一种聚丙烯组合物及其制备方法
【专利摘要】一种聚丙烯组合物及其生产方法，属于改性塑料领域。该材料由聚丙烯、玻璃纤维、相容剂、抗氧剂、金属钝化剂以及润滑剂组成。生产方法包括将聚丙烯、相容剂、抗氧剂、金属钝化剂以及润滑剂加入高混机中进行混合，然后用双螺杆挤出机进行挤出，该熔体进入浸渍槽中，长玻璃纤维从浸渍槽中通过，得到被聚丙烯包覆好的复合材料。该发明产品具有优异的力学性能和好的长期耐热老化性能，可以用在洗衣机制件以及汽车电池包组件上面。
【专利说明】一种聚丙烯组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚丙烯改性材料领域，特别涉及一种耐热氧老化的玻纤增强聚丙烯材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯（PP)是一种通用塑料，具有加工性能优良，机械性能好，耐腐蚀，价格低廉 等优点，因而在汽车以及家电行业应用广泛，例如家电的各种零件、汽车内外饰件等制品。 但是没有经过改性的聚丙烯在强度和耐热性方面比较差，无法满足较高要求制品的材料需 求。
[0003] 聚丙烯中含有大量不稳定的叔碳原子，特别容易受到热氧的攻击而发生性能的劣 化，如发生颜色改变、机械性能劣化直至材料粉化。因此，许多产品都对聚丙烯提出长期耐 热氧老化性能。另外，很多制件在使用过程中可能会受到短期高温的冲击，这就需要材料具 有较高的热变形温度，聚丙烯本身的热变形温度达不到设计要求，因此需要对聚丙烯进行 增强改性来提高材料的耐热变形温度。
【发明内容】
[0004] 针对现在的塑料制品需要长期耐热以及较高热变形温度的要求，本发明通过对聚 丙烯材料的改性，提供一种聚丙烯组合物及其制备方法。
[0005] 本发明的一种聚丙烯组合物由下述重量配比的组分构成： 聚丙烯 5(Γ85份； 相容剂 〇. 5~2份； 玻璃纤维 15~50份； 抗氧剂 I. (Γ2. 0份； 金属钝化剂 0. 1~0. 2份； 润滑剂 0. 3、. 5份； 其中，所述的聚丙烯为高流动性树脂，熔指大于50g/10min (230°C，2. 16KG); 所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH)，该接枝物可以提高聚丙烯与玻纤的 界面粘结力，使材料具有更高的强度； 所述的玻璃纤维为长玻璃纤维，优选为直径较大（10-17 μ m)的长玻璃纤维热塑性增强 材料专用玻纤(直径较大，不容易起毛断条）； 所述的润滑剂为酰胺类润滑剂，优选为如乙撑双硬脂酰胺EBS，或者为改性硅酮润滑 剂； 所述的抗氧剂为1，3, 5-三甲基-2,4,6- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯（抗 氧剂1330)、四[β- (3,5_二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、 炱，硫代二丙酸二硬脂酸酯(抗氧剂DSTDP)、聚丁二酸（4-羟基-2, 2, 6, 6-四甲 基-1-哌啶乙醇）酯(光稳剂622)、聚{[6-[(1，1，3, 3-四甲基丁基）氨基]]-1，3, 5-三 嗪-2, 4-[ (2, 2, 6, 6，-四甲基-哌啶基）亚氨基]-1，6-己二撑[(2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌 啶基）亚氨基]}(光稳剂944)和三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)中的至 少一种。
[0006] 所述的金属钝化剂为酰肼类化合物如为1，2-双[β _(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯 基）丙酰]肼（MDl〇24)。
[0007] 所述的具有长期耐热性能的聚丙烯组合物的制备方法如下：将5(Γ85份的聚丙 烯、0. 5~2. 0份相容剂、I. (Γ2. 0份抗氧剂、0. 1、. 2份金属钝化剂以及0. 3~0. 5份润滑剂混 合均匀后经过挤出机充分熔融塑化，然后将熔体送入温度设置为22(T240°C的熔体槽中，同 时将15~50份长玻璃纤维加入熔体槽，调整挤出机的喂料速度以及牵引机的牵引速度玻纤 含量在ΚΓ50%，得到玻纤增强聚丙烯复合材料。所述的挤出机为双螺杆挤出机，螺杆直径 65mm，螺杆的长径比为40 :1，混合熔融温度设定为：第一段16(T17(TC，第二段17(T180°C， 第三段18(Tl90°C，第四段19(T200°C，第五段20(T210°C，第六段20(T210°C，机头温度 215?225°C。
