一种耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物及其制备方法，属于高分 子材料改性和加工领域。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯（PP)是一种用途广泛的通用塑料，具有密度小、优良的耐化学腐蚀性、良 好的加工性能和价格相对低廉等优点而广泛应用于汽车工业、家用电器及建筑行业等领 域。然而纯聚丙烯树脂普遍存在强度较低的问题，通常需要对其进行增强填充改性，目前应 用最多的是通过填充滑石粉来进行改性。然而滑石粉填充改性的聚丙烯耐应力开裂性能较 差，制件受到外力作用时容易发生开裂而导致产品失效，如注塑件上螺丝固定柱在打螺钉 时所发生的开裂现象。另外由于聚丙烯材料存在低温脆性较差的缺点，其制品在低温条件 下的应力开裂情况将会更加严重，因此需要同时提高聚丙烯材料的耐低温冲击性能。
[0003] 在提高聚丙烯材料的耐应力开裂方面，专利CN103756143A采用聚1-丁烯作为聚 丙烯焊接性能和高温抗应力开裂性能的添加剂；中国专利CN101058655A公开了一种耐应 力发白及应力开裂填充改性聚丙烯及制法和应用，该方法采用滑石粉和碳酸钙复合填充改 性来改善耐应力开裂性能，但均并未涉及材料的耐低温冲击性能。
[0004] 目前主要通过添加大量增韧剂来改善聚丙烯材料的低温脆性，如中国专利 CN102796320A公开了一种耐低温冲击聚丙烯组合物及其制备方法，专利CN103665570A公 开了一种超低温韧性聚丙烯组合物及其制备方法。然而大量添加增韧剂会明显降低聚丙烯 材料的强度，而且成本相对较高。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐应力开裂及低温冲击的聚丙 烯组合物及其制备方法，更好地满足聚丙烯材料在汽车、家电及建筑等领域的应用要求。
[0006] 为了制备耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，本发明通过采用聚乙烯和弹性 体复合增韧的方式，以提高组合物的耐低温冲击性能；同时加入接枝聚丙烯作为相容剂，使 体系中各组分间结合更加紧密，相互作用力更大，从而提高组合物的耐应力开裂性能。
[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
[0008] 一种耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，由下列重量百分比的原料组成：
[0009] 聚丙烯 54?85%， 碳酸钙 O?20%， 弹性体 6?10%， 聚乙烯 5?10%， 接枝聚丙烯 2?4%， 抗氧剂 0.1?1%， 其它添加剂 0.1?2%。
[0010] 本发明的一种耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，其中所述的聚丙烯为共 聚聚丙烯，共聚单体常见为乙烯；在230°c X 2. 16kg测试条件下，其熔体流动速率为5? 70g/10min〇
[0011] 所述的碳酸钙其粒径范围为1?10 μ m。
[0012] 所述的弹性体为一种乙稀-辛稀的共聚物，密度为0. 86?0. 90g/cm3。
[0013] 所述的聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或几 种。
[0014] 所述的接枝聚丙烯为马来酸接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙 烯和丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的一种或几种，其接枝率为〇. 5?2%。
[0015] 所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚和硫酯类抗氧剂中的 一种或几种组合，辅抗氧剂为亚磷酸盐和酯类抗氧剂中的一种或几种组合。
[0016] 所述的其它添加剂为各种颜色添加剂、光稳定剂和各种酯类/脂肪酸类润滑剂中 的一种或几种的混合物。
[0017] 上述耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物的制备方法，其步骤如下：
[0018] 1)按重量配比称取原料；
[0019] 2)将聚丙烯、碳酸钙、弹性体、聚乙烯、接枝聚丙烯、抗氧剂和其它添加剂在高速混 合器中干混5?15分钟；
[0020] 3)将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得聚丙烯组 合物，其工艺为：一区190?200°C，二区200?210°C，三区210?220°C，四区205?215°C; 整个挤出过程的停留时间为1?2分钟，压力为12?18MPa。
[0021] 本发明的优点是：
[0022] 1、本发明通过加入接枝聚丙烯、采用聚乙烯和弹性体复合增韧的方式，制备得到 了耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，能更好地应用于汽车、家电及建筑等领域。
[0023] 2、本发明提出的制备耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物的方法简单可行、易 于生产。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：
[0025] 在实施例及对比例组合物配方中，聚丙烯为齐鲁石化生产的共聚聚丙烯，其商品 牌号为M2600R。碳酸钙选用广东省中棋实业有限公司生产的轻质碳酸钙，其粒径为5? 10 μ m。弹性体为杜邦公司生产的线形乙稀-辛稀共聚物，商品名为Engage 8180,其密度 为0. 863g/cm3。聚乙烯选用Sabic公司产品，商品牌号为M80064。接枝聚丙烯选用马来酸 酐接枝聚丙稀，其接枝率为1%。主抗氧剂为Ciba公司的3114,商品牌号为Irganox 3114， 化学名称为3, 5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯，以及英国ICE公司的DSTP，商品牌号 为Negonox DSTP，化学名称为硫代二丙酸十八醋。辅抗氧剂为Ciba公司的168,商品牌号 为Irgafos 168,化学名称为三（2, 4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。此外还包括各种颜色添加 剂、各种酯类或脂肪酸类润滑剂等。
