本發(fā)明涉及一種塑料材料,具體是一種改性聚丙烯塑料材料。

背景技術(shù)：

聚丙烯是一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性樹(shù)脂材料，其原材料來(lái)源豐富，易進(jìn)行改性，從而被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活各領(lǐng)域。但是，聚丙烯也存在一些不足，如耐寒性差、低溫易脆，收縮率大，抗蠕變性差，制品尺寸穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生翹曲變形等。加入成核劑是提高聚丙烯性能的有效方法。

聚烯烴成核劑是一種通過(guò)改變樹(shù)脂的結(jié)晶行為，加快結(jié)晶速率、增加結(jié)晶密度和促使晶粒尺寸微細(xì)化，達(dá)到縮短成型周期，提高制品透明性、表面光澤、抗拉強(qiáng)度、剛性、熱變形溫度、抗沖擊性、抗蠕變性等物理機(jī)械性能的新功能助劑。

根據(jù)成核劑分子結(jié)構(gòu)的不同，聚丙烯成核劑可分為無(wú)機(jī)成核劑、有機(jī)成核劑、高熔點(diǎn)聚合物。無(wú)機(jī)成核劑開(kāi)始較早且價(jià)廉，成核作用較有機(jī)成核劑成核作用弱。主要有滑石粉、炭黑、各種硅膠等一些填料。主要缺點(diǎn)是和聚丙烯容易產(chǎn)生兩相，缺乏親和性，導(dǎo)致pp性能降低，影響高透明性，使pp應(yīng)用受到限制。有機(jī)成核劑的種類最為繁多，如羧酸與羧酸鹽類、山梨醇類、磷酸酯類和松香類。羧酸與羧酸鹽類與聚合物相容性差，改性效果不明顯，很少使用。高熔點(diǎn)聚合物成核劑是八十年代末才開(kāi)始引入聚丙烯制品中的，它可以與聚合物有更好的相容性。到目前為止單一的高熔點(diǎn)聚烯烴成核劑商業(yè)品種應(yīng)市的很少，主要品種有聚乙烯基環(huán)己烷，聚乙烯戊烷等。

環(huán)糊精(cyclodextrin，簡(jiǎn)稱cd)是由數(shù)個(gè)d-吡喃葡萄糖通過(guò)α-1,4-糖苷鍵連接而成的，擁有獨(dú)特的內(nèi)疏水、外親水的錐筒狀空腔的環(huán)狀低聚糖，其中比較常見(jiàn)的為α-cd，β-cd和γ-cd。由7個(gè)葡萄糖單元聚合而成的β-cd生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本較低，而且β-cd的空腔較適宜，因此β-cd是目前應(yīng)用較廣的一類環(huán)糊精產(chǎn)品。環(huán)糊精及其衍生物具有水性空腔，能夠與多種客體藥物形成包合物，從而可以增加藥物的溶解度及藥物穩(wěn)定性，是目前增加藥物溶解度和提高藥物穩(wěn)定性效果較好的藥物載體，但其作為聚丙烯材料的成核劑的研究較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種改性抗沖擊的聚丙烯塑料材料，此塑料在抗沖擊等性能方面較普通聚丙烯塑料具有明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)具有制備簡(jiǎn)單和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，能夠快速解決傳統(tǒng)聚丙烯塑料韌性、抗老化性能不佳的缺陷。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種改性聚丙烯塑料，其原料包含等規(guī)聚丙烯和復(fù)合成核劑，所述復(fù)合成核劑由環(huán)糊精及其衍生物的包合物和增效劑組成。

優(yōu)選的，所述環(huán)糊精及其衍生物的包合物選自β-環(huán)糊精包合物、γ-環(huán)糊精包合物或羥丙基-β-環(huán)糊精包合物；更優(yōu)選的，選自羥丙基-β-環(huán)糊精包合物。