[0008] 本发明的有益效果： 本发明的聚丙烯组合物，具有高流动性，可成型大型制件；在150°c热老化超过1500h 不发生龟裂，具有较高的热变形温度（I. 8Mpa下大于155°C )和好的长期耐热性能，可用于 洗衣机滚筒以及汽车电池包组件。
【具体实施方式】
[0009] 为了能够更清楚的理解本发明的技术内容，下面结合实施例对本发明作进一步阐 述。
[0010] 实施例1 一种聚丙烯组合物，按重量分数，由下列组分组成： 聚丙烯 85份， 长玻璃纤维 15份， 相容剂PP-g-MAH 0. 5份， 抗氧剂1330 0. 2份， 抗氧剂168 0. 2份， 抗氧剂DSTDP 0. 6份， 光稳剂944 0. 6份， 金属钝化剂MD1024 〇. 2份， 润滑剂EBS 0.3份。
[0011] 本实施例的连续长玻璃纤维增强PP复合材料的制备方法如下： 1) 将85份PP与0. 2份抗氧剂1330、0. 2份抗氧剂168、0. 6份抗氧剂DSTDP、0. 6份光 稳剂944、0. 2份金属钝化剂MD1024、0. 3份润滑剂EBS以及0. 5份相容剂PP-g-MAH在高速 混合机中室温下混合15分钟得到混合物； 2) 将步骤（1)所得混合物加入到双螺杆挤出机中充分熔融混合，螺杆1~6区温度 分别为 150?170 ?，170?190 ?，180?200 ?，190?210 ?，200?220 ?，2ΚΓ230 ?，机头为 215~235°C，熔体由双螺杆挤出机进入到浸渍熔体槽中；多股连续长玻璃纤维由长纤维入口 通道成股进入浸渍熔体槽中，浸渍熔体槽模具的温度设定在220°C，纤维在浸渍熔体槽中被 树脂熔体充分浸渍，并经过热处理消除内应力； 3)经过浸渍和热处理的连续长玻璃纤维/PP复合材料经牵引机引出并切粒，通过控制 喂料速度以及牵引机转速来控制玻纤含量，得到长玻纤增强PP复合材料。该复合材料样品 的性能见表1。
[0012] 对比例1 一种聚丙烯组合物，按重量分数，由下列组分组成： 聚丙烯 85份， 长玻璃纤维 15份， 相容剂PP-g-MAH 0. 5份， 抗氧剂1330 0. 2份， 抗氧剂168 0. 2份， 金属钝化剂MD1024 〇. 2份， 润滑剂EBS 0.3份。
[0013] 本实施例的连续长玻璃纤维增强PP复合材料的制备方法如下： 1) 将85份PP与0. 2份抗氧剂1330、0. 2份抗氧剂168、0. 2份金属钝化剂MD1024、0. 3 份润滑剂EBS以及0. 5份相容剂PP-g-MAH在高速混合机中室温下混合15分钟得到混合 物； 2) 将步骤（1)所得混合物加入到双螺杆挤出机中充分熔融混合，螺杆1~6区温度 分别为 150?170 ?，170?190 ?，180?200 ?，190?210 ?，200?220 ?，2ΚΓ230 ?，机头为 215~235°C，熔体由双螺杆挤出机进入到浸渍熔体槽中；多股连续长玻璃纤维由长纤维入口 通道成股进入浸渍熔体槽中，浸渍熔体槽模具的温度设定在220°C，纤维在浸渍熔体槽中被 树脂熔体充分浸渍，并经过热处理消除内应力； 3) 经过浸渍和热处理的连续长玻璃纤维/PP复合材料经牵引机引出并切粒，通过控制 喂料速度以及牵引机转速来控制玻纤含量，得到长玻纤增强PP复合材料。该复合材料样品 的性能见表1。
[0014] 实施例2 一种聚丙烯组合物，按重量分数，由下列组分组成： 聚丙烯 70份， 长玻璃纤维 30份， 相容剂PP-g-MAH 1. 2份， 抗氧剂1010 0.2份， 抗氧剂168 0. 2份， 抗氧剂DSTDP 0. 6份， 光稳剂622 0. 5份， 金属钝化剂MD1024 0. 15份， 润滑剂GM-100 0.4份。