[0026] 将聚丙烯、碳酸妈、弹性体、聚乙烯、接枝聚丙烯、抗氧剂和其它添加剂在高速混合 器中干混5?15分钟；将混合均匀的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出，冷却造粒得 到聚丙烯组合物，其工艺为：一区190?200°C，二区200?210°C，三区210?220°C，四区 205?215°C ;整个挤出过程的停留时间为1?2分钟，压力为12?18MPa。
[0027] 件能评价方式及实行标准:
[0028] 将按上述方法制备的粒子材料，在90?100°C的鼓风烘箱中干燥2?3小时，然后 将干燥好的粒子在注射成型机上制成标准样条用于测试。
[0029] 拉伸性能测试：按GB/T 1040. 2标准进行，试样尺寸为170*10*4mm，拉伸速度 为50mm/min ;弯曲性能测试：按GB/T 9341标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，弯曲速度为 2mm/min，跨距为64mm ;缺口冲击强度测试：按GB/T1043标准进行，试样尺寸为80*10*4mm， 缺口深度为试样厚度的三分之一；应力开裂测试：采用直径为4mm的螺钉（每组20个），打 入注塑成型的制件螺丝固定柱（内径为3mm)中，统计其开裂百分比。
[0030] 实施例及对比例的配方及各项性能测试结果见下各表：
[0031] 表1实施例1?4及对比例1?4材料配方表（重量％ )
【主权项】
1. 一种耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于：由下列重量百分比的原 料组成： 聚丙烯 54?85%， 碳酸钙 O?20%, 弹性体 6?10%， 聚乙烯 5?10%, 接枝聚丙烯 2?4%， 抗氧剂 0.1?1%， 其它添加剂 0.1?2%。
2. 根据权利要求1所述的耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于：所述 的聚丙烯为共聚聚丙烯，共聚单体为乙烯；在230°C X 2. 16kg测试条件下，其熔体流动速率 为 5 ?70g/10min。
3. 根据权利要求1所述的耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于：所述 的碳酸钙其粒径范围为1?10 μ m。
4. 根据权利要求1所述的耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于：所述 的弹性体为一种乙稀-辛稀的共聚物，密度为0. 86?0. 90g/cm3。
5. 根据权利要求1所述的耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于：所述 的聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种或几种。
6. 根据权利要求1所述的耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于：所述 的接枝聚丙烯为马来酸接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和丙烯酸缩 水甘油酯接枝聚丙烯中的一种或几种。
7. 根据权利要求1或6所述的耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于： 所述的接枝聚丙烯接枝率为〇. 5?2%。
8. 根据权利要求1所述的耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于：所述 的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚和硫酯类抗氧剂中的一种或几种组 合，辅抗氧剂为亚磷酸盐和酯类抗氧剂中的一种或几种组合。
9. 根据权利要求1所述的耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于：所述 的其它添加剂为各种颜色添加剂、光稳定剂和各种酯类/脂肪酸类润滑剂中的一种或几种 的混合物。
10. 权利要求1所述的耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物的制备方法，其特征在 于：其步骤如下： 1) 按重量配比称取原料； 2) 将聚丙烯、碳酸钙、弹性体、聚乙烯、接枝聚丙烯、抗氧剂和其它添加剂在高速混合器 中干混5?15分钟； 3) 将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得聚丙烯组合物， 其工艺为：一区190?200°C，二区200?210°C，三区210?220°C，四区205?215°C ;整 个挤出过程的停留时间为1?2分钟，压力为12?18MPa。
【专利摘要】本发明公开了一种耐应力开裂及低温冲击的聚丙烯组合物及其制备方法。这种聚丙烯组合物由以下重量百分比的原料组成：聚丙烯54～85％，碳酸钙30～20％，弹性体6～10％，聚乙烯5～10％，接枝聚丙烯2～4％，抗氧剂0.1～1％，其它添加剂0.1～2％。其制备方法是按以上重量配比称取原料，然后在高速搅拌机中混合均匀，经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒得到。本发明通过采用聚乙烯和弹性体复合增韧的方式，以提高组合物的耐低温冲击性能；同时加入接枝聚丙烯作为相容剂，提高组合物的耐应力开裂性能，可广泛应用于汽车、家电及建筑等领域。
【IPC分类】C08L23-06, B29C47-92, C08L23-08, C08K3-26, C08K13-02, C08L51-06, C08L23-14
【公开号】CN104530574
【申请号】CN201410821956
【发明人】陈通华, 蔡青, 张鹰, 张祥福, 周文
【申请人】上海普利特复合材料股份有限公司, 重庆普利特新材料有限公司, 浙江普利特新材料有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月22日