一种耐低温高相容的混合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种耐低温高相容的混合材料，该混合材料按质量百分比由以下组分制备得到：共聚PP 40?50％，PE 40?55％，相容剂INTUNE 3?15％，润滑剂0.5?2％，抗氧剂0.5?1.5％。本发明所述的混合材料很好地融合了PP和PE材料各自的优势，材料相容性好，且耐低温冲击强度大，在刚性、韧性、耐化学性、耐高温性和加工性能方面具有优良的性能；本发明所述的混合材料制备方法操作简单，成本低，材料性能好，具有经济价值。
【专利说明】
一种耐低温高相容的混合材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种耐低温高相容的混合材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] PP是通用热塑性树脂中用量最大的品种之一，广泛应用于工业生产的各个领域。 PP价格低廉，有着优异的综合性能，而其亟待克服的最为突出的缺点是低温冲击强度低，在 寒冷地区使用容易出现受力开裂。
[0003] 目前常用方法是在PP添加增韧剂，该方法低温冲击改善效果不明显，且成本较高、 材料刚性下降幅度较大。在PP中添加 PE也可以用来改善低温冲击性，该方法最简单实效、成 本也较低，但由于PP与PE两者相容性不好，PE不能添加过多，低温耐冲击改善程度也因此受 限。
[0004] 中国发明专利CN 102964690 B公开了一种高强度耐腐蚀聚丙烯复合材料及其制 备方法，材料按以下重量份组成:PP 30-80、PE 10-40、碳纤维5-20、耐腐蚀改性剂0.5-5、相 容剂0-10、抗氧剂0.1-0.5。该专利利用碳纤维和聚四氟乙烯作为耐腐蚀改性剂来优化PPM 料的性能，同时采用马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂，所添加的PE含量有限，不具有耐低温 性能。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的问题是克服现有技术存在的不足，提供一种耐低温高相容的混 合材料及其制备方法。
[0006] 本发明是选用特殊、高效的PP/PE相容剂，在PP中能添加大量PE，PP/PE相容性好， 且混合材料在耐低温冲击、强度、成本等各个方面均有不错的优势。
[0007] 本发明所述的相容剂INTUNE是结晶聚丙烯链端和结晶聚乙烯链端组成的新型嵌 段共聚物，相容剂INTUNE为DOW厂商的新型丙烯基烯烃嵌段共聚物。当加入PP/PE体系中，能 使PP/PE两者达到完美相容，得到独特的刚性、韧性、耐化学性、耐高温性和加工性等优良性 能的PP/PE合金。
[0008] 经微观分析，INTUNE具有独特的分子结构，它是由聚丙烯链和聚乙烯链分别在分 子两端嵌段聚合而成的，而不是丙烯链和乙烯链交叉无序聚合的，当加入至PP/PE材料，PP 可在INTUNE的聚丙烯链端发生缠结，PE可在INTUNE的聚乙烯链端发生缠结，从而使PP和PE 达到很好相容。
[0009] 本发明所述的混合材料中，共聚PP添加40-50%，共聚PP添加量过大会影响材料的 韧性、耐低温性，过低的用量会影响材料刚性、耐化学性，故以40-50%为宜。
[0010] 本发明所述的混合材料中，PE添加40-55%，添加 PE可以调节材料的耐低温性，但 添加量不可过大，否则会影响材料的刚性，添加量过低则会影响材料的耐低温性能，故以 40-55 % 为宜。
[0011] 本发明所述的混合材料中，相容剂INTUNE添加3-15%，相容剂INTUNE由于其独特 的分子结构，可以使PP和PE两者达到相容，含量不能太低，太低的话相容效果欠佳，含量过 大则会影响材料刚性和成本，故以3-15 %为宜。
