一种高耐热老化填充聚丙烯材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高耐热老化填充聚丙烯材料及其制备方法，该聚丙烯材料由包括以下重量份的组分制成：聚丙烯原料55-95份、增韧剂0-15份、填料5-30份、分散剂0.1-3份、抗氧剂0.1-1份、抗氧协效剂0.1-0.5份、光稳剂0.1-1份，首先将填料5-30份、分散剂0.1-3份、抗氧协效剂0.1-0.5份在50-90℃高速混合机中使用500rpm-1000rpm混合5min-10min；然后将处理后的填料混合物、PP原料55-95份、增韧剂0-15份、抗氧剂0.1-1份、抗氧协效剂0.1-0.5份、光稳剂0.1-1份放入高速混合机中混合均匀，最后在160～220℃的双螺杆挤出机中挤出造粒得到聚丙烯料粒，再经过注塑成型即可得到本发明产品。与现有技术相比，本发明具有工艺简单、操作方便和成本低等优点。
【专利说明】ー种高耐热老化填充聚丙烯材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于聚合物加工【技术领域】，尤其是涉及ー种高耐热老化填充聚丙烯材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚丙烯(PP)是ー种结构规整的结晶性聚合物，为白色粒料或粉料、无味、无毒、质轻的热塑性树脂，具备易加工、冲击强度、挠曲性以及电绝缘性好等优点，在汽车エ业、家用电器、电子、包装、建材及家具等方面具有广泛的应用。但是PP也存在ー些不足之处，它的耐寒性差、低温易脆断、收缩率大、抗蠕变性差、制品尺寸稳定性差，容易产生翘曲变形等缺点，因此需要对聚丙烯进行改性，聚丙烯的改性方法一般划分为化学改性和物理改性，化学改性主要包括共聚、接枝、交联、氯化等，是通过改变分子链的结构达到目的的；物理改性主要包括共混改性、填充改性、复合增强、表面改性等。
[0003]PP可以用作多种汽车零部件和家用电器，现在典型的乘用车中，PP塑料部件占60多个，包括有多种外饰件和内饰件，如保险杠、仪表板、门内饰板、空调器零部件、蓄电池外壳、冷却风扇、方向盘，其中前五种占全车PP用量的一半以上。此外，改性PP还可用作其他汽车内饰件，如杂物箱及盖板材料、立柱饰板等；PP材料也可用在多种家用电器材料中。可以看出，由于PP材料易 于成型、成本低、可回收利用等优点，其应用越来越广泛。其中对于PP填充材料来说，其抗热老化性能也是提高材料应用范围的ー个重要指标。
[0004]秦舒浩(贵州省材料技术创新基地)等在PP填充有卤阻燃体系中加入0.5-5wt%的纳米二氧化钛光稳剂，提高了材料的抗老化性能(中国专利CN 1769341A);王爱云(金发科技股份有限公司)等通过添加抗氧协效剂含氟聚合物或聚硅氧烷的ー种或混合物的方式，提高了材料的抗热老化性能，在抗氧协效剂2% -10%的添加量范围内，提高了材料的抗热老化性能，但此专利的添加量较大，且所用的抗氧协效剂价格较高(中国专利CN102408630A)。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生产成本低、应用范围广的高耐热老化填充聚丙烯材料及其制备方法。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]—种高耐热老化填充聚丙烯材料，该聚丙烯材料由包括以下重量份的组分制成:
[0008]聚丙稀原料55-95份！
增韧剂0-15份；
填料5-30份；
分散剂0.1-3份； 抗氧剂0.1-1份；
抗氧协效剂0.1-0.5份!
