CN117986750A - 一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚丙烯领域,具体公开一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用。本发明的聚丙烯组合物包括如下重量份的组分:共聚聚丙烯68‑102份,聚四氢呋喃醚二醇4.5‑31份,抗氧剂0.01‑0.6份,六氟双酚A 0.07‑0.9份。本发明通过聚四氢呋喃醚二醇和二六氟双酚A两者结合改善了聚丙烯组合物的耐高温蠕变性能和开裂问题。
Description
技术领域
本发明属于聚丙烯领域,具体涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用。
背景技术
汽车波纹管主要用于汽车冷却***,其位于发动机附近,因此,温度较高,要求其具有良好的老化性能,同时,由于汽车冷却***内部冷却液的存在,导致其经常处于一定的压力状态,这就要求汽车波纹管材料具有良好的耐高温蠕变性能。汽车波纹管一般为三层共挤材料,最外层为PA612,中间为粘接层,内层为PP层,由于其位于冷却***,各大主机厂要求冷却管路中加入冷却液后,在高温高压情况下,汽车波纹管无任何开裂。
专利文献CN113549291A公开了一种耐蠕变聚丙烯及其制备方法,通过加入无机耐蠕变改性剂和聚四氟乙烯提升其蠕变性能,蠕变性能从12.3%降低为5.5%。中国发明专利文献CN102532701A公开了一种低翘曲、耐蠕变的聚丙烯组合物及其制备方法,其中涉及使用相容剂及成核剂提高了聚丙烯的耐蠕变性能并改善了翘曲性能。专利文献CN105504500A公开了一种耐蠕变聚丙烯复合材料及其制备方法,通过加入降温母粒提升聚丙烯的交联度,提升了其耐蠕变性能。上述的涉及的蠕变性能仅是常温蠕变性能,并没有对涉及高低温蠕变性能的研究,应用范围大大受限,也不能满足汽车波纹管防开裂的具体要求。
发明内容
针对上述现有技术涉及PP复合材料的耐高温蠕变及抗开裂性能较差的问题,本发明将提供一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用。
为实现上述目的,具体包括以下技术方案:
一种聚丙烯组合物,包括如下重量份的组分:共聚聚丙烯68-102份,聚四氢呋喃醚二醇4.5-31份,抗氧剂0.01-0.6份,六氟双酚A 0.07-0.9份。
本发明在聚丙烯组合物中含有聚四氢呋喃醚二醇,该物质分子链两端含有羟基,并且骨架上链接有醚键,加入该物质后内部骨架醚键解开后可以为聚丙烯提供交联点,使得聚丙烯分子成为网状结构,提升了其蠕变性能;同时含有六氟双酚A,由于其具有羟基,并且耐析出性良好,作为辅助抗氧剂的组分,可以保证材料的老化性能;聚四氢呋喃醚二醇和六氟双酚A两者结合改善了聚丙烯组合物冷却管的开裂问题。
作为本发明优选的实施方式,所述聚丙烯组合物包括如下重量份的组分:共聚聚丙烯70-100份,聚四氢呋喃醚二醇5-30份,抗氧剂0.1-0.5份,六氟双酚A 0.1-0.8份。
共聚聚丙烯的重量份可以为70、73、76、79、82、85、88、91、94、97、100,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为本发明优选的实施方式,所述共聚聚丙烯按照ISO1133-2011在230℃、2.16Kg载荷条件下测试的熔体质量流动速率为0.2-4g/10min。
作为本发明进一步优选的实施方式,所述共聚聚丙烯按照ISO1133-2011在230℃、2.16Kg载荷条件下测试的熔体质量流动速率为0.5-3g/10min。
作为本发明优选的实施方式,所述共聚聚丙烯在聚丙烯组合物中的质量百分含量不少于60%。
作为本发明优选的实施方式,所述聚四氢呋喃醚二醇的数均分子量为1000-2300。
作为本发明进一步优选的实施方式,所述聚四氢呋喃醚二醇的数均分子量为1800-2000。
作为本发明进一步优选的实施方式,所述聚四氢呋喃醚二醇的重量份为10-20份。
聚四氢呋喃醚二醇的重量份可以为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为本发明优选的实施方式,所述抗氧剂包括三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)、四β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯(1010)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸(3114)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(412S)中的至少一种。
作为本发明进一步优选的实施方式,所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)和四β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯(1010),或,1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸(3114)和季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(412S);三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)和四β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯(1010)的质量比为1:(0.9-1.1);1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸(3114)和季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(412S)的质量比为1:(0.9-1.1)。
六氟双酚A的重量份可以为0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.65、0.7、0.75、0.8,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为本发明进一步优选的实施方式,所述六氟双酚A的重量份为0.2-0.5份。
