CN112724514A - 一种适用于挤板吸塑的pp复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于挤板吸塑的PP复合材料及其制备方法,包括以下按重量份计的组分:PP树脂20‑70份、增强树脂10‑50份、增强剂2‑20份、引发剂0.05‑0.3份,相容剂2‑20份、抗氧化剂0.1‑1份、润滑剂0.2‑2份。本发明提供的PP复合材料,具有很好的耐油性、耐腐蚀性和耐老化性,及很高的熔体强度和较宽的熔程,可替代目前通用的挤板级HIPS应用于冰箱内胆等的挤板和吸塑,解决困扰冰箱行业的“胆裂”等痛点问题,具有极大的市场应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,更具体的说是涉及一种适用于挤板吸塑的PP复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
目前的冰箱内胆大都是用非结晶的HIPS进行挤板、吸塑成型,但HIPS的耐食用油和耐发泡剂腐蚀性能差,容易老化,造成冰箱内胆开裂的“胆裂”现象时有发生,成为困扰冰箱行业的一个痛点。高度结晶的PP(聚丙烯)材料具有优异的耐油和耐化学腐蚀性能,但其熔体强度低,软化点和熔点非常接近,熔程窄,在温度高于结晶熔点进行热成型时,熔体强度会急剧下降,即热成型时PP的粘弹区不能在较宽的温度范围内保持稳定,使得无法挤板吸塑成型。
因此,提供一种适用于挤板吸塑的PP复合材料及其制备方法和应用是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种适用于挤板吸塑的PP复合材料,具有很好的耐油性、耐发泡剂腐蚀性和耐老化性,及很高的熔体强度和较宽的熔程,能够满足挤板吸塑的工艺要求,具有极大的市场应用价值。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种适用于挤板吸塑的PP复合材料,包括以下按重量份计的组分:
PP树脂20-70份;
增强树脂10-50份;
增强剂2-20份;
引发剂0.05-0.3份;
抗氧剂0.1-1份;
相容剂2-20份;
润滑剂0.2-2份。
本发明的有益效果:(1)本发明提供的一种适用于挤板吸塑的PP复合材料具有很好的耐油性、耐发泡剂腐蚀性和耐老化性,且能够满足冰箱内胆等挤板吸塑的工艺要求,具有极大的市场应用价值。
(2)本发明首次提出将增强树脂应用于复合PP材料的改性中,并很好地解决了其相容性问题,有效提高了复合PP材料的熔体强度和加宽了其熔程,使得该复合PP材料能很好地满足冰箱内胆等的挤板吸塑工艺要求。
进一步,上述适用于挤板吸塑的PP复合材料包括以下按重量份计的组分:
PP树脂60份;
增强树脂28份;
增强剂5份;
引发剂0.1份;
抗氧剂0.4份;
相容剂5.5份;
润滑剂1份。
采用上述进一步的有益效果:具有很好的耐油性、耐发泡剂腐蚀性和耐老化性,且能够满足冰箱内胆等挤板吸塑的工艺要求。
进一步,上述PP树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。
采用上述进一步的有益效果:具有很好的耐油性、耐发泡剂腐蚀性和耐老化性。
进一步,上述增强树脂为聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、ABS塑料中的一种或多种的混合。
采用上述进一步的有益效果:能够拓宽PP复合材料的熔程及提高熔体强度。
进一步,上述增强剂为滑石粉和/或晶须。
采用上述进一步的有益效果:能够进一步提高PP复合材料的刚性和拉伸强度。
进一步,上述引发剂为DTBP。
采用上述进一步的有益效果:通过在PP中引入引发剂使其生成大分子自由基,然后发生C-C健的再结合,在交联过程中,使其发生分子间接枝形成支化结构,大幅提高复合PP的熔体强度。
进一步,上述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或多种的混合。
采用上述进一步的有益效果:能够控制和降低树脂的降解及老化。
进一步,上述润滑剂为PE蜡、硬脂酸盐、润滑剂EBS、硅酮粉中的一种或多种的混合。
采用上述进一步的有益效果:能够提供有效的润滑和提高分散性能。
进一步,上述相容剂为马来酸酐、相容剂POE、相容剂SBS、相容剂SEBS中的一种或多种的混合。
采用上述进一步的有益效果:能够有效提高树脂的相容性。
本发明还提供一种适用于挤板吸塑的PP复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)根据上述的一种适用于挤板吸塑的PP复合材料称取各组分,将PP树脂、增强树脂、增强剂、引发剂、抗氧剂、相容剂、润滑剂混合均匀,得混合物;
(2)将混合物加入到双螺杆挤出机中,经过熔融挤出造粒,即得上述适用于挤板吸塑的PP复合材料。
本发明的有益效果:本发明制备方法简单,操作容易,适合大规模生产和应用。
进一步,上述步骤(1)中,混合速度为400-500rpm,混合时间为5-30分钟。
采用上述进一步的有益效果:能够使各组分混合均匀、充分。
进一步,上述步骤(2)中,双螺杆挤出机的各段温度从加料口到机头分别是170-180℃、180-190℃、190-200℃、200-210℃、200-210℃、210-220℃、210-220℃、200-210℃、200-210℃,螺杆转速为300-600rpm。
