专利名称：一种填料改性pp及其制备方法
一种填料改性PP及其制备方法本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种填料改性PP及其制备方法。 [背景技术]聚丙烯(PP)是一种高结晶性材料，它有较高的熔点，具有价格低廉，具有优良的物理及化学性能耐化学药品性、优异的电绝缘性、较好的力学强度和良好的加工成型等特性，广泛应用于汽车、电气、机械、无线电、纺织、等工程配件，日用品、周转箱、医疗卫生器材、建筑等材料。目前很多厂家为降低成本增加市场竞争力度，在含有PP的塑胶制品的加工过程增加填料含量降低成本，但这样导致了含有PP的塑胶制品在加工时各组分分散性差，加工性能降低，如表面起麻点、条纹等因填料分散不良产生的缺陷，同时导致该含有PP的塑胶制品机械强度降低，极易破损。本发明要解决的技术问题是提供一种流动性能、机械强度和加工性能较好的填料改性PP。本发明另一个要解决的技术问题是提供上述填料改性PP的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种填料改性PP，按重量百分比由以下组分组成PP 树月旨60-64%;矿物填料；34-37% ；改性助剂1.3-3.5%。以上所述的填料改性PP，所述PP树脂的相对密度为0. 8-0. 9g/cm3，熔融指数为 10-16g/10min.以上所述的填料改性PP，所述的矿物填料为硫酸钡或碳酸钙，所述其相对密度为 4. 5 5g/cm3，细度为2000-3000目；所述碳酸钙的粒度为90_110nM.以上所述的填料改性PP，所述的改性助剂包括液体石蜡、光亮剂、成核剂和润滑剂，按照填料改性PP的重量百分比，所述改性助剂各组分的含量如下液体石蜡0.2-0.3%;光亮剂0.2-0.3%;成核剂0.3-0.5%;润滑剂0.4-2.4%。以上所述的填料改性PP，所述的成核剂为芳酰胺类化合物或芳香族羧酸金属盐； 所述的光亮剂为低分子蜡。以上所述的填料改性PP，所述的润滑剂包括第一润滑剂、第二润滑剂和第三润滑剂，所述的第一润滑剂为硬脂酸类润滑剂、第二润滑剂为软化点为90-105°C的低分子蜡，第三润滑剂为闪点250-260°C、倾点-20至_30°C、比重63-67、粘度指数48-52的齿轮油脂； 按照填料改性PP的重量百分比，所述润滑剂各组分的含量如下第一润滑剂0.1-0.2%;第二润滑剂0.1-0.2%;第三润滑剂0.4-2.0%。以上所述的填料改性PP，按重量百分比由以下组分组成PP 树月旨62-64%;天然硫酸钡35-36% ；液体石蜡0.2-0.3%;PE 蜡0.2-0.3%;成核剂0.4-0.5%;硬脂酸钙0.1-0.2%;低分子蜡0.1-0.2%;齿轮油脂0.5-0.7%。一种上述填料改性PP的制备方法的技术方案，包括以下步骤a、按照上述的重量份秤取原料；b、将称取的各组分混合，形成混合物料；C、将所述混合物料进行挤出，造粒；以上所述的填料改性PP制备方法，所述挤出是采用双螺杆挤出机挤出，所述混合物料在所述双螺杆挤出机中各段的温度分别为一区165-180°C、二区180-190°C、三区 180-190°C、四区 180-190 "C、五区 170-180 "C、六区 170_180°C、七区 170-180 "C、八区 170-180 V、机头180-190 V，熔体压力控制在0. 7-1. OMPa,其中，八区开真空口进行抽真空；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为450-550r/min。以上所述的填料改性PP制备方法，其特征在于所述的改性助剂包括液体石蜡、 光亮剂、成核剂和润滑剂，所述的矿物填料为硫酸钡，在步骤b中，先将PP树脂、液体石蜡在 100-150r/min混合Hmin ；再加入再加其他组分在400_700r/min混合3_5min，形成混合物料。本发明填料改性PP通过适当含量范围的各组分在挤出过程中互相作用，使得填料改性PP具有优异的流动性能、机械强度和加工性能，将该填料改性PP注塑制品时，能快速加工成型、尺寸稳定，将填料改性PP做有色产品时能使产品色彩更鲜艳，同时降低了填料改性PP的生产成本。