[0012]本发明所述的制备方法中，白矿油的添加量很少，为各组分总重的1%-2%，在挤 出过程中会逐步分解挥发，该物质能够使粉状的助剂如抗氧剂、润滑剂能均匀地黏在PP颗 粒上，起拌料分散作用。
[0013] 本发明所述的混合材料的制备方法中，挤出的温度为185-220°c，螺杆转速为280-300转/分钟，其中螺杆转速要高于280转/分钟，以保证充分的剪切，从而使PP、PE分别在相 容剂INTUNE的聚丙烯链端、聚乙烯链端发生缠结，以保证PP和PE相容性效果，转速高于300 转/分钟则对相容性的增加影响不大。
[0014] 具体方案如下：
[0015] 一种耐低温高相容的混合材料，按质量百分比由以下组分制备得到：共聚PP 40-50%，PE 40-55%，相容剂INTUNE 3-15%，润滑剂0.5-2%，抗氧剂0.5-1.5%。
[0016] 进一步的，所述的耐低温高相容的混合材料按质量百分比由以下组分制备得到： 共聚 PP 43-48%，PE 42-50%，相容剂INTUNE 5-12%，润滑剂0.5-1.5%，抗氧剂0.5-1.0%〇
[0017] 进一步的，所述的PE为低密度PE，其密度范围为0.910-0.925。
[0018] 进一步的，所述的润滑剂为PE蜡和PP蜡，且两者重量比为1: 1。
[0019] 进一步的，所述的抗氧剂为抗氧剂168和1010按照重量比为1:1-1:3复配而成。
[0020] -种制备耐低温高相容的混合材料的方法，包括以下步骤：
[0021] 1)按照所述的各组分质量百分比准备各组分原料，然后向共聚PP中加入白矿油搅 拌，所述的白矿油添加量为各组分总重的1%_2%，再加入润滑剂和抗氧剂搅拌均匀，之后 加入PE和相容剂INTUNE搅拌均匀，得到混合料向共聚PP中加入白矿油搅拌，再加入润滑剂 和抗氧剂搅拌均匀，之后加入PE和相容剂INTUNE搅拌均匀，得到混合料；
[0022] 2)将混合料进行挤出、冷却、切粒，挤出过程中白矿油挥发掉，得到耐低温高相容 的混合材料。
[0023] 进一步的，所述的步骤2)中挤出的设备为同向平行挤出造粒机。
[0024]进一步的，所述的步骤2)中挤出的温度为185-220°C，螺杆转速为280-300转/分 钟。
[0025]有益效果:本发明所述的混合材料很好地融合了 PP和PE材料各自的优势，材料相 容性好，且耐低温冲击强度大，在刚性、韧性、耐化学性、耐高温性和加工性能方面具有优良 的性能;本发明所述的混合材料制备方法操作简单，成本低，材料性能好，具有经济价值。
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例对本发明技术方案作进一步阐述。实施例中未注明具体技术或条 件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪 器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0027] 实施例中所使用的低密度PE的生产商为燕山石化IC7A，相容剂INTUNE为DOW新型 0BC，润滑剂为PP蜡和PE蜡，抗氧化剂为168和1010。
[0028] 实施例1
[0029] 按照下表准备各组分原料：
[0030] 表1混合材料成分表 [0031]
[0032]混合材料的制作步骤如下：
[0033]称取一定量的共聚PP倒入搅拌桶里，加入白矿油（添加量为各组分总重的1%)搅 拌5min，再加入适量的润滑剂和抗氧剂搅拌5min，加入低密度TO和相容剂INTUNE搅拌 lOmin，最后即得到混合料。
[0034] 将混合料进行挤出，挤出设备为同向平行挤出造粒机，挤出温度185-220°C，螺杆 转速280转/分钟，然后进行冷却，最后进行切粒，得到耐低温高相容的混合材料。
[0035] 利用所制备的耐低温高相容的混合材料进行性能检测，如下表：
[0036] 表2性能检测结果表
