一種形狀記憶吹塑聚丙烯及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于聚丙烯材料【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種形狀記憶吹塑聚丙烯及其制備方法和應(yīng)用。該形狀記憶吹塑聚丙烯包含以下重量份計(jì)的組分：聚丙烯59～98%；PA6和/或PA661～30%；相容劑1～10%；熱穩(wěn)定劑0～1%。本發(fā)明的形狀記憶吹塑聚丙烯既具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐熱性能，還具有優(yōu)異的形狀記憶性能，外力作用下產(chǎn)生的形變可以通過加熱來回復(fù)，滿足了汽車空濾進(jìn)氣管對吹塑聚丙烯材料的要求。經(jīng)檢測，其拉伸強(qiáng)度≥33MPa，斷裂伸長率≥200%，熱變形溫度（0.45MPa）≥90℃，形狀回復(fù)率≥95%，形狀回復(fù)溫度≤175℃，形狀回復(fù)響應(yīng)時(shí)間≤100s。
【專利說明】ー種形狀記憶吹塑聚丙烯及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚丙烯材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及ー種形狀記憶吹塑聚丙烯及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車輕量化成為汽車行業(yè)發(fā)展的ー個(gè)趨勢，因此越來越多的汽車零部件采用塑料來替代金屬，減輕汽車重量。
[0003]聚丙烯以其來源豐富，加工成型容易，力學(xué)性能優(yōu)異，成為汽車內(nèi)飾材料的最重要材料。例如，汽車空濾進(jìn)氣管一般采用聚丙烯材料吹塑成型的方法制備，但是汽車塑料零部件在運(yùn)輸和裝配過程中極易因外力作用產(chǎn)生不可回復(fù)的變形，造成汽車零部件不合格品率的增加。
[0004]形狀記憶高分子材料近些年來的發(fā)展突飛猛進(jìn)，其中熱致形狀記憶高分子材料是其中的重點(diǎn)。高分子材料要達(dá)到形狀記憶功能，必須具有固定相和可逆相兩種相態(tài)，當(dāng)形狀記憶高分子產(chǎn)生形變時(shí)，升高溫度，可逆相的分子鏈段開始解凍，產(chǎn)生的形變在內(nèi)應(yīng)カ的作用下回復(fù)到起始狀態(tài)，而固定相此時(shí)起著物理交聯(lián)點(diǎn)固定形狀的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供ー種形狀記憶吹塑聚丙烯。
[0006]本發(fā)明另一目的在于提供ー種上述形狀記憶吹塑聚丙烯的制備方法。
[0007]本發(fā)明再一目的在于`提供上述形狀記憶吹塑聚丙烯在汽車エ業(yè)中的應(yīng)用。
[0008]本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn):
[0009]ー種形狀記憶吹塑聚丙烯，包含以下重量份計(jì)的組分:
[0010]聚丙烯59~98%;
[0011 ] PA6 和/或 PA66I ~30% ；
[0012]相容劑I~10%;
[0013]熱穩(wěn)定劑0~1%。
[0014]優(yōu)選地,所述的聚丙烯選用熔體流動(dòng)速率為0.1~2g/10min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯以及無規(guī)共聚聚丙烯中的至少ー種。
[0015]優(yōu)選地，所述的相容劑選自馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物、馬來酸酐接枝乙烯-丙烯-丁二烯共聚物、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物以及乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物中的至少ー種。
[0016]本發(fā)明中的相容劑含有極性基團(tuán)，與PA6和/或PA66分子中的官能團(tuán)發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，提高聚丙烯和PA6或PA66的相容性。
[0017]所述的PA6和/或PA66作為固定相，起形狀記憶的作用。[0018]優(yōu)選地，所述的熱穩(wěn)定劑是指汽車エ藝通用熱穩(wěn)定劑中的至少ー種。
[0019]優(yōu)選地，所述的熱穩(wěn)定劑指酚類、胺類、亞磷酸酯類、半受阻酚類、丙烯?；倌軋F(tuán)與硫代酯的復(fù)合物類和杯芳烴類熱穩(wěn)定劑中的至少ー種。
[0020]更優(yōu)選地，所述的熱穩(wěn)定劑指熱穩(wěn)定劑1010和熱穩(wěn)定劑168中的至少ー種。
[0021]熱穩(wěn)定劑的作用是抑制加工過程中產(chǎn)生的降解。
[0022]本發(fā)明還提供了ー種上述形狀記憶吹塑聚丙烯的制備方法，包含以下具體步驟:
[0023]將聚丙烯、PA6和/或PA66、相容劑以及熱穩(wěn)定劑在長徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在230~280°C，擠出造粒，得到汽車風(fēng)道專用形狀記憶聚丙烯。
[0024]本發(fā)明利用PA6和/或PA66與聚丙烯進(jìn)行反應(yīng)擠出共混改性，賦予了聚丙烯形狀記憶的特性，成功制備了ー種形狀記憶吹塑聚丙烯，該材料既具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐熱性能，還具有優(yōu)異的形狀記憶性能，外力作用下產(chǎn)生的形變可以通過加熱來回復(fù)，滿足了汽車空濾進(jìn)氣管對吹塑聚丙烯材料的要求。
[0025]上述形狀記憶吹塑聚丙烯在汽車エ業(yè)中的應(yīng)用。
[0026]本發(fā)明的機(jī)理為:
[0027]聚丙烯的熔融溫度為165°C左右，要想通過共混改性賦予聚丙烯形狀記憶功能，必須使第二相態(tài)的熔融溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過165°C，而尼龍6 (PA6)熔點(diǎn)為220°C，尼龍66 (PA66)熔點(diǎn)為260°C，是賦予聚丙烯形狀記憶的理想材料。
[0028]本發(fā)明采用PA6和/或PA66與聚丙烯以及相容劑共混形成合金，賦予聚丙烯可以產(chǎn)生形狀記憶的固定相，開發(fā)成功ー種形狀記憶吹塑聚丙烯，采用該發(fā)明制備的汽車空濾進(jìn)氣管在運(yùn)輸和裝配過程中一旦由于外部應(yīng)カ產(chǎn)生了形變，將其加熱至聚丙烯的熔點(diǎn)以上，形變便可以回復(fù)。