光稳剂0.1-1份。
[0009]所述的聚丙烯原料为乙烯-丙烯共聚物。
[0010]所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丙烯共聚物中的ー种或ー种以上，乙烯-丙烯共聚物中的乙烯链段的质量含量为15-30%。
[0011]所述的增韧剂优选3~10份。
[0012]所述的填料为无机填料，选自滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或云母中的ー种或ー种以上，优选滑石粉800目、滑石粉1250目或滑石粉5000目中的ー种或ー种以上。
[0013]所述的分散剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、有机铬络合物、锆类偶联剂、镁类偶联剂或锡类偶联剂中的ー种或ー种以上，优选硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
[0014]所述的抗氧剂选自受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或含硫化合物中的ー种或ー种以上；
[0015]所述的受阻胺类抗氧剂选自二芳基仲胺类抗氧剂、对苯二胺类抗氧剂、醛胺类抗氧剂、酮胺类抗氧剂、二苯胺类抗氧剂或脂肪胺类抗氧剂中的ー种或ー种以上，所述的受阻酚类抗氧剂选自单酚抗氧剂、双酚抗氧剂或多元酚抗氧剂中的ー种或ー种以上，所述的亚磷酸酯类抗氧剂选自亚磷酸烷基酯、亚磷酸芳基酯或亚磷酸烷基芳基酯中的ー种或ー种以上，所述的含硫化合物为硫代酷、硫酿、二硫化物或硫醇中的一种或一种以上；
[0016]所述的抗氧剂优选受阻酚类抗氧剂1010。
[0017]所述的抗氧协效剂为环氧类化合物。
[0018]所述的环氧类化合物选自二酚基丙烷型环氧树脂。
[0019]所述的光稳剂选自二苯甲酮类光稳剂、苯并三唑类光稳剂或受阻胺类光稳剂中的ー种或ー种以上；
[0020]所述的二苯甲酮类光稳剂选自2，4_ 二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的ー种或ー种以上，所述的苯并三唑类光稳剂为2-(2’ -羟基苯基)苯并三唑，所述的受阻胺类光稳剂选自三丙酮胺。
[0021]所述的光稳剂优选二苯甲酮类光稳剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
[0022]ー种高耐热老化填充聚丙烯材料的制备方法，该方法包括以下步骤:
[0023]I)将填料5-30份、分散剂0.1-3份、抗氧协效剂0.1-0.5份在50-90°C高速混合机中混合均匀；
[0024]2)将步骤I)得到的混合物、聚丙烯原料55-95份、增韧剂0_15份、抗氧剂0.1-1份、抗氧协效剂0.1-0.5份、光稳剂0.1-1份放入高速混合机中混合均匀；[0025]3)将步骤2)得到的混合物在160~220°C的双螺杆挤出机中挤出造粒得到聚丙烯料粒，再经过注塑成型即可得到制品。
[0026]步骤I)所述的混合的转速为500rpm-1000rpm,所述的混合的时间为5min_10min。
[0027]与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果:
[0028]1、本发明采用目前的加工技术成型，可操作性高。
[0029]2、本发明提供的主要为填充类聚丙烯材料的抗热老化方法，会极大提高填充聚丙烯材料的应用范围。
[0030]3、本发明所提供的高耐热老化填充类聚丙烯的制备方法，进ー步降低了 PP材料的成本。
【具体实施方式】
[0031]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0032]所用双螺杆挤出机的长径比40: 1，生产厂家:昆山科信橡塑机械有限公司。
[0033]所用的注塑机生产厂家:浙江海天机械有限公司，型号:MA600/100。
[0034]所用的乙烯-辛烯共聚物(POE)牌号为POE 8150生产厂家为美国陶氏公司；
[0035]所用的抗氧剂1010、光稳剂UV531、分散剂KH550、滑石粉800目、滑石粉1250目、滑石粉5000目均为市售。
