本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有特殊微晶結(jié)構(gòu)的，可用于制備拉桿箱以及兒童玩具的耐沖擊高分子合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚丙烯(PP)具有優(yōu)異的綜合性能，具有來源豐富、價格便宜、成型加工容易等優(yōu)點，可以與工程塑料相媲美，但它同時也存在一些非常突出的缺點，尤其是缺口沖擊強(qiáng)度不高，使得PP的應(yīng)用受到了限制。聚乙烯(PE)是一種典型的熱塑性塑料，無臭、無毒，廣泛用于農(nóng)業(yè)、包裝、電子電氣、機(jī)械等領(lǐng)域。對聚丙烯，聚乙烯進(jìn)行共混加工，聚乙烯可以賦予聚丙烯高沖擊強(qiáng)度，從而制備高性能聚丙烯/聚乙烯合金。

國內(nèi)外拉桿箱用塑料主要為ABS、PVC、PU等，幾乎沒有聚丙烯/聚乙烯合金材料的相關(guān)應(yīng)用，主要原因是其耐沖擊性能無法達(dá)到要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種耐沖擊PP/PE合金拉桿箱專用材料及其制備方法，該材料制備工藝簡單，材料具有微晶結(jié)構(gòu)，力學(xué)性能優(yōu)異。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體闡述如下。

本發(fā)明提供一種具有微晶結(jié)構(gòu)的耐沖擊PP/PE合金拉桿箱專用材料，其包括如下以重量份計的組分：

其中，所述聚丙烯和聚乙烯的重量份數(shù)之和為100份；所述增容劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；所述增韌改性劑為β晶型成核劑。

本發(fā)明中，所述聚丙烯的熔融指數(shù)為6～10g/min，例如可采用上海石化產(chǎn)牌號為M700R的聚丙烯產(chǎn)品。

本發(fā)明中，所述聚乙烯的熔融指數(shù)為7～9g/min，例如可采用上海石化產(chǎn)的高密度聚乙烯。

本發(fā)明還提供一種上述的具有微晶結(jié)構(gòu)的耐沖擊PP/PE合金拉桿箱專用材料的制備方法，包含如下步驟：

(1)制備合金母粒：按重量稱取聚丙烯、聚乙烯、增容劑和成核劑，然后加入混合機(jī)中混合10～30分鐘；

(2)將上述混合后物料投入雙螺桿擠出機(jī)，控制螺桿轉(zhuǎn)速在42-50r/min，各段溫度在180℃～220℃，經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)充分塑化、熔融、復(fù)合、擠出、拉條、切粒和冷卻，制得具有微晶結(jié)構(gòu)的耐沖擊PP/PE合金拉桿箱專用材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

(1)本發(fā)明的增韌改性劑，可通過改變聚丙烯的晶型，促使材料具有一種特殊的微晶結(jié)構(gòu)，從而賦予其優(yōu)異的沖擊性能。該方法與傳統(tǒng)的增韌改性劑相比，添加量極小，僅為0.2wt％時，即能達(dá)到很到的增韌效果。

(2)采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)作為體系的增容劑，EVA可以使PP，PE的晶相結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞，增加PP，PE的相容性，明顯提高共混物的沖擊韌性。

附圖說明

圖1是實施例3提供的耐沖擊合金材料的偏光圖。

圖2是對比例2提供的耐沖擊合金材料的偏光圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

聚丙烯采用上海石化的M700R產(chǎn)品；聚乙烯采用上海石化的高密度聚乙烯。

實施例1

(1)按重量稱取聚丙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、β晶型成核劑，然后加入高速混合機(jī)中混合10～30分鐘。

(2)將上述混合物投入雙螺桿擠出機(jī)，控制螺桿轉(zhuǎn)速在48r/min，各段溫度在180℃～220℃，經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)充分塑化、熔融、復(fù)合、擠出、拉條、切粒、冷卻，制得所述合金材料。

(3)利用注塑機(jī)注塑用于力學(xué)測試的樣條，注塑機(jī)各段溫度為200～220℃。

實施例2

(1)按重量稱取聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、β晶型成核劑，然后加入高速混合機(jī)中混合10～30分鐘。

(2)將上述混合物投入雙螺桿擠出機(jī)，控制螺桿轉(zhuǎn)速在48r/min，各段溫度在180℃～220℃，經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)充分塑化、熔融、復(fù)合、擠出、拉條、切粒、冷卻，制得所述合金材料。