優(yōu)選的，所述環(huán)糊精及其衍生物的包合物為環(huán)糊精及其衍生物與等規(guī)聚丙烯的包合物。

優(yōu)選的，所述環(huán)糊精及其衍生物的包合物制備方法為：將等規(guī)聚丙烯溶于1,2,4-三氯苯中，氮?dú)夥諊赂邷財(cái)嚢柚脸吻?，另取等摩爾的環(huán)糊精及其衍生物溶于二甲亞砜中，將二甲亞砜溶液加熱后緩慢滴加至等規(guī)聚丙烯溶液中，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過(guò)濾反應(yīng)液得沉淀物，將沉淀物依次用熱的1,2,4-三氯苯溶液、水和丙酮洗滌后，洗滌后的沉淀物在室溫真空干燥即得。

優(yōu)選的，所述增效劑為辛二酸鹽。

優(yōu)選的，所述辛二酸鹽選自辛二酸鈣、辛二酸鎂、辛二酸鋅、辛二酸鉀或辛二酸鈉；更優(yōu)選的，選自辛二酸鈣或辛二酸鎂；最優(yōu)選的，選自辛二酸鎂。

優(yōu)選的，所述等規(guī)聚丙烯與復(fù)核成核劑的重量比為100:0.05-0.5，更優(yōu)選的，重量比為100:0.1-0.2，最優(yōu)選的，重量比為100:0.2。

優(yōu)選的，所述環(huán)糊精及其衍生物的包合物和增效劑的重量比為10:1-1:10；更優(yōu)選的，重量比為5:1-1:5；最優(yōu)選的，重量比為1:1。

優(yōu)選的，所述改性聚丙烯塑料的原料還包含抗氧劑和/或抗紫外線劑。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案為：一種改性聚丙烯塑料的制備方法，將等規(guī)聚丙烯、上述復(fù)合成核劑、抗氧劑和/或抗紫外線劑按規(guī)定比例放入攪拌機(jī)，攪拌均勻后于185℃經(jīng)造粒機(jī)造粒，粒料干燥后，在200℃溫度中注塑成型，即得。

本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果：

發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)環(huán)糊精及其衍生物包裹等規(guī)聚丙烯形成的包合物可作為聚丙烯的良好成核劑，配合成核增效劑共同使用成核效果更佳，對(duì)于改善聚丙烯的抗沖擊性能產(chǎn)生了無(wú)法預(yù)料的優(yōu)異效果。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1等規(guī)聚丙烯/β-環(huán)糊精包合物的制備

將0.02mol的等規(guī)聚丙烯溶于800ml1,2,4-三氯苯中，氮?dú)夥諊掠?20℃攪拌至澄清，另取0.02mol的β-環(huán)糊精溶于80ml二甲亞砜中，上述二甲亞砜溶液加熱至120℃后緩慢滴加至聚丙烯溶液中，滴加完畢后在120℃繼續(xù)攪拌4小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)液冷卻至室溫繼續(xù)攪拌24小時(shí)，過(guò)濾反應(yīng)液得沉淀物，將沉淀物依次用熱的1,2,4-三氯苯溶液、水和丙酮洗滌后，洗滌后的沉淀物在室溫真空干燥24小時(shí)，即得包裹聚丙烯的β-環(huán)糊精包合物。

實(shí)施例2等規(guī)聚丙烯/羥丙基-β-環(huán)糊精包合物的制備

將0.02mol的等規(guī)聚丙烯溶于800ml1,2,4-三氯苯中，氮?dú)夥諊掠?20℃攪拌至澄清，另取0.02mol的羥丙基-β-環(huán)糊精溶于80ml二甲亞砜中，上述二甲亞砜溶液加熱至120℃后緩慢滴加至聚丙烯溶液中，滴加完畢后在120℃繼續(xù)攪拌4小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)液冷卻至室溫繼續(xù)攪拌24小時(shí)，過(guò)濾反應(yīng)液得沉淀物，將沉淀物依次用熱的1,2,4-三氯苯溶液、水和丙酮洗滌后，洗滌后的沉淀物在室溫真空干燥24小時(shí)，即得包裹聚丙烯的羥丙基-β-環(huán)糊精包合物。

