一种聚丙烯共混物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及高分子材料技术领域，尤其设及一种聚丙締共混物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙締材料具有密度低、易成型加工、综合强度高、性价比高等优点，广泛应用于 汽车内外部件、家电制品、工业零部件、办公用品、玩具等制造业中，是目前增长速度最快的 通用型塑料。但聚丙締材料耐冲击性能差、低溫初性差，所W，在实际应用中需要对其进行 增初改性。
[0003] 目前，对聚丙締材料进行增初改性的主要方法是将增初剂、无机填料、助剂等加入 聚丙締基体中得到聚丙締共混物。例如，公开号为CN101838423B的专利申请公开了一种薄 壁保险杠用改性聚丙締材料，其主要由下列组分构成:50~90份聚丙締;5~20份增初剂，10 ~1 5份无机矿物，5~1 5份矿物纤维，1~5份相容剂，1~5份加工助剂。公开号为 CN102229720B的中国专利申请公开了一种高抗冲聚丙締组合物及其制备方法，组合物主要 包括:60~80份聚丙締，5~25份塑化淀粉，5~10份乙締-辛締共聚物，5~10份乙締-辛締共 聚物接枝马来酸酢。但是，W上传统的制备方法并没有考虑增初剂的分散形貌对最终制品 性能的影响，而且大量相容剂的加入会降低材料的模量。
[0004] 文献（Y.Y.Pang,X.Dong,Y.Zhao,C.C.Han,D.J.Wang,Time evolution of phase structure 曰nd corresponding mech曰nic曰1 properties of iPP/PEOc blends in the late-stage phase separation and crystallization,Polymer,2007,48:6395-6403.)及 文南犬（Y. Y. Pan邑，X . Don邑，Y. Zhao , C . C. Han , D . J . Wan邑，Phase separation induced morphology evolution 曰nd corresponding impact fracture behavior of iPP/PEOc blends,Journal of Applied Polymer Science,2011,121:445-453.)采用退火的方式来 改变聚丙締/聚締控弹性体共混物的分散形貌，进而研究了分散形貌和力学性能的关系。结 果表明弹性体分散相的分散尺寸越小，整体材料的拉伸性能和冲击性能会越好。然而，该方 法所采用的退火方式只会增大弹性体分散相的分散尺寸，从而降低了最终制品的力学性 能。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种分散形态改善的、力学性能优良的聚 丙締共混物及其制备方法，W解决现有技术中的问题。
[0006] 本发明提供一种聚丙締共混物的制备方法，其包括如下步骤：
[0007] (a)称取聚丙締50~90重量份、橡胶或热塑性弹性体10~40重量份、补强剂5~30 重量份、抗氧剂0.1~0.4重量份、偶联剂0.1~0.5重量份；
[000引（b)将所述聚丙締、橡胶或热塑性弹性体、补强剂、抗氧剂和偶联剂混合，得到预混 物；
[0009] (C)将所述预混物加入一挤出机内，并在挤出机的螺杆的1/5~处通入超临界 态的二氧化碳，烙融挤出得到聚丙締共混物。
[0010] 优选的，步骤(a)中所述橡胶或热塑性弹性体为乙丙橡胶、聚締控弹性体、苯乙締 系热塑性弹性体中的至少一种。
[0011] 优选的，步骤(a)中所述补强剂为碳酸巧、滑石粉、粘±、玻璃纤维、硫酸领中的至 少一种，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂300中的至少一种，所述 偶联剂为硅烷偶联剂、铁酸醋偶联剂、侣酸醋偶联剂中的至少一种。
[0012] 优选的，所述超临界态的二氧化碳的质量占所述混合物的总质量的1 %~15%，所 述超临界态的二氧化碳的注入压力为6M化~25MPa。
[0013] 优选的，在所述挤出机的螺杆的1/4处通入超临界态的二氧化碳。
[0014] 优选的，步骤(C)中所述挤出机的螺杆在通入超临界态的二氧化碳之前的溫度为 18(TC ~220°C。
[0015] 优选的，步骤(C)中所述挤出机的螺杆在通入超临界态的二氧化碳之后的溫度为 15(TC~22(rC。
[0016] 优选的，步骤k)中所述预混物加入挤出机的喂料速度为2千克/小时~10千克/小 时，超临界态的二氧化碳的输入流速为0.5毫升/分钟~20毫升/分钟。