(3)利用注塑機(jī)注塑用于力學(xué)測試的樣條，注塑機(jī)各段溫度為200～220℃。

實施例3

(1)按重量稱取聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、β晶型成核劑，然后加入高速混合機(jī)中混合10～30分鐘。

(2)將上述混合物投入雙螺桿擠出機(jī)，控制螺桿轉(zhuǎn)速在48r/min，各段溫度在180℃～220℃，經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)充分塑化、熔融、復(fù)合、擠出、拉條、切粒、冷卻，制得所述合金材料。

(3)利用注塑機(jī)注塑用于力學(xué)測試的樣條，注塑機(jī)各段溫度為200～220℃。

圖1是實施例3提供的耐沖擊合金材料的偏光圖。

對比例1

聚丙烯 85份；

聚乙烯 15份；

其中，聚丙烯和聚乙烯的重量份數(shù)之和為100。

(1)配料和按重量稱取聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂，然后加入高速混合機(jī)中混合10～30分鐘。

(2)將上述混合物投入雙螺桿擠出機(jī)，控制螺桿轉(zhuǎn)速在48r/min，各段溫度在180℃～220℃，經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)充分塑化、熔融、復(fù)合、擠出、拉條、切粒、冷卻，制得所述合金材料。

(3)利用注塑機(jī)注塑用于力學(xué)測試的樣條，注塑機(jī)各段溫度為200～220℃。

對比例2

聚丙烯 85份；

聚乙烯 15份；

EVA 12份；

其中，聚丙烯和聚乙烯的重量份數(shù)之和為100。

(1)配料和按重量稱取聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，然后加入高速混合機(jī)中混合10～30分鐘。

(2)將上述混合物投入雙螺桿擠出機(jī)，控制螺桿轉(zhuǎn)速在48r/min，各段溫度在180℃～220℃，經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)充分塑化、熔融、復(fù)合、擠出、拉條、切粒、冷卻，制得所述合金材料。

(3)利用注塑機(jī)注塑用于力學(xué)測試的樣條，注塑機(jī)各段溫度為200～220℃。

圖2是對比例2提供的耐沖擊合金材料的偏光圖。

實施例4 力學(xué)性能測試

將對比例1,2及實施例1、3得到的注塑樣條根據(jù)國標(biāo)要求進(jìn)行力學(xué)測試。性能測試結(jié)果

按照GB/T1043-93進(jìn)行沖擊強(qiáng)度測試。樣品長度80mm，寬度10mm，缺口為I性缺口0.25mm。

按照GB/T1040-92進(jìn)行樣條拉伸試驗。試驗樣品為啞鈴型樣品，樣品總長150mm，夾具間距離115mm，標(biāo)距50mm，拉伸速度50mm/min。

按照GB/T9341-2000進(jìn)行彎曲性能測試。樣品長80mm，寬10mm，厚度4mm。

所有樣品在測試前，在25℃恒溫條件下恒溫24小時。測試溫度為25℃。樣品性能測試結(jié)果如表1所示。

表1

從表1中看出，本發(fā)明提供的耐沖擊聚丙烯聚乙烯合金的沖擊強(qiáng)度明顯高于對比例1、對比例2的相應(yīng)值，說明本發(fā)明提供的合金材料具有優(yōu)異的沖擊性能。

本發(fā)明提供的耐沖擊聚丙烯聚乙烯合金的拉伸強(qiáng)度相比于對比例1、對比例2的相應(yīng)值略有提高，說明本發(fā)明提供的合金材料具有較好的拉伸性能。

本發(fā)明提供的耐沖擊聚丙烯聚乙烯合金的彎曲強(qiáng)度相比于對比例1、對比例2的相應(yīng)值略有提高，說明本發(fā)明提供的合金材料具有優(yōu)異的彎曲性能。

將對比例2與實例3得到的樣品在熔融狀態(tài)下在偏光顯微鏡中觀察不同的晶型，結(jié)果如圖1所示。添加了β成核劑的合金材料，球晶明顯細(xì)化，由中心向外輻射生長變?yōu)棣滦偷氖鵂罹奂玫郊?xì)密均勻的小球晶，直徑為0.038μm。由此可以看出，本次發(fā)明的合金具有特殊的微晶結(jié)構(gòu)。此外，球晶的細(xì)化克服了粗大球晶間應(yīng)力集中易破裂的缺陷，當(dāng)受到外力沖擊時，容易使應(yīng)力分散，因而具有優(yōu)異的增韌效果。