一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物及其制備方法，其特征在于：由下列重量百分比的原料組成：聚丙烯樹(shù)脂45～97%，無(wú)機(jī)填料0～40%，增韌劑0～10%，吸酸劑1～3%，成核劑0.5～1.5%，抗氧劑0.1～1%，其它添加劑0.1～2%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1、本發(fā)明通過(guò)在聚丙烯樹(shù)脂中添加吸酸劑和成核劑來(lái)提高組合物的耐熱氧老化性能，同時(shí)提高其抗蠕變性能，能更好的滿(mǎn)足在汽車(chē)、家電等領(lǐng)域的應(yīng)用。2、本發(fā)明所制得的聚丙烯組合物在保證材料抗蠕變、耐熱氧老化性能的同時(shí)，材料的力學(xué)性能基本不受影響。3、本發(fā)明提出的制備抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物的方法簡(jiǎn)單可行、易于生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物及其制備方法，屬于高分子材料改性和加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】 [0002]聚丙烯因具有密度小(0.9g/cm3)、價(jià)格低、耐化學(xué)腐蝕、加工性能優(yōu)良和易回收等優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)、家電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而在材料制件的使用過(guò)程中，特別是在高溫條件下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)制件表面龜裂或發(fā)生變形扭曲而無(wú)法使用的情況。這是由于聚丙烯分子鏈上含有不穩(wěn)定的叔碳原子，容易在熱、氧的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得聚丙烯制品表面龜裂粉化以致完全喪失使用價(jià)值。另外由于聚丙烯的抗蠕變性能較差，在環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，材料容易發(fā)生蠕變，導(dǎo)致制件變形扭曲而無(wú)法正常使用。因此，迫切需要提高聚丙烯材料的耐熱氧老化和抗螺變性能。
[0003]目前聚丙烯的耐熱氧老化性能主要是通過(guò)添加各種抗氧劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如中國(guó)專(zhuān)利200510026763.4公開(kāi)了一種高抗熱氧老化性能的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，專(zhuān)利201110377393.4公開(kāi)了一種高表面耐熱氧老化玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，都是通過(guò)添加高效的抗氧體系來(lái)提高聚丙烯的耐熱氧老化性能，其抗氧劑添加量大且選擇有限。
[0004]在提高聚丙烯材料的抗蠕變性能方面，專(zhuān)利02112745.X公開(kāi)了一種抗蠕變無(wú)規(guī)聚丙烯共聚物的制備方法，然而該制備方法相當(dāng)繁瑣；CN201110284432.6提供了一種耐蠕變的聚丙烯組合物及其制備方法與應(yīng)用，該方法需要用到高長(zhǎng)徑比的無(wú)機(jī)填料，不利于大規(guī)模生產(chǎn)加工，同時(shí)未能提高組合物的耐熱氧老化性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物及其制備方法，更好地滿(mǎn)足聚丙烯材料在汽車(chē)、家電等領(lǐng)域的應(yīng)用要求。
[0006]為了制備具有抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物，本發(fā)明通過(guò)添加吸酸劑清除組合物中的酸性物質(zhì)及殘留的催化劑等，提高其耐熱氧老化性能，同時(shí)添加β成核劑使聚丙烯微晶化，結(jié)晶更加均勻規(guī)整，得到抗蠕變的聚丙烯組合物。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物，由下列重量百分比的原料組成:
[0009]聚丙烯樹(shù)脂45~97%，
無(wú)機(jī)填料O~40%,
增徹劑O~10%,
吸酸劑I~3%,
成核劑0.5~1.5%，
抗鋱劑0.1~1%,
其它添加劑CU~2%。
[0010]上述聚丙烯組合物中，
[0011]所述的聚丙烯樹(shù)脂為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一種或幾種組合。
[0012]所述的無(wú)機(jī)填料為滑石粉、硫酸鋇和碳酸鈣中的一種或幾種組合，其粒徑范圍為I ~10 μ m0
[0013]所述的增韌劑為一種乙烯-辛烯的共聚物，密度為0.86~0.90g/cm3。
[0014]所述的吸酸劑為金屬氧化物。
[0015]所述的成核劑為脂肪二羧酸及其鹽類(lèi)的β成核劑，優(yōu)選為庚二酸鈣和辛二酸鈣。
[0016]所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚或硫酯類(lèi)抗氧劑中的一種或幾種組合，輔抗氧劑為亞磷酸鹽或酯類(lèi)抗氧劑中的一種或幾種組合。
[0017]所述的其它添加劑為各種顏色添加劑、光穩(wěn)定劑和各種酯類(lèi)/脂肪酸類(lèi)潤(rùn)滑劑中的一種或幾種的組合物。
[0018]上述抗蠕變、耐熱氧化的聚丙烯組合物的制備方法，其步驟如下:
[0019]I)按重量配比稱(chēng)取原料；
[0020]2)將聚丙烯樹(shù)脂、無(wú)機(jī)填料、增韌劑、吸酸劑、成核劑、抗氧劑和其它添加劑在高速混合器中干混5~15分鐘；
[0021]3)將混合后的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒，制得聚丙烯組合物，其工藝為:一區(qū)190~200°C，二區(qū)200~210°C，三區(qū)210~220°C，四區(qū)205~215°C;整個(gè)擠出過(guò)程的停留時(shí)間為I~2分鐘，壓力為12~18Mpa。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0022]1、本發(fā)明通過(guò)在聚丙烯樹(shù)脂中添加吸酸劑和成核劑來(lái)提高組合物的耐熱氧老化性能，同時(shí)提高其抗蠕變性能，能更好的滿(mǎn)足在汽車(chē)、家電等領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0023]2、本發(fā)明所制得的聚丙烯組合物在保證材料抗蠕變、耐熱氧老化性能的同時(shí)，材料的力學(xué)性能基本不受影響。