實(shí)施例3改性聚丙烯pp1的制備

將100重量份等規(guī)聚丙烯與實(shí)施例1中制備的0.2重量份β-環(huán)糊精包合物在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻后，于185℃中擠出并造粒；粒料干燥后，在200℃溫度中注塑成型，即得改性聚丙烯pp1。

實(shí)施例4改性聚丙烯pp2的制備

將100重量份等規(guī)聚丙烯與實(shí)施例2中制備的0.2重量份羥丙基-β-環(huán)糊精包合物在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻后，于185℃中擠出并造粒；粒料干燥后，在200℃溫度中注塑成型，即得改性聚丙烯pp2。

實(shí)施例5改性聚丙烯pp3的制備

將100重量份等規(guī)聚丙烯與0.2重量份辛二酸鈣在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻后，于185℃中擠出并造粒；粒料干燥后，在200℃溫度中注塑成型，即得改性聚丙烯pp3。

實(shí)施例6改性聚丙烯pp4的制備

將100重量份等規(guī)聚丙烯與0.2重量份辛二酸鎂在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻后，于185℃中擠出并造粒；粒料干燥后，在200℃溫度中注塑成型，即得改性聚丙烯pp4。

實(shí)施例7改性聚丙烯pp5的制備

將100重量份等規(guī)聚丙烯與0.1重量份實(shí)施例1中制備的β-環(huán)糊精包合物、0.1重量份辛二酸鈣在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻后，于185℃中擠出并造粒；粒料干燥后，在200℃溫度中注塑成型，即得改性聚丙烯pp5。

實(shí)施例8改性聚丙烯pp6的制備

將100重量份等規(guī)聚丙烯與0.1重量份實(shí)施例1中制備的β-環(huán)糊精包合物、0.1重量份辛二酸鎂在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻后，于185℃中擠出并造粒；粒料干燥后，在200℃溫度中注塑成型，即得改性聚丙烯pp6。

實(shí)施例9改性聚丙烯pp7的制備

將100重量份等規(guī)聚丙烯與0.1重量份實(shí)施例2中制備的羥丙基-β-環(huán)糊精包合物、0.1重量份辛二酸鈣在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻后，于185℃中擠出并造粒；粒料干燥后，在200℃溫度中注塑成型，即得改性聚丙烯pp7。

實(shí)施例10改性聚丙烯pp8的制備

將100重量份等規(guī)聚丙烯與0.1重量份實(shí)施例2中制備的羥丙基-β-環(huán)糊精包合物、0.1重量份辛二酸鎂在攪拌機(jī)中攪拌混合均勻后，于185℃中擠出并造粒；粒料干燥后，在200℃溫度中注塑成型，即得改性聚丙烯pp8。

試驗(yàn)例1改性聚丙烯的力學(xué)性能測(cè)試和熱變形溫度測(cè)試

以未改性的純等規(guī)聚丙烯作為對(duì)照，對(duì)實(shí)施例3-10的改性聚丙烯pp1-pp8材料進(jìn)行性能測(cè)試。其中懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度依據(jù)gb/t1843-2008，使用懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)xju-5.5測(cè)試，熱變形溫度依據(jù)gb/t1634.2-2004，使用熱變形、維卡軟化點(diǎn)溫度測(cè)定儀xwb-300b測(cè)試，具體測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1各試驗(yàn)組的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度

從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，環(huán)糊精及其衍生物的包合物、辛二酸鹽增效劑的加入使得聚丙烯的沖擊強(qiáng)度大幅提升，熱變形溫度顯著提高，兩者同時(shí)使用甚至產(chǎn)生了協(xié)同增效效果，其中“羥丙基-β-cd+辛二酸鎂”的組合更是產(chǎn)生了難以預(yù)期的優(yōu)異效果。

上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的前提下，還可以做若干改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。