要作用，使得气泡不易破裂；本发明中以苯甲酸钠和氧化锌复配作为成核剂体系，使得本发明在微发泡气泡形成过程中，可以在低浓度气体的情况下均匀形成气泡，形成的泡孔规则均匀；硅油在体系中作为表面活性剂可以降低表面张力，利于形成气泡减少气体扩散，稳定气孔；抗老化剂以增加产品使用寿命。本发明对材料的配方进行了优化改进，得到的材料具有较高的熔体强度，还具有高强度、高韧性及良好的加工特性，该材料熔体强度大于10cN，弯曲强度大于30MPa，冲击强度大于20kJ/m2。
作为优选，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯或以上几种聚丙烯的共混物，聚丙烯的熔指为3~50g/10min。
作为优选，所述高熔体强度聚丙烯为长链支化聚丙烯，熔体强度大于15cN。
作为优选，所述高熔体强度聚烯烃塑性体为ENGAGE HM7487。
作为优选，所述超高分子量聚乙烯为分子量大于100万的聚乙烯。
作为优选，所述高密度聚乙烯为5000S。
作为优选，所述滑石粉的硅含量大于58%，目数为1250~5000目。
作为优选，所述抗老化剂为受阻酚类抗老化剂1010和168。
一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯制备方法，具体步骤为：按上述重量份配比称取各原料后，先将除滑石粉之外的原料混合后搅拌均匀，再加入滑石粉搅拌均匀，最后加入双螺杆挤出机中挤出造粒即可。将原料分步混合后，经双螺杆挤出机中挤出造粒即可得到高熔体强度聚丙烯材料，工艺步骤简单，可操作性强，适合工业化生产。
作为优选，双螺杆挤出机加工温度设定在200~220℃。
因此，本发明具有如下有益效果：
（1）提供了一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯，对配方进行了优化，得到的材料具有较高的熔体强度，还具有高强度、高韧性及良好的加工特性，该材料熔体强度大于10cN，弯曲强度大于30MPa，冲击强度大于20kJ/m2；
（2）提供了一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯制备方法，将原料分步混合后，经双螺杆挤出机中挤出造粒即可得到高熔体强度聚丙烯材料，工艺步骤简单，可操作性强，适合工业化生产。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
按57.9Kg共聚聚丙烯（K7726，燕山石化），10Kg高熔体强度聚丙烯（长链支化聚丙烯WB140HMS，北欧化工有限公司），10Kg高熔体强度聚烯烃塑性体（ENGAGE HM7487，美国陶氏化学公司），0.5Kg超高分子量聚乙烯，10Kg高密度聚乙烯（5000S，扬子石化），10Kg滑石粉（3500目），0.05Kg苯甲酸钠，
0.05Kg二硫化烷基酚，0.5Kg氧化锌，0.5Kg硅油，0.5Kg抗老化剂（1010，巴斯夫）的重量配比称取各原料后，先将除滑石粉之外的原料加入搅拌桶中以500~600转/分的速度高速搅拌3分钟，再加入滑石粉继续以600~800转/分的速度高速搅拌5分钟，最后加入双螺杆挤出机中挤出造粒即可，双螺杆挤出机加工温度设定在200℃。
得到的高熔体强度聚丙烯材料性能如下：熔体强度15cN、弯曲强度31MPa、冲击强度30kJ/m2。
实施例2
按19.7Kg共聚聚丙烯（K7726，燕山石化），15Kg均聚聚丙烯（T30S，镇海炼化），15Kg高熔体强度聚丙烯（长链支化聚丙烯WB140HMS，北欧化工有限公司），12Kg高熔体强度聚烯烃塑性体（ENGAGE HM7487，美国陶氏化学公司），0.7Kg超高分子量聚乙烯，15Kg高密度聚乙烯（5000S，扬子石化），20Kg滑石粉（2000目），0.1Kg苯甲酸钠，0.1Kg二硫化烷基酚，0.8Kg氧化锌，
0.8Kg硅油，0.8Kg抗老化剂（1010，巴斯夫）的重量配比称取各原料后，先将除滑石粉之外的原料加入搅拌桶中以500~600转/分的速度高速搅拌3分钟，再加入滑石粉继续以600~800转/分的速度高速搅拌5分钟，最后加入双螺杆挤出机中挤出造粒即可，双螺杆挤出机加工温度设定在210℃。
得到的高熔体强度聚丙烯材料性能如下：熔体强度18cN、弯曲强度33MPa、冲击强度35kJ/m2。
实施例3
按33.1Kg均聚聚丙烯（T30S，镇海炼化），10Kg高熔体强度聚丙烯（长链支化聚丙烯WB140HMS，北欧化工有限公司），15Kg高熔体强度聚烯烃塑性体（ENGAGE HM7487，美国陶氏化学公司），0.5Kg超高分子量聚乙烯，8Kg高密度聚乙烯（DMDA8008，兰州石化），30Kg滑石粉（2000目），0.2Kg苯甲酸钠，0.2Kg二硫化烷基酚，1Kg氧化锌，1Kg硅油，1Kg抗老化剂（168，巴斯夫）的重量配比称取各原料后，先将除滑石粉之外的原料加入搅拌桶中以500~600转/分的速度高速搅拌3分钟，再加入滑石粉继续以600~800转/分的速度高速搅拌5分钟，最后加入双螺杆挤出机中挤出造粒即可，双螺杆挤出机加工温度设定在220℃。
得到的高熔体强度聚丙烯材料性能如下：熔体强度20cN、弯曲强度35MPa、冲击强度31kJ/m2。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1.一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯，其特征在于，由以下重量份的原料制成：20~60份聚丙烯，10~20份高熔体强度聚丙烯，5~20份高熔体强度聚烯烃塑性体，0.5~3份超高分子量聚乙烯，5~20份高密度聚乙烯，5~30份滑石粉，0.02~0.2份苯甲酸钠，0.02~0.2份二硫化烷基酚，0.2~1份氧化锌，0.2~1份硅油，0.03~1份抗老化剂。
2.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯，其特征在于，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯或以上几种聚丙烯的共混物，聚丙烯的熔指为3~50g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯，其特征在于，
所述高熔体强度聚丙烯为长链支化聚丙烯，熔体强度大于15cN。
4.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯，其特征在于，
所述高熔体强度聚烯烃塑性体为ENGAGE HM7487。
5.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯，其特征在于，
所述超高分子量聚乙烯为分子量大于100万的聚乙烯。
6.根据权利要求5所述的一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯，其特征在于，
所述高密度聚乙烯为5000S。
7.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯，其特征在于，
所述滑石粉的硅含量大于58%，目数为1250~5000目。
8.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯，其特征在于，所述抗老化剂为受阻酚类抗老化剂1010和168。
9.一种如权利要求1所述的微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯制备方法，其特征在于，具体步骤为：按上述重量份配比称取各原料后，先将除滑石粉之外的原料混合后搅拌均匀，再加入滑石粉搅拌均匀，最后加入双螺杆挤出机中挤出造粒即可。
10.根据权利要求9所述的微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机加工温度设定在200~220℃。
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