[0024]3、本發(fā)明提出的制備抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物的方法簡(jiǎn)單可行、易于生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0026]在實(shí)施例及對(duì)比例組合物配方中，聚丙烯樹(shù)脂為上海石化公司生產(chǎn)的嵌段共聚丙烯，其商品牌號(hào)為M2600R。無(wú)機(jī)填料選用粒徑為5微米的滑石粉。增韌劑POE為杜邦公司產(chǎn)的線(xiàn)形乙烯-辛烯共聚物，商品名為Engage8180，密度為0.863g/cm3。吸酸劑選用市售的氧化鎂。成核劑選用庚二酸鈣。主抗氧劑為Ciba公司產(chǎn)的3114,商品牌號(hào)為Irganox3114,化學(xué)名稱(chēng)為3，5- 二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯，以及英國(guó)ICE公司產(chǎn)的DSTP，商品牌號(hào)為Negonox DSTP,化學(xué)名稱(chēng)為硫代二丙酸十八酯。輔抗氧劑為Ciba公司產(chǎn)的168,商品牌號(hào)為Irgafosl68，化學(xué)名稱(chēng)為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。此外還包括各種顏色添加劑、各種酯類(lèi)或脂肪酸類(lèi)潤(rùn)滑劑等。
[0027]將聚丙烯樹(shù)脂、滑石粉、增韌劑、吸酸劑、成核劑、抗氧劑和其它添加劑在高速混合器中干混5~15分鐘；將混合均勻的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，冷卻造粒得到聚丙烯組合物，其工藝為:一區(qū)190~200°C，二區(qū)200~210°C，三區(qū)210~220°C，四區(qū)205~215°C ;整個(gè)擠出過(guò)程的停留時(shí)間為I~2分鐘，壓力為12~18Mpa。
[0028]性能評(píng)價(jià)方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn):
[0029]將按上述方法制備的粒子材料，在90~100°C的鼓風(fēng)烘箱中干燥2~3小時(shí)，然后再將干燥好的粒子材料在注射成型機(jī)上進(jìn)行注射成型制樣。
[0030]拉伸性能測(cè)試:按GB/T1040.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為170*10*4mm，拉伸速度為50mm/min ;彎曲性能測(cè)試:按GB/T9341標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為80*10*4mm,彎曲速度為2mm/min，跨距為64mm ;缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試:按GB/T1043標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為80*10*4mm，缺口深度為試樣厚度的三分之一；蠕變性能測(cè)試:按GB6059-85標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為120*10*4mm，測(cè)試溫度為室溫(23°C )，應(yīng)力為20MPa，記錄第48小時(shí)樣條最外層的應(yīng)變(％)。[0031 ] 組合物的耐熱氧老化性能是根據(jù)試樣在150°C鼓風(fēng)烘箱中至出現(xiàn)粉化的時(shí)間來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。材料的綜合力學(xué)性能通過(guò)測(cè)試所得的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度以及蠕變的數(shù)值進(jìn)行評(píng)判。
[0032]實(shí)施例及對(duì)比例的配方及各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下各表:
[0033]表1實(shí)施例1~6及對(duì)比例I~3材料配方表(重量％)
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物，其特征在于:由下列重量百分比的原料組成:聚丙烯樹(shù)脂45~97%無(wú)機(jī)填料0~40%，增韌劑O~10%,吸酸劑I~3%，成核劑0.S~1,5%,抗氧劑0.1~1%，其它添加劑Onyei3
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物，其特征在于:所述的聚丙烯樹(shù)脂為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一種或幾種組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物，其特征在于:所述的無(wú)機(jī)填料為滑石粉、硫酸鋇和碳酸鈣中的一種或幾種組合，其粒徑范圍為I~10 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物，其特征在于:所述的增韌劑為一種乙烯-辛烯的共聚物，密度為0.86~0.90g/cm3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物，其特征在于:所述的吸酸劑為金屬氧化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物，其特征在于:所述的成核劑為脂肪二羧酸及其鹽類(lèi)的β成核劑，優(yōu)選為庚二酸鈣和辛二酸鈣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物，其特征在于:所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑；主抗氧劑為受阻酚或硫酯類(lèi)抗氧劑中的一種或幾種組合，輔抗氧劑為亞磷酸鹽或酯類(lèi)抗氧劑中的一種或幾種組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗蠕變、耐熱氧老化的聚丙烯組合物，其特征在于:所述的其它添加劑為各種顏色添加劑、光穩(wěn)定劑和各種酯類(lèi)/脂肪酸類(lèi)潤(rùn)滑劑中的一種或幾種的組合物。
9.權(quán)利要求1所述抗蠕變、耐熱氧化的聚丙烯組合物的制備方法，其步驟如下: (1)按重量配比稱(chēng)取原料； (2)將原料置于高速混合器中干混5~15分鐘；將混合后的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出后冷卻造粒，制得聚丙烯組合物，其工藝為:一區(qū)190~200°C，二區(qū)200~210°C，三區(qū)210~220°C，四區(qū)205~215°C;整個(gè)擠出過(guò)程的停留時(shí)間為I~2分鐘，壓力為 12 ~18Mpa。
【文檔編號(hào)】C08L23/08GK103740028SQ201310738308
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月28日
【發(fā)明者】陳通華, 張鷹, 張祥福, 周文 申請(qǐng)人:重慶普利特新材料有限公司, 浙江普利特新材料有限公司, 上海普利特復(fù)合材料股份有限公司