[0037]
[0038] 从表2可以看出，混合材料在-25°C进行低温缺口冲击强度试验，材料不被打断，说 明耐低温效果好;混合材料的密度小于1 g/cm3，质轻，使用方便;恪融指数为8.5g/1 Omin，材 料流动性好;材料断面无分层现象，说明材料相容性好。
[0039] 实施例2
[0040]按照下表准备各组分原料：
[0041] 表3混合材料成分表
[0042]
[0043]
[0044] 混合材料的制作步骤如下：
[0045] 称取一定量的共聚PP倒入搅拌桶里，加入白矿油（添加量为各组分总重的2%)搅 拌5min，再加入适量的润滑剂和抗氧剂搅拌5min，加入低密度TO和相容剂INTUNE搅拌 lOmin，最后即得到混合料。
[0046] 将混合料进行挤出，挤出设备为同向平行挤出造粒机，挤出温度185-220°C，螺杆 转速290转/分钟，然后进行冷却，最后进行切粒，得到耐低温高相容的混合材料。
[0047] 利用所制备的耐低温高相容的混合材料进行性能检测，如下表：
[0048]表4性能检测结果表
[0049]
[0050]^从表4可以看出，混合材料在-25°C进行低温缺口冲击强度试验，材料不被打断，说 明耐低温效果好;混合材料的密度小于1 g/cm3，质轻，使用方便;恪融指数为10.6g/1 Omin， 材料流动性好;材料断面无分层现象，说明材料相容性好。
[0051 ] 实施例3
[0052]按照下表准备各组分原料：
[0053] 表5混合材料成分表
[0054]
[0055] 混合材料的制作步骤如下：
[0056]称取一定量的共聚PP倒入搅拌桶里，加入白矿油搅拌5min(白矿油用量为各组分 总重的1 % )，再加入适量的润滑剂和抗氧剂搅拌5min，加入低密度PE和相容剂INTUNE搅拌 1 Omin，最后即得到混合料。
[0057]将混合料进行挤出，挤出设备为同向平行挤出造粒机，挤出温度200°C，螺杆转速 300转/分钟，然后进行冷却，最后进行切粒，得到耐低温高相容的混合材料。
[0058] 利用所制备的耐低温高相容的混合材料进行性能检测，如下表：
[0059] 表6性能检测结果表
[0060]
[0061]
[0062] 从表6可以看出，混合材料在-25°C进行低温缺口冲击强度试验，材料不被打断，说 明耐低温效果好;混合材料的密度小于1 g/cm3，质轻，使用方便;恪融指数为12.7g/1 Omin， 材料流动性好;材料断面无分层现象，说明材料相容性好。
[0063] 实施例4
[0064]按照下表准备各组分原料：
[0065] 表7混合材料成分表 [0066]
[0067]混合材料的制作步骤如下：
[0068]称取一定量的共聚PP倒入搅拌桶里，加入白矿油搅拌5min(添加量为各组分总重 的2%)，再加入适量的润滑剂和抗氧剂搅拌5min，加入低密度TO和相容剂INTUNE搅拌 1 Omin，最后即得到混合料。
[0069] 将混合料进行挤出，挤出设备为同向平行挤出造粒机，挤出温度185°C，螺杆转速 280转/分钟，然后进行冷却，最后进行切粒，得到耐低温高相容的混合材料。
[0070] 利用所制备的耐低温高相容的混合材料进行性能检测，如下表：
[0071] 表8性能检测结果表
[0072]
[0073] 从表8可以看出，混合材料在-25°C进行低温缺口冲击强度试验，材料不被打断，说 明耐低温效果好;混合材料的密度小于1 g/cm3，质轻，使用方便;恪融指数为8.5g/1 Omin，材 料流动性好;材料断面无分层现象，说明材料相容性好。
[0074] 实施例5
[0075]按照下表准备各组分原料：
[0076] 表9混合材料成分表
[0077]
[0078]混合材料的制作步骤如下：
[0079]称取一定量的共聚PP倒入搅拌桶里，加入白矿油搅拌5min(添加量为各组分总重 的1.2%)，再加入适量的润滑剂和抗氧剂搅拌5min，加入低密度PE和相容剂INTUNE搅拌 1 Omin，最后即得到混合料。