其中，相容剂、润滑剂在挤出过程中的高速剪切作用下，与PP树脂、天然硫酸钡、等其他组分共同作用，能有效地降低混合物的粘度，使得各组分分散均勻， 从而使得填料改性PP具有优异的分散性能；天然硫酸钡、各类润滑剂，光亮剂，成核剂与PP 树脂互相作用，有效增强了填料改性PP的机械强度，同时降低了 PP材料的生产成本。该填料改性PP制备方法采用混炼反应挤出造粒一次性完成的工艺，其制备方法工艺简单，操作方便，效益高，成本低，适于工业化生产。为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 本发明实施例提供一种具有优良的分散性能、机械强度和加工性能的填料改性 PP。该填料改性PP包括如下重量百分比的配方组分上述PP树脂为相对密度优选为0. 8-0. 9g/cm3，进一步优选为0. 85g/cm3 ；其熔融指数为10-16g/10min(230°C,2. 16kg)，(如茂名石化牌号V30G或广州石化牌号:S700)。上述矿物填料为天然硫酸钡(山东永强化工有限公司产品)或纳米碳酸钙，纳米碳酸钙细度为IOOnM(河南科力新材料股％有限公司产品)；天然硫酸钡相对密度优选为4. 5 5g/cm3，细度优选1250-3000目，其细度可进一步优选为2500目。在挤出过程中的高速剪切作用下，矿物填料天然硫酸钡或纳米碳酸钙能有效地在 PP树脂分子之间以及PP树脂与其他组分发生结合，从而提高填料改性PP的机械强度。上述润滑剂1为熔点是80-90°C的硬脂酸类润滑剂(硬脂酸钙，郑州锦德食品添加剂有限责任公司)上述润滑剂2为软化点为90 105°C的低分子蜡(如TAS_2A，广州雅源化工有限公司产品)；润滑剂3为高级食品级齿轮油脂(如华尔威的H079 ；闪点255°C，倾点_25°C，比重65，粘度指数50)；成核剂为芳酰胺类化合物(β晶型转化率>90%，熔点大于300°C，如上海科塑高分子材料有限公司的产品NA-9930T)或芳香族羧酸金属盐(熔点> 240度，挥发分 < 0.6%，纯度彡99%，如北京燕奇产品XL-NA2002)；上述光亮剂为低分子蜡；(如聚乙烯蜡XH-202B，成都祥和涂料有限公司产品)；由填料改性PP的配方中各组分所构成的混合物在挤出过程中的高速剪切作用下，相容剂组分使PP树脂分子之间以及PP树脂与其他组分发生结合，从而提高填料改性PP 的机械强度；天然硫酸钡组分的存在有效地提高了填料改性PP的机械强度，降低了生产成本；润滑剂一起与PP树脂、天然硫酸钡等其他组分共同作用，能有效地降低混合物的粘度， 使得各组分分散均勻，使得PP具有优异的分散性能，从而提高PP的加工性能，如将该PP 注塑制品时，可使得制品表面没有因分散不良产生的条纹、结团、麻点等现象，使其表面光亮、尺寸稳定，将PP做有色产品时能使产品色彩更鲜艳；因此，上述PP通过适当含量范围的各组分在挤出过程中互相作用，使得PP具有优异的分散性能、机械强度、加工性能和抗氧化性能，将该PP注塑制品时，该制品表面没有因分散不良产生的条纹、结团、麻点等现象，PP 树脂矿物填料液体石蜡光亮剂成核剂润滑剂1润滑剂2润滑剂3
60-63% 34-37% 0. 2-0. 3% 0. 2-0. 3% 0. 3-0. 5%
0. 1-0. 2%o 0. 1-0. 2%0 0. 4-2. 0%o
6使其表面光亮、尺寸稳定，将PP做有色产品时能使产品色彩更鲜艳，同时降低了 PP的生产成本。本发明实施例还提供了上述填料改性PP复合材料制备方法，其工艺流程包括如下步骤Sl 按照上述填料改性PP的配方称取各组分；S2 将称取的各组分混合，形成混合物料；S3 将所述混合物料进行挤出，造粒，得到所述填料改性PP。具体地，上述填料改性PP制备方法Sl步骤中，按优选配方进行配料即可。上述填料改性PP制备方法S2步骤中，各组分应该尽可能的混合均勻。该混合物料形成方法优选如下先将PP树脂、液体石蜡混合在100-150r/min混合Hmin ；再加其他组分等组分在在400-700r/min混合3_5min，形成混合物料。进一步地，该混合物料形成方法优选如下先将PP树脂、液体石蜡混合在100-150r/min混合Imin ；再加其他组分在 400-500r/min混合^iin ；形成混合物料。上述填料改性PP制备方法S3步骤中，在S2步骤中各组分经混合后所形成的混合物料的挤出优选采用双螺杆挤出机挤出。