[0029]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技木，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0030]本發(fā)明的形狀記憶吹塑聚丙烯既具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐熱性能，還具有優(yōu)異的形狀記憶性能，外力作用下產(chǎn)生的形變可以通過加熱來回復(fù)，滿足了汽車空濾進(jìn)氣管對吹塑聚丙烯材料的要求。經(jīng)檢測，其拉伸強(qiáng)度> 33MPa，斷裂伸長率> 200%，熱變形溫度(0.45MPa)≤90°C，形狀回復(fù)率≤95%，形狀回復(fù)溫度≤175°C，形狀回復(fù)響應(yīng)時(shí)間≤100s。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0032]實(shí)施例1:對比例I
[0033]將99.8公斤PP B810U0.1公斤熱穩(wěn)定劑1010,0.1公斤熱穩(wěn)定劑168在長徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在230~280°C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0034]實(shí)施例2:對比例2
[0035]將79.8 公斤 PP B810U20 公斤 PA6Volgamid25、0.1 公斤熱穩(wěn)定劑 1010,0.1 公斤
熱穩(wěn)定劑168在長徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在230~280°C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0036]實(shí)施例3:形狀記憶吹塑聚丙烯的制備[0037]將75.8公斤PP B8101、4公斤聚丙烯接枝馬來酸酐Bondyraml001、20公斤PA6Volgamid25、0.1公斤熱穩(wěn)定劑1010、0.1公斤熱穩(wěn)定劑168在長徑比為40:1的雙螺桿
擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在230~280°C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0038]實(shí)施例4:形狀記憶吹塑聚丙烯的制備
[0039]將40公斤PP B1101、38.5公斤PP AS164、6公斤乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐493DU5公斤PA66Volgamid27、0.2公斤熱穩(wěn)定劑1010、0.3公斤熱穩(wěn)定劑168在長徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在230~280°C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0040]實(shí)施例5:形狀記憶吹塑聚丙烯的制備
[0041]將81.5公斤PP BI 101、8公斤乙烯-丙烯酸酷-馬來酸酐共聚物560D、10公斤PA6670K20HSL、0.5公斤熱穩(wěn)定劑1010、0.5公斤熱穩(wěn)定劑168在長徑比為40:1的雙螺桿擠
出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在230~280°C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0042]實(shí)施例6:形狀記憶吹塑聚丙烯的性能參數(shù)
[0043]對實(shí)施例1~5制備得到的聚丙烯材料性能進(jìn)行測定，測試標(biāo)準(zhǔn):拉伸屈服強(qiáng)度IS0527-2/5A/50 ;斷裂伸長率IS0527-2/5A/50 ;熱變形溫度(0.45MPa)IS075。測試結(jié)果見表1。
[0044]由表1可見，本發(fā)明的形狀記憶吹塑聚丙烯既具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐熱性能，還具有優(yōu)異的形狀記憶性能，外力作用下產(chǎn)生的形變可以通過加熱來回復(fù)，其拉伸強(qiáng)度≥33MPa，斷裂伸長率≥200%，熱變形溫度(0.45MPa)≥90°C，形狀回復(fù)率≥95%，形狀回復(fù)溫度≤175°C，形狀回復(fù)響應(yīng)時(shí)間≤100S。
[0045]表1形狀記憶吹塑聚丙烯的性能參數(shù)
[0046]
【權(quán)利要求】
1.ー種形狀記憶吹塑聚丙烯，其特征在于包含以下重量份計(jì)的組分: 聚丙烯59~98% ； PA6 和/或 PA66 I ~30% ； 相容劑I~10% ； 熱穩(wěn)定劑0~1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶吹塑聚丙烯，其特征在于:所述的聚丙烯選用熔體流動(dòng)速率為0.1~2g/10min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯以及無規(guī)共聚聚丙烯中的至少ー種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶吹塑聚丙烯，其特征在于:所述的相容劑選自馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物、馬來酸酐接枝乙烯-丙烯-丁二烯共聚物、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物以及乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物中的至少ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶吹塑聚丙烯，其特征在于:所述的熱穩(wěn)定劑指酚類、胺類、亞磷酸酯類、半受阻酚類、丙烯?；倌軋F(tuán)與硫代酯的復(fù)合物類和杯芳烴類熱穩(wěn)定劑中的至少ー種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶吹塑聚丙烯，其特征在于:所述的熱穩(wěn)定劑指熱穩(wěn)定劑1010和熱穩(wěn)定劑168中的至少ー種。
6.ー種根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的形狀記憶吹塑聚丙烯的制備方法，其特征在于包含以下具體步驟:` 將聚丙烯、PA6和/或PA66、相容劑以及熱穩(wěn)定劑在長徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在230~280°C，擠出造粒，得到汽車風(fēng)道專用形狀記憶聚丙烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的形狀記憶吹塑聚丙烯在汽車エ業(yè)中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08L77/02GK103554663SQ201310514071
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】李欣, 陳國雄, 葉丹瀅, 李 東, 李晟, 宋曉東, 肖華明, 錢永紅 申請人:天津金發(fā)新材料有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司