[0015] 本实施例的连续长玻璃纤维增强PP复合材料的制备方法如下： 1)将85份PP与0. 2份抗氧剂1010、0. 2份抗氧剂168、0. 6份抗氧剂DSTDP、0. 5份光 稳剂622、0. 15份金属钝化剂MD1024、0. 4份润滑剂GM-IOO以及I. 2份相容剂PP-g-MAH在 高速混合机中室温下混合15分钟得到混合物； 2) 将步骤（1)所得混合物加入到双螺杆挤出机中充分熔融混合，螺杆1~6区温度 分别为 150?170 ?，170?190 ?，180?200 ?，190?210 ?，200?220 ?，2ΚΓ230 ?，机头为 215~235°C，熔体由双螺杆挤出机进入到浸渍熔体槽中；多股连续长玻璃纤维由长纤维入口 通道成股进入浸渍熔体槽中，浸渍熔体槽模具的温度设定在220°C，纤维在浸渍熔体槽中被 树脂熔体充分浸渍，并经过热处理消除内应力； 3) 经过浸渍和热处理的连续长玻璃纤维/PP复合材料经牵引机引出并切粒，通过控制 喂料速度以及牵引机转速来控制玻纤含量，得到长玻纤增强PP复合材料。该复合材料样品 的性能见表1。
[0016] 对比例2 一种聚丙烯组合物，按重量分数，由下列组分组成： 聚丙烯 70份， 长玻璃纤维 30份， 相容剂PP-g-MAH 1. 2份， 抗氧剂1010 0.2份， 抗氧剂168 0. 2份， 金属钝化剂MD1024 0. 15份， 润滑剂GM-100 0.4份。
[0017] 本实施例的连续长玻璃纤维增强PP复合材料的制备方法如下： 1) 将70份PP与0. 2份抗氧剂1010、0. 2份抗氧剂168、0. 15份金属钝化剂MD1024、0. 4 份润滑剂GM-100以及1. 2份相容剂PP-g-MAH在高速混合机中室温下混合15分钟得到混 合物； 2) 将步骤（1)所得混合物加入到双螺杆挤出机中充分熔融混合，螺杆1~6区温度 分别为 150?170 ?，170?190 ?，180?200 ?，190?210 ?，200?220 ?，2ΚΓ230 ?，机头为 215~235°C，熔体由双螺杆挤出机进入到浸渍熔体槽中；多股连续长玻璃纤维由长纤维入口 通道成股进入浸渍熔体槽中，浸渍熔体槽模具的温度设定在220°C，纤维在浸渍熔体槽中被 树脂熔体充分浸渍，并经过热处理消除内应力； 3) 经过浸渍和热处理的连续长玻璃纤维/PP复合材料经牵引机引出并切粒，通过控制 喂料速度以及牵引机转速来控制玻纤含量，得到长玻纤增强PP复合材料。该复合材料样品 的性能见表1。
[0018] 实施例3 一种聚丙烯组合物，按重量分数，由下列组分组成： 聚丙烯 50份， 长玻璃纤维 50份， 相容剂PP-g-MAH 2. 0份， 抗氧剂1330 0. 2份， 抗氧剂168 0. 2份， 抗氧剂DSTDP 0. 4份， 光稳剂944 0. 2份， 金属钝化剂MD1024 〇. 1份， 润滑剂EBS 0.5份。
[0019] 本实施例的连续长玻璃纤维增强PP复合材料的制备方法如下： 1) 将50份PP与0. 2份抗氧剂1330、0. 2份抗氧剂168、0. 1份金属钝化剂MD1024、0. 4 份抗氧剂DSTDP、0. 2份光稳剂944、0. 5份润滑剂EBS以及2. 0份相容剂PP-g-MAH在高速 混合机中室温下混合15分钟得到混合物； 2) 将步骤（1)所得混合物加入到双螺杆挤出机中充分熔融混合，螺杆1~6区温度 分别为 150?170 ?，170?190 ?，180?200 ?，190?210 ?，200?220 ?，2ΚΓ230 ?，机头为 215~235°C，熔体由双螺杆挤出机进入到浸渍熔体槽中；多股连续长玻璃纤维由长纤维入口 通道成股进入浸渍熔体槽中，浸渍熔体槽模具的温度设定在220°C，纤维在浸渍熔体槽中被 树脂熔体充分浸渍，并经过热处理消除内应力； 3) 经过浸渍和热处理的连续长玻璃纤维/PP复合材料经牵引机引出并切粒，通过控制 喂料速度以及牵引机转速来控制玻纤含量，得到长玻纤增强PP复合材料。该复合材料样品 的性能见表1。
[0020] 对比例3 一种聚丙烯组合物，按重量分数，由下列组分组成： 聚丙烯 50份， 长玻璃纤维 50份， 相容剂PP-g-MAH 2. 0份， 抗氧剂1010 0.2份， 抗氧剂168 0. 2份， 金属钝化剂MD1024 〇. 1份， 润滑剂EBS 0.3份。