[0080] 将混合料进行挤出，挤出设备为同向平行挤出造粒机，挤出温度220°C，螺杆转速 290转/分钟，然后进行冷却，最后进行切粒，得到耐低温高相容的混合材料。
[0081] 利用所制备的耐低温高相容的混合材料进行性能检测，如下表：
[0082] 表10性能检测结果表
[0083]
[0084] ~从表10可以看出，混合材料在-25°C进行低温缺口冲击强度试验，材料不被打断/ 说明耐低温效果好；混合材料的密度小于lg/cm 3，质轻，使用方便；恪融指数为10.6g/ 1 Omin，材料流动性好;材料断面无分层现象，说明材料相容性好。
[0085] 实施例6
[0086]按照下表准备各组分原料：
[0087] 表11混合材料成分表
[0088]
[0089]
[0090]混合材料的制作步骤如下：
[0091]称取一定量的共聚PP倒入搅拌桶里，加入白矿油搅拌5min(添加量为各组分总重 的1.6%)，再加入适量的润滑剂和抗氧剂搅拌5min，加入低密度PE和相容剂INTUNE搅拌 lOmin，最后即得到混合料。
[0092] 将混合料进行挤出，挤出设备为同向平行挤出造粒机，挤出温度185°C，螺杆转速 300转/分钟，然后进行冷却，最后进行切粒，得到耐低温高相容的混合材料。
[0093] 利用所制备的耐低温高相容的混合材料进行性能检测，如下表：
[0094] 表12性能检测结果表
[0095] _6]~从表12可以看出，混合材料在_25°C
进行低温缺口冲击强度试验，材料不被打断，_ 说明耐低温效果好；混合材料的密度小于lg/cm3，质轻，使用方便；恪融指数为12.7g/ 1 Omin，材料流动性好;材料断面无分层现象，说明材料相容性好。
[0097] 所制备的耐低温高相容的混合材料制成的盖板安装用支架零件，其功能性测试如 耐低温冲击、拉拔力、挤压强度、开合寿命测试以及耐化学性项目均表现出很好的性能，表 明该混合材料运用范围广，实用性高。
[0098] 实施例7
[0099]按照下表准备各组分原料：
[0?00] 表13混合材料成分表 [0101]
[0102] ~混合材料的制作步骤如下:
' '
[0103] 称取一定量的共聚PP倒入搅拌桶里，加入白矿油搅拌5min(添加量为各组分总重 的1.8%)，再加入适量的润滑剂和抗氧剂搅拌5min，加入低密度PE和相容剂INTUNE搅拌 lOmin，最后即得到混合料。
[0104] 将混合料进行挤出，挤出设备为同向平行挤出造粒机，挤出温度220°C，螺杆转速 290转/分钟，然后进行冷却，最后进行切粒，得到耐低温高相容的混合材料。
[0105] 利用所制备的耐低温高相容的混合材料进行性能检测，如下表：
[0106] 表14性能检测结果表
[0107]
[0108]
[0109] 从表14可以看出，混合材料在_25°C进行低温缺口冲击强度试验，材料不被打断， 说明耐低温效果好；混合材料的密度小于lg/cm 3，质轻，使用方便；恪融指数为10.6g/ 1 Omin，材料流动性好;材料断面无分层现象，说明材料相容性好。
[0110] 实施例8
[0111] 按照下表准备各组分原料：
[0112] 表15混合材料成分表
[0113]
[0114]混合材料的制作步骤如下：
[0115] 称取一定量的共聚PP倒入搅拌桶里，加入白矿油搅拌5min(添加量为各组分总重 的1%)，再加入适量的润滑剂和抗氧剂搅拌5min，加入低密度TO和相容剂INTUNE搅拌 lOmin，最后即得到混合料。
[0116] 将混合料进行挤出，挤出设备为同向平行挤出造粒机，挤出温度220°C，螺杆转速 290转/分钟，然后进行冷却，最后进行切粒，得到耐低温高相容的混合材料。
[0117] 利用所制备的耐低温高相容的混合材料进行性能检测，如下表：
[0118] 表16性能检测结果表
[0119]