采用上述进一步的有益效果:能够使各组分在螺杆中充分混炼及顺畅加工。
本发明还提供上述适用于挤板吸塑的PP复合材料在制备冰箱内胆材料中的应用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
适用于挤板吸塑的PP复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将均聚聚丙烯60kg,聚苯乙烯13kg,DTBP(二叔丁基过氧化物)0.1kg,滑石粉10kg,晶须10kg,抗氧剂1680.1kg,抗氧剂10100.3kg,SMA-马来酸酐5.5kg混合均匀,得混合物,混合速度为400rpm,混合时间为5分钟;
(2)将混合物通过主喂料口,加入到双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机的各段温度从加料口到机头分别是170-180℃、180-190℃、190-200℃、200-210℃、200-210℃、210-220℃、210-220℃、200-210℃、200-210℃,螺杆转速为300rpm,经过熔融挤出造粒,即得本产品。
实施例2
适用于挤板吸塑的PP复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将共聚聚丙烯50kg,高抗冲聚苯乙烯23kg,DTBP 0.1kg,滑石粉10kg,晶须10kg,抗氧剂1680.1kg,抗氧剂10760.3kg,相容剂SBS 5.5kg,硬脂酸钙1kg混合均匀,得混合物,混合速度为450rpm,混合时间为10分钟;
(2)将混合物通过主喂料口,加入到双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机的各段温度从加料口到机头分别是170-180℃、180-190℃、190-200℃、200-210℃、200-210℃、210-220℃、210-220℃、200-210℃、200-210℃,螺杆转速为300rpm,经过熔融挤出造粒,即得本产品。
实施例3
适用于挤板吸塑的PP复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将均聚聚丙烯25kg,共聚聚丙烯25kg,聚苯乙烯10kg,高抗冲聚苯乙烯23kg,DTBP 0.1kg,滑石粉5kg,晶须5kg,抗氧剂1680.2kg,抗氧剂10100.1kg,抗氧剂10760.1kg,相容剂SEBS 5.5kg,PE蜡0.5kg,硅酮粉0.5kg混合均匀,得混合物,混合速度为500rpm,混合时间为15分钟;
(2)将混合物通过主喂料口,加入到双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机的各段温度从加料口到机头分别是170-180℃、180-190℃、190-200℃、200-210℃、200-210℃、210-220℃、210-220℃、200-210℃、200-210℃,螺杆转速为400rpm,经过熔融挤出造粒,即得本产品。
实施例4
适用于挤板吸塑的PP复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将均聚聚丙烯30kg,共聚聚丙烯30kg,聚苯乙烯10kg,高抗冲聚苯乙烯18kg,DTBP 0.1kg,滑石粉2.5kg,晶须2.5kg,抗氧剂1680.2kg,抗氧剂10100.2kg,相容剂SBS2.5kg,相容剂SEBS 3kg,硬脂酸钙0.5kg,硅酮粉0.5kg,混合均匀,得混合物,混合速度为40rpm,混合时间为20分钟;
(2)将混合物通过主喂料口,加入到双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机的各段温度从加料口到机头分别是170-180℃、180-190℃、190-200℃、200-210℃、200-210℃、210-220℃、210-220℃、200-210℃、200-210℃,螺杆转速为400rpm,经过熔融挤出造粒,即得本产品。
实施例5
适用于挤板吸塑的PP复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将均聚聚丙烯30kg,共聚聚丙烯30kg,ABS塑料23kg,DTBP 0.1kg,滑石粉5kg,晶须5kg,抗氧剂1680.2kg,抗氧剂10100.1kg,抗氧剂10760.1kg,相容剂SBS 2kg,相容剂SEBS 3.5kg,硬脂酸钙0.5kg,硅酮粉0.5kg混合均匀,得混合物,混合速度为500rpm,混合时间为25分钟;
(2)将混合物通过主喂料口,加入到双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机的各段温度从加料口到机头分别是170-180℃、180-190℃、190-200℃、200-210℃、200-210℃、210-220℃、210-220℃、200-210℃、200-210℃,螺杆转速为500rpm,经过熔融挤出造粒,即得本产品。
实施例6
适用于挤板吸塑的PP复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将均聚聚丙烯30kg,共聚聚丙烯30kg,ABS塑料28kg,DTBP 0.1kg,滑石粉2.5kg,晶须2.5kg,抗氧剂1680.2kg,抗氧剂10760.2kg,相容剂SBS2kg,相容剂SEBS 3.5kg,硬脂酸钙0.5kg,硅酮粉0.5kg混合均匀,得混合物,混合速度为450rpm,混合时间为30分钟;