[0036]所用PP原料为乙烯-丙烯共聚物。
[0037]实施例1
[0038]I)将滑石粉800目5份、硅烷偶联剂0.1份、二酚基丙烷型环氧树脂0.1份在50°C高速混合机中使用1000rpm混合5min ；
[0039]2)将步骤I)中的混合物、PP原料95份、抗氧剂10100.2份、光稳剂2_羟基_4_正辛氧基二苯甲酮(UV-531) 1份放入高速混合机中混合均匀；
[0040]3)将步骤2)中的混合物在160~220°C的双螺杆挤出机中挤出造粒得到PP料粒，再经过注塑成型即可得到制品。力学性能测试结果见表1，热老化性能结果见表2。
[0041]实施例2
[0042]I)将滑石粉1250目30份、硅烷偶联剂0.3份、二酚基丙烷型环氧树脂0.5份在90°C高速混合机中使用800rpm混合7min ；
[0043]2)将步骤I)中的混合物、PP原料55份、POE 815015份、抗氧剂10100.6份、光稳剂UV-5310.5份放入高速混合机中混合均匀；
[0044]3)将步骤2)中的混合物在160~220°C的双螺杆挤出机中挤出造粒得到PP料粒，再经过注塑成型即可得到制品。
[0045]力学性能测试结果见表1，热老化性能结果见表2。
[0046]实施例3
[0047]I)将滑石粉5000目20份、钛酸酯偶联剂0.2份、二酚基丙烷型环氧树脂0.3份在70°C高速混合机中使用500rpm混合IOmin ；
[0048]2)将步骤I)中的混合物、PP原料70份、抗氧剂10100.4份、光稳剂UV-5310.1份放入高速混合机中混合均匀；
[0049]3)将步骤2)中的混合物在160~220°C的双螺杆挤出机中挤出造粒得到PP料粒，再经过注塑成型即可得到制品。
[0050]力学性能测试结果见表1，热老化性能结果见表2。
[0051]实施例4
[0052]I)将滑石粉800目28份、硅烷偶联剂0.3份、二酚基丙烷型环氧树脂0.5份在80°C高速混合机中使用750rpm混合8min ；
[0053]2)将步骤I)中的混合物、PP原料60份、抗氧剂10100.5份、光稳剂UV-5310.3份放入高速混合机中混合均匀；
[0054]3)将步骤2)中的混合物在160~220°C的双螺杆挤出机中挤出造粒得到PP料粒，再经过注塑成型即可得到制品。
[0055]力学性能测试结果见表1，热老化性能结果见表2。
[0056]实施例5
[0057]I)将滑石粉800目25份、硅烷偶联剂0.25份、二酚基丙烷型环氧树脂0.4份在80 °C高速混合机中使用750rpm混合8min ；
[0058]2)将步骤I)中的混合物、PP原料70份、抗氧剂10100.4份、光稳剂UV-5310.3份放入高速混合机中混合均匀；
[0059]3)将步骤2)中的混合物在160~220°C的双螺杆挤出机中挤出造粒得到PP料粒，再经过注塑成型即可得到制品。
[0060]力学性能测试结果见表1，热老化性能结果见表2。
[0061]实施例6
[0062]I)将滑石粉800目15份、硅烷偶联剂0.15份、二酚基丙烷型环氧树脂0.3份在80 °C高速混合机中使用700rpm混合6min ；
[0063]2)将步骤I)中的混合物、PP原料75份、抗氧剂1010 0.3份、光稳剂UV-531 0.3份放入高速混合机中混合均匀；
[0064]3)将步骤2)中的混合物在160~220°C的双螺杆挤出机中挤出造粒得到PP料粒，再经过注塑成型即可得到制品。
[0065]力学性能测试结果见表1，热老化性能结果见表2。
[0066]所有挤出料粒按GB进行注塑，注塑样条在23°C、相対湿度50%条件下稳定24h后进行性能测试，测试标准如下:
[0067]拉伸强度按照GB/T 1040-1992，采用哑铃型样条；
[0068]弯曲强度和弯曲模量按照GB/T 9341-2000，采用矩形样条；
[0069]简支梁缺ロ冲击强度按照GB/T 1043-1993，缺ロ宽度为样条宽度的1/3 ;
[0070]维卡软化温度按照GB/T 1633-2000。
[0071]性能测试结果见表1。
[0072]表1
[0073]
【权利要求】
1.ー种高耐热老化填充聚丙烯材料，其特征在于，该聚丙烯材料由包括以下重量份的组分制成:
聚丙烯原料55-95;
增韧剂0-15；
填料5-30;