[0021] 本实施例的连续长玻璃纤维增强PP复合材料的制备方法如下： 1) 将50份PP与0. 2份抗氧剂1010、0. 2份抗氧剂168、0. 1份金属钝化剂MD1024、0. 5 份润滑剂EBS以及2. 0份相容剂PP-g-MAH在高速混合机中室温下混合15分钟得到混合 物； 2) 将步骤（1)所得混合物加入到双螺杆挤出机中充分熔融混合，螺杆1~6区温度 分别为 150?170 ?，170?190 ?，180?200 ?，190?210 ?，200?220 ?，2ΚΓ230 ?，机头为 215~235°C，熔体由双螺杆挤出机进入到浸渍熔体槽中；多股连续长玻璃纤维由长纤维入口 通道成股进入浸渍熔体槽中，浸渍熔体槽模具的温度设定在220°C，纤维在浸渍熔体槽中被 树脂熔体充分浸渍，并经过热处理消除内应力； 3) 经过浸渍和热处理的连续长玻璃纤维/PP复合材料经牵引机引出并切粒，通过控制 喂料速度以及牵引机转速来控制玻纤含量，得到长玻纤增强PP复合材料。该复合材料样品 的性能见表1。
[0022] 表1各实验例所得产品的力学性能测试结果
【权利要求】
1. 一种聚丙烯组合物，其特征在于，由以下重量份的组分制成： 聚丙烯 50?85份； 相容剂 〇. 5~2份； 玻璃纤维 15~50份； 抗氧剂 1. (T2. 0份； 金属钝化剂 0. 1~0. 2份； 润滑剂 0. 3、. 5份。
2. 根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于，所述的聚丙烯在230°C、 2. 16KG条件下的熔指大于50g/10min。
3. 根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐 接枝聚丙烯。
4. 根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于，所述的玻璃纤维为长玻璃 纤维。
5. 根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于，所述的润滑剂为酰胺类润 滑剂或者硅酮类润滑剂。
6. 根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于，所述的抗氧剂为1，3， 5-三甲基-2,4,6- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯、四[￠- (3, 5-二叔丁基-4-羟 基苯基）丙酸]季戊四醇酯、抗氧剂炱，硫代二丙酸二硬脂酸酯、聚丁二酸（4-羟 基-2, 2, 6, 6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯、聚{[6-[(1，1，3, 3-四甲基丁基）氨基]]-1，3, 5-三 嗪-2, 4-[ (2, 2, 6, 6，-四甲基-哌啶基）亚氨基]-1，6-己二撑[(2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌 啶基）亚氨基]}和三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。
7. 根据权利要求1所述的一种聚丙烯组合物，其特征在于，所述的金属钝化剂为酰肼 类化合物。
8. 权利要求1所述的一种聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，将50~85份的聚丙 烯、0. 5~2. 0份相容剂、1. (T2. 0份抗氧剂、0. 1、. 2份金属钝化剂以及0. 3~0. 5份润滑剂混 合均匀后经过挤出机充分熔融塑化，然后将熔体送入温度设置为22(T240°C的熔体槽中，同 时将15~50份长玻璃纤维加入熔体槽，调整挤出机的喂料速度以及牵引机的牵引速度玻纤 含量在1(T50%，得到玻纤增强聚丙烯复合材料。
9. 如权利要求8所述聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，所述的挤出机为双螺杆 挤出机，螺杆各区温度分别为 150?170°C，170?190°C，18(T200°C，190?210°C，20(T220°C， 21(r230°C，机头为 215?235°C。
【文档编号】C08K7/14GK104419058SQ201310382689
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】杨桂生, 郭雪晴 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司