该混合物料在双螺杆挤出机中各段的温度分别优选为一区 165-180°C、二区 180-190°C、三区 180_190°C、四区 180_190°C、五区 170-180°C、六区 170-180°C、七区 170_180°C、八区 170_180°C、机头 180_190°C，熔体压力控制在0. 7-1. OMPa，其中，八区开真空口进行抽真空；该双螺杆挤出机的螺杆转速优选为 450-550r/mino在上述Sl S3步骤的中，各组分在高速剪切作用下迅速升温使得各组分分子间互相之间发生作用，从而形成本发明实施例填料改性PP，并赋予该填料改性PP优异的流动性能，机械强度、加工性能和抗氧化性能。该填料改性PP制备方法采用混炼反应挤出造粒一次性完成的工艺，其制备方法工艺简单，操作方便，效益高，成本低，适于工业化生产。本发明实施例填料改性PP正是由于具有上述优异的性能，如将该填料改性PP先在鼓风烘箱中80 90°C的条件下干燥1 2小时，然后用将干燥好的填料改性PP注射成型机成型各类制件和产品。当然，该填料改性PP还可以与PP，PE等树脂搭配使用，提高树脂的尺寸稳定性和有效降低产品的成本。现以具体填料改性PP的配方和制备方法为例，对本发明进行进一步详细说明。实施例1填料改性PP重量百分比的配方组分如下
7PP ( S700 )63% 天然疏酸钡(1250目) 35%
液体石蜡0. 3%
PE 虫普(XH-202B)0.3%
成核剂(TMB-5)0.5%
硬脂酸钙0. 2%低分子蜡(TAS-2A) 0. 3%
油脂(H079)0. 4%其中1) PP树脂(如广州石化S700)相对密度为0. 85g/cm3 ；其熔融指数为 10-16g/10min(230°C,2. 16kg)；2)天然硫酸钡(山东永强化工有限公司产品)相对密度为4. 5-5. Og/cm3,细度为 1250 目；3)润滑剂1为熔点是80_90°C的硬脂酸类润滑剂(硬脂酸钙，郑州锦德食品添加剂有限责任公司)4)润滑剂2为软化点为90 105°C的低分子蜡(如TAS_2A，广州雅源化工有限公司产品)；5)润滑剂3为高级食品级齿轮油脂(华尔威的H079 ；闪点255°C，倾点_25°C，比重65，粘度指数50)；6)成核剂为芳酰胺类化合物(上海科塑高分子材料有限公司NA-9930T)；7)上述光亮剂为低分子蜡；(如聚乙烯蜡XH-202B，成都祥和涂料有限公司产
口 、
BFI )；8)液体石蜡(市售15#)。实施例1填料改性PP制备方法如下Sll 按照上述填料改性PP的配方称取各组分；S12 先将PP树脂、液体石蜡混合在100-150r/min混合Imin ；再加其他组分等组分在400-500r/min混合5min ；形成混合物料。S13 将所述混合物料进行挤出，造粒，得到所述填料改性PP ；该混合物料在L/D、 36:1型号的双螺杆挤出机中各段的温度分别为一区170°C、二区180°C、三区190°C、四区190°C、五区180°C、六区170°C、七区170°C、八区170 "C、机头190°C，熔体压力控制在 0. 7-1. OMPa，其中，八区开真空口进行抽真空；该双螺杆挤出机的螺杆转速为500r/min。实施例2填料改性PP重量百分比的配方组分如下PP ( Y30G )63%
天然疏酸钡(2500目) 35% 液体石蜡0.2%
PE 虫普(CH-2A )0. 3%
成核剂(XL-NA2002 ) 0.5% 硬脂酸钙0. 2%
低分子蜡(TAS-2A ) 0. 2% 油脂(H079)0. 6%其中1)PP 树脂相对密度为 0. 85g/cm3 ；其熔融指数为 10-16g/10min (230°C, 2. 16kg)； 选用茂名石化的V30G。2)天然硫酸钡(山东永强化工有限公司产品)相对密度为4. 5-5. Og/cm3,细度为 2500 目；3)润滑剂1为熔点是80_90°C的硬脂酸类润滑剂(硬脂酸钙，郑州锦德食品添加剂有限责任公司)4)润滑剂2为软化点为90 105°C的低分子蜡(如TAS_2A，广州雅源化工有限公司产品)；5)润滑剂3为高级食品级齿轮油脂(如华尔威的H079 ；闪点255°C，倾点_25°C， 比重65，粘度指数50)；6)成核剂为芳酰胺类化合物(上海科塑高分子材料有限公司NA-9930T)；7)上述光亮剂为低分子蜡；(如聚乙烯蜡CH-2A，上海华溢塑料助剂合作公司产