分散剂0.1-3:
抗氧剂0.1-1;
抗氧协效剂O.1-0.5;
光稳剂0.1-1。
2.根据权利要求1所述的ー种高耐热老化填充聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯原料为乙烯-丙烯共聚物。
3.根据权利要求1所述的ー种高耐热老化填充聚丙烯材料，其特征在于，所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丙烯共聚物中的ー种或ー种以上，乙烯-丙烯共聚物中的乙烯链段的质量含量为15-30% ;所述的增韧剂优选3~10份。
4.根据权 利要求1所述的ー种高耐热老化填充聚丙烯材料，其特征在于，所述的填料为无机填料，选自滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或云母中的ー种或ー种以上，优选滑石粉800目、滑石粉1250目或滑石粉5000目中的ー种或ー种以上。
5.根据权利要求1所述的ー种高耐热老化填充聚丙烯材料，其特征在于，所述的分散剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、有机铬络合物、锆类偶联剂、镁类偶联剂或锡类偶联剂中的ー种或ー种以上，优选硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
6.根据权利要求1所述的ー种高耐热老化填充聚丙烯材料，其特征在于，所述的抗氧剂选自受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或含硫化合物中的一种或ー种以上； 所述的受阻胺类抗氧剂选自二芳基仲胺类抗氧剂、对苯二胺类抗氧剂、醛胺类抗氧剂、酮胺类抗氧剂、二苯胺类抗氧剂或脂肪胺类抗氧剂中的ー种或ー种以上，所述的受阻酚类抗氧剂选自单酚抗氧剂、双酚抗氧剂或多元酚抗氧剂中的ー种或ー种以上，所述的亚磷酸酷类抗氧剂选自亚憐酸烷基酷、亚憐酸芳基酷或亚憐酸烷基芳基酷中的一种或一种以上，所述的含硫化合物为硫代酷、硫酿、二硫化物或硫醇中的一种或一种以上； 所述的抗氧剂优选受阻酚类抗氧剂1010。
7.根据权利要求1所述的ー种高耐热老化填充聚丙烯材料，其特征在于，所述的抗氧协效剂为环氧类化合物； 所述的环氧类化合物选自二酚基丙烷型环氧树脂。
8.根据权利要求1所述的ー种高耐热老化填充聚丙烯材料，其特征在于，所述的光稳剂选自二苯甲酮类光稳剂、苯并三唑类光稳剂或受阻胺类光稳剂中的ー种或ー种以上； 所述的二苯甲酮类光稳剂选自2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的ー种或ー种以上，所述的苯并三唑类光稳剂为2-(2’_羟基苯基)苯并三唑，所述的受阻胺类光稳剂选自三丙酮胺；所述的光稳剂优选二苯甲酮类光稳剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
9.一种如权利要求1至8任一所述的高耐热老化填充聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 1)将填料5-30份、分散剂0.1-3份、抗氧协效剂0.1-0.5份在50-90°C高速混合机中混合均匀； 2)将步骤I)得到的混合物、聚丙烯原料55-95份、增韧剂0-15份、抗氧剂0.1_1份、抗氧协效剂0.1-0.5份、光稳剂0.1-1份放入高速混合机中混合均匀； 3)将步骤2)得到的混合物在160~220°C的双螺杆挤出机中挤出造粒得到聚丙烯料粒，再经过注塑成型即可得到制品。
10.根据权利要求9所述的ー种高耐热老化填充聚丙烯材料的制备方法，其特征在干，步骤I)所述的混合的转速为500rpm-1000rpm,所述的混合的时间为5min_10min。
【文档编号】B29B7/00GK103589074SQ201210286972
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年8月13日 优先权日:2012年8月13日
【发明者】杨桂生, 梁娜, 孙利明 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司