一种具有微晶结构的耐冲击PP/PE合金拉杆箱专用材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种具有特殊微晶结构的，可用于制备拉杆箱以及儿童玩具的耐冲击高分子合金材料及其制备方法。

背景技术：

聚丙烯(PP)具有优异的综合性能，具有来源丰富、价格便宜、成型加工容易等优点，可以与工程塑料相媲美，但它同时也存在一些非常突出的缺点，尤其是缺口冲击强度不高，使得PP的应用受到了限制。聚乙烯(PE)是一种典型的热塑性塑料，无臭、无毒，广泛用于农业、包装、电子电气、机械等领域。对聚丙烯，聚乙烯进行共混加工，聚乙烯可以赋予聚丙烯高冲击强度，从而制备高性能聚丙烯/聚乙烯合金。

国内外拉杆箱用塑料主要为ABS、PVC、PU等，几乎没有聚丙烯/聚乙烯合金材料的相关应用，主要原因是其耐冲击性能无法达到要求。

技术实现要素：

鉴于以上问题，本发明的目的在于提供一种耐冲击PP/PE合金拉杆箱专用材料及其制备方法，该材料制备工艺简单，材料具有微晶结构，力学性能优异。

本发明的技术方案具体阐述如下。

本发明提供一种具有微晶结构的耐冲击PP/PE合金拉杆箱专用材料，其包括如下以重量份计的组分：

其中，所述聚丙烯和聚乙烯的重量份数之和为100份；所述增容剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；所述增韧改性剂为β晶型成核剂。

本发明中，所述聚丙烯的熔融指数为6～10g/min，例如可采用上海石化产牌号为M700R的聚丙烯产品。

本发明中，所述聚乙烯的熔融指数为7～9g/min，例如可采用上海石化产的高密度聚乙烯。

本发明还提供一种上述的具有微晶结构的耐冲击PP/PE合金拉杆箱专用材料的制备方法，包含如下步骤：

(1)制备合金母粒：按重量称取聚丙烯、聚乙烯、增容剂和成核剂，然后加入混合机中混合10～30分钟；

(2)将上述混合后物料投入双螺杆挤出机，控制螺杆转速在42-50r/min，各段温度在180℃～220℃，经过双螺杆挤出机充分塑化、熔融、复合、挤出、拉条、切粒和冷却，制得具有微晶结构的耐冲击PP/PE合金拉杆箱专用材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明的增韧改性剂，可通过改变聚丙烯的晶型，促使材料具有一种特殊的微晶结构，从而赋予其优异的冲击性能。该方法与传统的增韧改性剂相比，添加量极小，仅为0.2wt％时，即能达到很到的增韧效果。

(2)采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)作为体系的增容剂，EVA可以使PP，PE的晶相结构受到一定程度的破坏，增加PP，PE的相容性，明显提高共混物的冲击韧性。

附图说明

图1是实施例3提供的耐冲击合金材料的偏光图。

图2是对比例2提供的耐冲击合金材料的偏光图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

聚丙烯采用上海石化的M700R产品；聚乙烯采用上海石化的高密度聚乙烯。

实施例1

(1)按重量称取聚丙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、β晶型成核剂，然后加入高速混合机中混合10～30分钟。

(2)将上述混合物投入双螺杆挤出机，控制螺杆转速在48r/min，各段温度在180℃～220℃，经过双螺杆挤出机充分塑化、熔融、复合、挤出、拉条、切粒、冷却，制得所述合金材料。

(3)利用注塑机注塑用于力学测试的样条，注塑机各段温度为200～220℃。

实施例2

(1)按重量称取聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、β晶型成核剂，然后加入高速混合机中混合10～30分钟。

(2)将上述混合物投入双螺杆挤出机，控制螺杆转速在48r/min，各段温度在180℃～220℃，经过双螺杆挤出机充分塑化、熔融、复合、挤出、拉条、切粒、冷却，制得所述合金材料。

(3)利用注塑机注塑用于力学测试的样条，注塑机各段温度为200～220℃。

实施例3

(1)按重量称取聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、β晶型成核剂，然后加入高速混合机中混合10～30分钟。

(2)将上述混合物投入双螺杆挤出机，控制螺杆转速在48r/min，各段温度在180℃～220℃，经过双螺杆挤出机充分塑化、熔融、复合、挤出、拉条、切粒、冷却，制得所述合金材料。

(3)利用注塑机注塑用于力学测试的样条，注塑机各段温度为200～220℃。

图1是实施例3提供的耐冲击合金材料的偏光图。

对比例1

聚丙烯 85份；

聚乙烯 15份；

其中，聚丙烯和聚乙烯的重量份数之和为100。

(1)配料和按重量称取聚丙烯树脂、聚乙烯树脂，然后加入高速混合机中混合10～30分钟。

(2)将上述混合物投入双螺杆挤出机，控制螺杆转速在48r/min，各段温度在180℃～220℃，经过双螺杆挤出机充分塑化、熔融、复合、挤出、拉条、切粒、冷却，制得所述合金材料。

(3)利用注塑机注塑用于力学测试的样条，注塑机各段温度为200～220℃。

对比例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数之和为100。

(1)配料和按重量称取聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，然后加入高速混合机中混合10～30分钟。

(2)将上述混合物投入双螺杆挤出机，控制螺杆转速在48r/min，各段温度在180℃～220℃，经过双螺杆挤出机充分塑化、熔融、复合、挤出、拉条、切粒、冷却，制得所述合金材料。

(3)利用注塑机注塑用于力学测试的样条，注塑机各段温度为200～220℃。

图2是对比例2提供的耐冲击合金材料的偏光图。

实施例4 力学性能测试

将对比例1,2及实施例1、3得到的注塑样条根据国标要求进行力学测试。性能测试结果

按照GB/T1043-93进行冲击强度测试。样品长度80mm，宽度10mm，缺口为I性缺口0.25mm。

按照GB/T1040-92进行样条拉伸试验。试验样品为哑铃型样品，样品总长150mm，夹具间距离115mm，标距50mm，拉伸速度50mm/min。

按照GB/T9341-2000进行弯曲性能测试。样品长80mm，宽10mm，厚度4mm。

所有样品在测试前，在25℃恒温条件下恒温24小时。测试温度为25℃。样品性能测试结果如表1所示。

表1

从表1中看出，本发明提供的耐冲击聚丙烯聚乙烯合金的冲击强度明显高于对比例1、对比例2的相应值，说明本发明提供的合金材料具有优异的冲击性能。

本发明提供的耐冲击聚丙烯聚乙烯合金的拉伸强度相比于对比例1、对比例2的相应值略有提高，说明本发明提供的合金材料具有较好的拉伸性能。

本发明提供的耐冲击聚丙烯聚乙烯合金的弯曲强度相比于对比例1、对比例2的相应值略有提高，说明本发明提供的合金材料具有优异的弯曲性能。

将对比例2与实例3得到的样品在熔融状态下在偏光显微镜中观察不同的晶型，结果如图1所示。添加了β成核剂的合金材料，球晶明显细化，由中心向外辐射生长变为β型的束状晶片聚集，得到细密均匀的小球晶，直径为0.038μm。由此可以看出，本次发明的合金具有特殊的微晶结构。此外，球晶的细化克服了粗大球晶间应力集中易破裂的缺陷，当受到外力冲击时，容易使应力分散，因而具有优异的增韧效果。