[0017] 本发明还提供一种采用上述制备方法得到的聚丙締共混物，所述聚丙締共混物的 分散相尺寸为0.05WI1~Ιμπι，缺口冲击强度为40kJ/m2~70kJ/m2。
[0018] 相较于现有技术，本方法在挤出过程中通入了超临界态的二氧化碳，超临界态的 二氧化碳加入聚合物烙体中能增大聚合物的自由体积，从而降低聚合物烙体的黏度。由于 超临界态的二氧化碳在聚丙締与橡胶或热塑性弹性体中的溶解度不同，故在通入超临界的 二氧化碳后聚丙締与橡胶或热塑性弹性体的烙体黏度均有不同程度的降低，从而使聚丙締 与橡胶或热塑性弹性体的黏度更为接近。
[0019] 同时，由于超临界态的二氧化碳来使共混体系内的聚丙締与橡胶或热塑性弹性体 的黏度接近，体系内分散相的分散尺寸变小，从而可获得具有良好分散形貌和优异力学性 能的聚丙締共混物。
[0020] 该方法工艺简单，能耗低，适合产业化。所得的聚丙締共混物在加工性能、力学性 能等方面均表现出了优良特性，适合于用作汽车内外部件、家电制品等的专用料。
【附图说明】
[0021] 图1为实施例1的聚丙締共混物的扫描电镜照片。
[0022] 图2为实施例4的聚丙締共混物的扫描电镜照片。
[0023] 图3为对比例1的聚丙締共混物的扫描电镜照片。
[0024] 图4为对比例2的聚丙締共混物的扫描电镜照片。
【具体实施方式】
[0025] 下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实 施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本 发明保护的范围。
[0026] 本发明提供一种聚丙締共混物的制备方法，其包括如下步骤：
[0027] (a)称取聚丙締 50~90重量份、橡胶或热塑性弹性体10~40重量份、补强剂5~30 重量份、抗氧剂0.1~0.4重量份、偶联剂0.1~0.5重量份；
[0028] (b)将所述聚丙締、橡胶或热塑性弹性体、补强剂、抗氧剂和偶联剂混合，得到预混 物；
[0029] (C)将所述预混物加入一挤出机内，并在挤出机的螺杆的1/5~处通入超临界 态的二氧化碳，烙融挤出得到聚丙締共混物。
[0030] 在步骤(a)中，所述橡胶或热塑性弹性体为乙丙橡胶、聚締控弹性体、苯乙締系热 塑性弹性体中的至少一种。所述补强剂为碳酸巧、滑石粉、粘±、玻璃纤维、硫酸领中的至少 一种。所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂300中的至少一种。所述偶 联剂为硅烷偶联剂、铁酸醋偶联剂、侣酸醋偶联剂中的至少一种。所述偶联剂的作用为改善 补强剂和聚合物基体间的相容性。
[0031 ] 各组分的重量份可进一步优选如下：聚丙締60~80重量份、橡胶或热塑性弹性体 20~40重量份、补强剂5~15重量份、抗氧剂0.2~0.3重量份、偶联剂0.2~0.4重量份。
[0032] 在步骤(b)中，可将聚丙締、橡胶或热塑性弹性体、补强剂、抗氧剂和偶联剂加入一 高速混合机中混合。所述混合的时间根据具体情况而定，只要使得各组分混合均匀即可。通 过该混合步骤，一方面使各组分物料预混均匀，另一方面改善聚丙締基体和补强剂的相容 性。
[0033] 在步骤(C)中，鉴于聚丙締与橡胶或热塑性弹性体对超临界态的二氧化碳的溶解 度不同，在聚丙締共混物挤出过程中通入超临界态的二氧化碳来使聚丙締与橡胶或热塑性 弹性体的黏度变得接近，从而有效改善橡胶或热塑性弹性体在聚丙締基体中的分散，获得 高性能的聚丙締共混物。
[0034] 所述挤出机可至少包括两个加热区：第一加热区W及第二加热区。在第一加热区 内的加热溫度为180°C~220°C，此时所述预混物被加热而烙融。在第二加热区通入超临界 态的二氧化碳，并调节使得第二加热区W及W后的加热区内的加热溫度为150°C~220°C。 在第二加热区W及W后的加热区内，所述烙融态的预混物与超临界态的二氧化碳混合均 匀，最后挤出得到聚丙締共混物。需要说明的，所述第一加热区的加热溫度可W设定比所述 第二加热区的加热溫度高，也可W设定比所述第二加热区的加热溫度低。
[0035] 所述超临界态的二氧化碳的质量占所述混合物的总质量的1%~15%。更准确的， 所述预混物加入挤出机的喂料速度为2千克/小时~10千克/小时，超临界态的二氧化碳的 输入流速为0.5毫升/分钟~20毫升/分钟。所述超临界态的二氧化碳的注入压力为6MPa~ 25MPa〇
[0036] 为了保证超临界态的二氧化碳通入之后形成的二氧化碳气体与聚合物有较好的 混合效果，优选的