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BFI )；8)液体石蜡(市售15#)；填料改性PP制备方法如下Sll 按照上述填料改性PP的配方称取各组分；S12 先将PP树脂、液体石蜡混合在100-150r/min混合Imin ；再加其他组分等组分在400-500r/min混合5min ；形成混合物料。S13 将所述混合物料进行挤出，造粒，得到所述填料改性PP ；该混合物料在L/D、 36:1型号的双螺杆挤出机中各段的温度分别为一区170°C、二区180°C、三区190°C、四区190°C、五区180°C、六区170°C、七区170°C、八区170°C、机头190°C，熔体压力控制在 0. 7-1. OMPa，其中，八区开真空口进行抽真空；该双螺杆挤出机的螺杆转速为500r/min。实施例3填料改性PP重量百分比的配方组分如下PP ( Y30G )60%
纳米碳酸钙(IOOnM)37%
液体石蜡0.2%
PE 虫普(XH-202 )0.3%
成核剂(XL-NA2002 ) 0.3% 硬脂酸钙0. 1%
低分子蜡(TAS-2A)0. 1%
油脂(H079)2%其中1)PP 树脂相对密度为 0. 85g/cm3 ；其熔融指数为 10-16g/10min (230°C, 2. 16kg)； 选用茂名石化的V30G。2)纳米碳酸钙细度为IOOnM(河南科力新材料股％有限公司产品)；3)润滑剂1为熔点是80_90°C的硬脂酸类润滑剂(硬脂酸钙，郑州锦德食品添加剂有限责任公司)4)润滑剂2为软化点为90 105°C的低分子蜡(如TAS_2A，广州雅源化工有限公司产品)；5)润滑剂3为高级食品级齿轮油脂(如华尔威的H079 ；闪点255°C，倾点_25°C， 比重65，粘度指数50)；6)成核剂(北京燕奇:XL-NA2002)；7)上述光亮剂为低分子蜡；(如聚乙烯蜡XH-202，成都祥和涂料有限公司产
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m )；8)液体石蜡(市售15#)；填料改性PP制备方法如下Sll 按照上述填料改性PP的配方称取各组分；S12 先将PP树脂、液体石蜡混合在100-150r/min混合Imin ；再加其他组分等组分在400-500r/min混合5min ；形成混合物料。S13 将所述混合物料进行挤出，造粒，得到所述填料改性PP ；该混合物料在L/D、 36:1型号的双螺杆挤出机中各段的温度分别为一区170°C、二区180°C、三区190°C、四区190°C、五区180°C、六区170°C、七区170°C、八区170°C、机头190°C，熔体压力控制在 0. 7-1. OMPa，其中，八区开真空口进行抽真空；该双螺杆挤出机的螺杆转速为500r/min。实施例4PP ( 1100NK )62.5%
硫酸钡(1250目)34.5%
液体石蜡0. 3%
PE 虫普(CH-2A )0. 3%
成核剂(NA-S20)0.5%
硬脂酸钙0. 2%。
光亮剂(TAS-2A) 0.2%。 油脂(H079)1. 5%其中1)PP树脂(如泰国石化1100NK)相对密度为0. 85g/cm3 ；2)纳米碳酸钙细度为100匪(河南科力新材料股％有限公司产品)；3)上述润滑剂1为熔点是80-90°C的硬脂酸类润滑剂(硬脂酸钙，郑州锦德食品添加剂有限责任公司)4)上述润滑剂2为软化点为90 105°C的低分子蜡(如TAS_2A，广州雅源化工有限公司产品)；5)润滑剂3为高级食品级齿轮油脂(如华尔威的H079 ；闪点255°C，倾点_25°C， 比重65，粘度指数50)；6)成核剂(北京燕奇:XL-NA2002)；7)上述光亮剂为低分子蜡；(如聚乙烯蜡CH-2A，上海华溢塑料助剂合作公司产
口 、
BFI )；8)液体石蜡(市售15#)；填料改性PP制备方法如下Sll 按照上述填料改性PP的配方称取各组分；S12 先将PP树脂、液体石蜡混合在100-150r/min混合Imin ；再加其他组分等组分在400-500r/min混合5min ；形成混合物料。S13 将所述混合物料进行挤出，造粒，得到所述填料改性PP ；该混合物料在L/D、 36:1型号的双螺杆挤出机中各段的温度分别为一区170°C、二区180°C、三区190°C、四区190°C、五区180°C、六区170°C、七区170°C、八区170°C、机头190°C，熔体压力控制在 0. 7-1. OMPa，其中，八区开真空口进行抽双螺杆挤出机真空；该的螺杆转速为500r/min。性能测试实验将上述实施例1至实施例4中制得的填料改性PP进行性能测试，测试结果与对比例测试结果见下述表1中数据。表权利要求