一种聚丙烯组合物的制备方法,包括如下步骤:将共聚聚丙烯树脂、聚四氢呋喃醚二醇、抗氧剂和六氟双酚A依次经过混合均匀、熔融混炼、挤出造粒,得到所述聚丙烯组合物。
作为本发明优选的实施方式,所述熔融混炼的温度为180~220℃。
作为本发明优选的实施方式,所述熔融混炼的转速为450~500转/分。
一种聚丙烯组合物的在制备汽车波纹管中的应用,该聚丙烯组合物满足汽车波纹管防开裂的要求。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:本发明通过聚四氢呋喃醚二醇和二六氟双酚A两者结合改善了聚丙烯组合物的耐高温蠕变性能和开裂问题。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将通过具体实施例对本发明作进一步说明。实施例和/或对比例中所用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法;所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
PP 3010:熔体质量流动速率为1.2g/10min,购自中国台湾化学纤维股份有限公司;
PP R4220:熔体质量流动速率为0.5g/10min,购自燕山石化;
PP K8003:熔体质量流动速率为3.0g/10min,购自燕山石化。
PTMEG P1000:聚四氢呋喃醚二醇,数均分子量1000,购自BASF;
PTMEG P1800:聚四氢呋喃醚二醇,数均分子量1800,购自BASF;
PTMEG P2000:聚四氢呋喃醚二醇,数均分子量2000,购自BASF;
主抗氧剂1010:购自BASF;
主抗氧剂3114:购自天津利安隆新材料股份有限公司;
辅抗氧剂168:购自BASF;
辅抗氧剂412S:购自艾迪科;
六氟双酚A:抗氧剂辅助助剂,购自BASF。
实施例1-17和对比例1-3
一种聚丙烯组合物,包括如下步骤:
(1)按照表1中的原料比例将共聚聚丙烯树脂、聚四氢呋喃醚二醇、抗氧剂和六氟双酚A投入高速搅拌机中混合均匀;
(2)再加入双螺杆挤出机中,在温度为180~220℃、螺杆转速为450~500转/分下进行熔融混炼、挤出造粒,得到聚丙烯组合物。
表1(重量份)
各性能评价方法:
(1)高温蠕变(应变)性能评价方法:测试样品在温度为100℃下,选择应力为10MPa,按此应力进行200h,记录应变量,应变量越低耐蠕变性能越好;
(2)零件开裂性能评价方法:将上述实施例和对比例的对应物料挤出成波纹管,并安排100℃、1Bar压力下进行试验,记录零件开裂时间,开裂时间越长,耐开裂性能越优。
表2
由实施例可知,本发明的聚丙烯组合物应变量达到2.7-3.9%,开裂时间达到710-910h。
由实施例2、1和3可知,随着PP的熔体质量流动速率的增加(0.5、1.2、3.0g/10min),聚丙烯组合物的应变量逐渐增加,开裂时间逐渐下降,选择PP的熔体质量流动速率为0.5-3.0g/10min聚丙烯组合物的综合性能较优。
由实施例4、2和5可知,随着聚四氢呋喃醚二醇的分子量的增加(1000、1800、2000),聚丙烯组合物的应变量逐渐下降,开裂时间逐渐增加,聚四氢呋喃醚二醇的数均分子量越大聚丙烯组合物的耐蠕变及耐开裂性能更优。
由实施例6、2、7、8、9可知,随着聚四氢呋喃醚二醇的添加量增加(5、10、15、20、30份),聚丙烯组合物的应变量逐渐下降并趋于不变,开裂时间逐渐上述并趋于不变,选择聚四氢呋喃醚二醇的添加量为5-20份时聚丙烯组合物的综合性能较优。
由实施例2、10可知,在添加六氟双酚A的情况下,主抗氧剂3114和辅抗氧剂412S复配的抗氧剂较主抗氧剂1010和辅抗氧剂168的复配的抗氧剂制得的聚丙烯组合物的综合性能更优。
由实施例11、2、12、13可知,随着六氟双酚A的添加量增加(0.1、0.2、0.5、0.8份),聚丙烯组合物的应变量逐渐下降并趋于不变,开裂时间逐渐上升并趋于不变,选择六氟双酚A的添加量为0.2-0.5份时聚丙烯组合物的综合性能较优。
由实施例2和对比例1、2和3可知,本发明通过聚四氢呋喃醚二醇和二六氟双酚A两者结合改善了聚丙烯组合物的耐高温蠕变性能和开裂问题。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种聚丙烯组合物,其特征在于,包括如下重量份的组分:共聚聚丙烯68-102份,聚四氢呋喃醚二醇4.5-31份,抗氧剂0.01-0.6份,六氟双酚A 0.07-0.9份。
2.如权利要求1所述的聚丙烯组合物,其特征在于,所述共聚聚丙烯按照ISO1133-2011在230℃、2.16Kg载荷条件下测试的熔体质量流动速率为0.2-4g/10min。
3.如权利要求1所述的聚丙烯组合物,其特征在于,所述聚四氢呋喃醚二醇的数均分子量为1000-2300。
4.如权利要求3所述的聚丙烯组合物,其特征在于,所述聚四氢呋喃醚二醇的数均分子量为1800-2000。
5.如权利要求1所述的聚丙烯组合物,其特征在于,所述聚四氢呋喃醚二醇的重量份为10-20份。
6.如权利要求1所述的聚丙烯组合物,其特征在于,所述六氟双酚A的重量份为0.2-0.5份。
7.如权利要求1所述的聚丙烯组合物,其特征在于,所述抗氧剂包括三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)中的至少一种。
8.如权利要求1所述的聚丙烯组合物,其特征在于,所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯,或1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸和季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)。
9.一种权利要求1-8任意一项所述的聚丙烯组合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将共聚聚丙烯树脂、聚四氢呋喃醚二醇、抗氧剂和六氟双酚A依次经过混合均匀、熔融混炼、挤出造粒,得到所述聚丙烯组合物。
10.一种权利要求1-8任意一项所述的聚丙烯组合物在制备汽车波纹管中的应用。
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