[0120] ~从表16可以看出，混合材料在-25°C
进行低温缺口冲击强度试验，材料不被打断/ 说明耐低温效果好；混合材料的密度小于lg/cm 3，质轻，使用方便；恪融指数为10.6g/ 1 Omin，材料流动性好;材料断面无分层现象，说明材料相容性好。
[0121] 实施例9
[0122] 按照下表准备各组分原料：
[0123] 表17混合材料成分表
[0124]
[0125]
[0126] 混合材料的制作步骤如下：
[0127] 称取一定量的共聚PP倒入搅拌桶里，加入白矿油搅拌5min(添加量为各组分总重 的2%)，再加入适量的润滑剂和抗氧剂搅拌5min，加入低密度TO和相容剂INTUNE搅拌 1 Omin，最后即得到混合料。
[0128] 将混合料进行挤出，挤出设备为同向平行挤出造粒机，挤出温度220°C，螺杆转速 290转/分钟，然后进行冷却，最后进行切粒，得到耐低温高相容的混合材料。
[0129] 利用所制备的耐低温高相容的混合材料进行性能检测，如下表：
[0130] 表18性能检测结果表
[0131]
[0132] ~从表18可以看出，混合材料在-25°C
进行低温缺口冲击强度试验，材料不被打断/ 说明耐低温效果好；混合材料的密度小于lg/cm 3，质轻，使用方便；恪融指数为10.6g/ 1 Omin，材料流动性好;材料断面无分层现象，说明材料相容性好。
[0133] 所制备的耐低温高相容的混合材料制成的盖板安装用支架零件，其功能性测试如 耐低温冲击、拉拔力、挤压强度、开合寿命测试以及耐化学性项目均表现出很好的性能，表 明该混合材料运用范围广，实用性高。
[0134] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨 的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种耐低温高相容的混合材料，其特征在于:按质量百分比由以下组分制备得到:共 聚PP 40-50%，PE 40-55%，相容剂INTUNE 3-15%，润滑剂0.5-2%，抗氧剂0.5-1.5%。2. 根据权利要求1所述的耐低温高相容的混合材料，其特征在于:按质量百分比由以下 组分制备得到:共聚PP 43-48%，PE 42-50%，相容剂INTUNE 5-12%，润滑剂0.5-1.5%，抗 氧剂0.5-1.0%。3. 根据权利要求1所述的耐低温高相容的混合材料，其特征在于：所述的PE为低密度 PE，其密度范围为0.910-0.925。4. 根据权利要求1所述的耐低温高相容的混合材料，其特征在于:所述的润滑剂为PE蜡 和PP錯，且两者重量比为1: 1。5. 根据权利要求1所述的耐低温高相容的混合材料，其特征在于:所述的抗氧剂为抗氧 剂168和1010按照重量比为1:1-1:3复配而成。6. -种制备权利要求1至5任意一项所述的耐低温高相容的混合材料的方法，其特征在 于:包括以下步骤： 1) 按照权利要求1所述的各组分质量百分比准备各组分原料，然后向共聚PP中加入白 矿油搅拌，所述的白矿油添加量为各组分总重的1%_2%，再加入润滑剂和抗氧剂搅拌均 匀，之后加入PE和相容剂INTUNE搅拌均匀，得到混合料； 2) 将混合料进行挤出、冷却、切粒，挤出过程中白矿油挥发掉，得到耐低温高相容的混 合材料。7. 根据权利要求6所述的制备耐低温高相容的混合材料的方法，其特征在于:所述的步 骤2)中挤出的设备为同向平行挤出造粒机。8. 根据权利要求6所述的制备耐低温高相容的混合材料的方法，其特征在于:所述的步 骤2)中挤出的温度为185-220°C，螺杆转速为280-300转/分钟。
【文档编号】C08L53/00GK105906947SQ201610365328
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】连荣炳, 徐名智
【申请人】威迪亚（长泰）科技有限公司