1.一种填料改性PP，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成PP 树脂 60-64%;矿物填料 34-37% ；改性助剂 1.3-3.5%。
2.根据权利要求1所述的填料改性PP，其特征在于，所述PP树脂的相对密度为 0. 8-0. 9g/cm3，熔融指数为 10-16g/10min。
3.根据权利要求1所述的填料改性PP，其特征在于，所述的矿物填料为硫酸钡或碳酸钙，所述其相对密度为4. 5 5g/cm3，细度为2000-3000目；所述碳酸钙的粒度为90_110ηΜ。
4.根据权利要求1所述的填料改性ΡΡ，其特征在于，所述的改性助剂包括液体石蜡、光亮剂、成核剂和润滑剂，按照填料改性PP的重量百分比，所述改性助剂各组分的含量如下液体石蜡 0.2-0.3%;光亮剂0.2-0.3%;成核剂0.3-0.5%;润滑剂0.4-2.4%。
5.根据权利要求1所述的填料改性ΡΡ，其特征在于，所述的成核剂为芳酰胺类化合物或芳香族羧酸金属盐；所述的光亮剂为低分子蜡。
6.根据权利要求1所述的填料改性ΡΡ，其特征在于，所述的润滑剂包括第一润滑剂、 第二润滑剂和第三润滑剂，所述的第一润滑剂为硬脂酸类润滑剂、第二润滑剂为软化点为 90-105°C的低分子蜡，第三润滑剂为闪点250-260°C、倾点-20至_30°C、比重63-67、粘度指数48-52的齿轮油脂；按照填料改性PP的重量百分比，所述润滑剂各组分的含量如下第一润滑剂0. 1-0.2% ；第二润滑剂0. 1-0.2% ；第三润滑剂0.4-2.0%。
7.根据权利要求1所述的填料改性PP，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成PP树脂62-64% ；天然硫酸钡35-36% ；液体石蜡0. 2-0. 3% ；PE蜡0. 2-0. 3%成核剂0. 4-0. 5% ；硬脂酸钙0. 1-0. 2% ；低分子蜡0. 1-0. 2% ；齿轮油脂0. 5-0. 7%o
8.—种权利要求1所述填料改性PP的制备方法，其特征在于，包括以下步骤a)按照权利要求1的重量份秤取原料；b)将称取的各组分混合，形成混合物料；c)将所述混合物料进行挤出，造粒。
9.根据权利要求8所述的填料改性PP制备方法，其特征在于，所述挤出是采用双螺杆挤出机挤出，所述混合物料在所述双螺杆挤出机中各段的温度分别为一区165-180°C、 二区 180-190°C、三区 180-190°C、四区 180_190°C、五区 170_180°C、六区 170-180°C、七区170-180°C、八区170-180°C、机头180_190°C，熔体压力控制在0. 7-1. OMPa，其中，八区开真空口进行抽真空；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为450-550r/min。
10.根据权利要求8所述的填料改性PP制备方法，其特征在于所述的改性助剂包括液体石蜡、光亮剂、成核剂和润滑剂，所述的矿物填料为硫酸钡，在步骤b中，先将PP树脂、液体石蜡在100-150r/min混合Hmin ；再加入再加其他组分在400_700r/min混合 3-5min，形成混合物料。
全文摘要
本发明公开了一种填料改性PP及其制备方法。填料改性PP，按重量百分比由以下组分组成PP树脂60-64％；矿物填料34-37％；改性助剂1.3-3.5％。本发明填料改性PP性价比高，力学性能，流动性能好，易于加工成型，材料耐热性能好，尺寸稳定性好，可回收利用。
文档编号C08K3/30GK102367307SQ20111014465
公开日2012年3月7日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者徐东, 徐永, 罗田元 申请人:深圳市科聚新材料有限公司