(2)将混合物通过主喂料口,加入到双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机的各段温度从加料口到机头分别是170-180℃、180-190℃、190-200℃、200-210℃、200-210℃、210-220℃、210-220℃、200-210℃、200-210℃,螺杆转速为600rpm,经过熔融挤出造粒,即得本产品。
效果实验
对比例为目前市场上冰箱内胆普遍使用的扬子巴斯夫的HIPS2710原料。
为了进一步说明本发明提供的适用于挤板吸塑的PP复合材料的耐油性、耐发泡剂腐蚀性及耐老化性等性能,申请人还进行了相关性能对比试验,具体实验过程如下:
耐腐蚀性测试方法:将实施例1-6PP复合材料以及对比例材料分别制作200*150*2mm的样板,均匀涂抹发泡剂后,在25℃恒温箱中放置168H后,按照ASTM D638-2003标准要求制作拉伸样条,测试拉伸强度和断裂伸长率的保持率。
耐油性测试方法:将实施例1-6PP复合材料以及对比例材料按照ASTM D638-2003标准要求制作拉伸样条,将样条弯曲卡在宽度比样条短2cm夹具中,铺盖上吸油纸并涂上食用色拉油(本测试用的是芝麻色拉油)进行试验,观察并记录样条在涂油8H和24H后的断裂情况。
耐光老化性能测试方法:将实施例1-6PP复合材料以及对比例材料制作注塑成尺寸为200mm*150mm*2mm的样板,按照GB/T 14522标准,用UVA-340灯管照射,辐照度(w/m2×nm)0.89±0.02黑板温度计温度60±3干燥8H辐照度(w/m2×nm)0.00黑板温度计温度50±3冷凝4H为一个循环,持续20个循环。
试验结果如表1所示:
表1物理性能测试结果表
为了进一步说明本发明提供的适用于挤板吸塑的PP复合材料的挤板和吸塑工艺稳定性及板材的纵向和横向机械性能,申请人还进行了相关性能对比试验,具体实验过程如下:
工艺性:将实施例1-6PP复合材料以及对比例材料分别在挤板线和吸塑线上进行生产,观察其工艺稳定性及是否好加工成型。
板材性能:将实施例1-6PP复合材料以及对比例材料分别挤板后,用制样机分别按纵向和横向方向制作标准样条,测试拉伸强度、延伸率和断裂强度。
试验结果如表2所示:
表2挤板吸塑工艺性及板材性能测试对比试验结果
通过表1中测试数据可知,本发明适用于挤板吸塑的PP复合材料的耐油性、耐发泡剂腐蚀性和耐老化性能都明显优于目前正常使用的挤板级HIPS;通过表2中挤板吸塑工艺性及板材物理性能测试试验可知,本发明的物理性能也都接近或优于(特别是断裂伸长率)目前正常使用的挤板级HIPS,也完全能满足挤板、吸塑工艺要求。该发明材料在冰箱内胆上的成功应用将彻底解决长期困扰冰箱行业的“胆裂”问题,彻底改变冰箱行业内胆专用料的市场格局,具有极大的经济和社会效益,应用前景广阔。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种适用于挤板吸塑的PP复合材料,其特征在于,包括以下按重量份计的组分:
PP树脂20-70份;
增强树脂10-50份;
增强剂2-20份;
引发剂0.05-0.3份;
抗氧剂0.1-1份;
相容剂2-20份;
润滑剂0.2-2份。
2.根据权利要求1所述的一种适用于挤板吸塑的PP复合材料,其特征在于,所述PP树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的一种适用于挤板吸塑的PP复合材料,其特征在于,所述增强树脂为聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、ABS塑料中的一种或多种的混合。
4.根据权利要求1所述的一种适用于挤板吸塑的PP复合材料,其特征在于,所述增强剂为滑石粉和/或晶须。
5.根据权利要求1所述的一种适用于挤板吸塑的PP复合材料,其特征在于,所述引发剂为DTBP。
6.根据权利要求1所述的一种适用于挤板吸塑的PP复合材料,其特征在于,所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或多种的混合。
7.根据权利要求1所述的一种适用于挤板吸塑的PP复合材料,其特征在于,所述润滑剂为PE蜡、硬脂酸盐、润滑剂EBS、硅酮粉中的一种或多种的混合。
8.根据权利要求1所述的一种适用于挤板吸塑的PP复合材料,其特征在于,所述相容剂为马来酸酐、相容剂POE、相容剂SBS、相容剂SEBS中的一种或多种的混合。
9.一种适用于挤板吸塑的PP复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)根据权利要求1-8任一项所述的一种适用于挤板吸塑的PP复合材料称取各组分,将PP树脂、增强树脂、增强剂、引发剂、抗氧剂、相容剂、润滑剂混合均匀,得混合物;
(2)将混合物加入到双螺杆挤出机中,经过熔融挤出造粒,即得所述适用于挤板吸塑的PP复合材料。
10.权利要求1-8任一项所述适用于挤板吸塑的PP复合材料在制备冰箱内胆材料中的应用。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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