功能复合填料改性聚丙烯及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种功能复合填料改性聚丙烯及其制备方法，以重量份数计，包括以下组分聚丙烯60~80，复合填料15~35，增韧剂5~10，相容剂3~7，复合偶联剂0.5~2；其中，复合填料由片状填料：纤维状填料：球状填料按重量比1：1：2组成。本发明的功能复合填料改性聚丙烯，其各组分的相容性好，力学性质优异，改善了材料的低温性能和韧性，能够满足工程上对电缆管的各种要求。
【专利说明】功能复合填料改性聚丙烯及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及改性聚丙烯及其制备方法，尤其是采用功能复合填料改性的聚丙烯及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚丙烯(PP)是应用最为广泛的通用树脂之一，由于其原料丰富、工艺简便、价廉性优、电绝缘性能佳。与其它塑料相比，它具有较好的综合性能，加上其制品无毒无味，光泽性好且耐化学药品，因此被广泛用于电器、汽车、包装及日用品等领域。但是PP耐寒性差、低温易脆断、其次收缩率大、抗蠕变性差、制品尺寸稳定性差，容易产生翘曲变形，难以满足工程MPP电缆管的相关需求。
[0003]故，需要对聚丙烯进行改性，以增强其相关性能。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明的一个目的是提供一种功能复合填料改性聚丙烯，以解决上述问题。本发明的另一个目的是提供上述功能复合填料改性聚丙烯的制备方法。
[0005]技术方案:一种功能复合填料改性聚丙烯，以重量份数计，包括以下组分:聚丙烯60~80，复合填料15~35，增韧剂5~10，相容剂3~7，复合偶联剂0.5~2 ;其中，复合填料由片状填料:纤维状填 料:球状填料按重量比1:1:2组成。
[0006]所述片状填料为片状云母，所述纤维状填料为纤维状BaSO4,所述球状填料为球状CaCO30所述增韧剂为聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶，及苯乙烯与丁二烯嵌段共聚物中的至少一种。所述相容剂为丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸、丙烯与甲基丙烯酸共聚物，及丙烯与丙烯酸乙酯共聚物中的至少一种。所述复合偶联剂由等重量的硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂组成。
[0007]上述功能复合填料改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤:
[0008]步骤一、按照上述重量比例准备无机填料和聚丙烯树脂，并将其在高速分散机中混合，高速分散机的转速为700~1400r/min，时间为15~20min ；
[0009]步骤二、加入复合偶联剂对进行表面处理；加入增韧剂和相容剂并充分分散，高速混合机的转速为700~1400r/min，时间为5~IOmin ;使温度达到80_90°C ；
[0010]步骤三、将获得的混合物料送入双螺杆挤出机，进行塑化、挤出和造粒，挤出机螺杆转速400~600r/min，六个加热段和机头口模的温度分别为:160 ± 2 °C，170 ± 2 °C，190±2°C，195±2°C，205±2°C，210±2°C，200±2°C。
[0011]有益效果:本发明的功能复合填料改性聚丙烯，其各组分的相容性好，力学性质优异，改善了材料的低温性能和韧性，能够满足工程上对电缆管的各种要求，具体性能见下文各实验数据。
【具体实施方式】[0012]实施例1
[0013]一种功能复合填料改性聚丙烯，以重量份数计，包括以下组分:聚丙烯65，复合填料23，增韧剂7，相容剂6，复合偶联剂1.5。
[0014]其中，复合填料由片状填料:纤维状填料:球状填料按重量比1:1:2组成，片状填料为片状云母，纤维状填料为纤维状BaSO4,球状填料为球状CaC03。增韧剂为聚烯烃弹性体。相容剂为丙烯接枝马来酸酐。复合偶联剂由等重量的硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂组成。
[0015]上述功能复合填料改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤:
[0016]步骤一、按照上述重量比例准备无机填料和聚丙烯树脂，并将其在高速分散机中混合，高速分散机的转速为1000r/min,时间为18min ；
[0017]步骤二、加入复合偶联剂对进行表面处理；加入增韧剂和相容剂并充分分散，高速混合机的转速为800r/min，时间为8min ;使温度达到85°C ；
[0018]步骤三、将获得的混合物料送入双螺杆挤出机，进行塑化、挤出和造粒，挤出机螺杆转速500r/min，六个加热段和机头口模的温度分别为:160°C，170°C，190°C，195°C，205°C,210°C,200°C。
[0019]实施例2
[0020]一种功能复合填料改性聚丙烯，以重量份数计，包括以下组分:聚丙烯72，复合填料18，增韧剂8，相容剂5，复合偶联剂0.8。
[0021]其中，复合填料由片状填料:纤维状填料:球状填料按重量比1:1:2组成，片状填料为片状云母，纤维状填料为纤维状BaSO4,球状填料为球状CaC03。增韧剂为聚烯烃弹性体。相容剂为丙烯接枝马来酸酐。复合偶联剂由等重量的硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂组成。
[0022]上述功能复合填料改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤:
[0023]步骤一、按照上述重量比例准备无机填料和聚丙烯树脂，并将其在高速分散机中混合，高速分散机的转速为1200r/min，时间为20min ；
[0024]步骤二、加入复合偶联剂对进行表面处理；加入增韧剂和相容剂并充分分散，高速混合机的转速为1000r/min，时间为5min ;使温度达到90°C ；
[0025]步骤三、将获得的混合物料送入双螺杆挤出机，进行塑化、挤出和造粒，挤出机螺杆转速400~600r/min，六个加热段和机头口模的温度分别为:161 °C，172 °C，188 °C，195°C,203°C,212°C,202°C。
[0026]实施例3
[0027]—种功能复合填料改性聚丙烯，以重量份数计，包括以下组分:聚丙烯80，复合填料30，增韧剂8，相容剂6.2，复合偶联剂2。
[0028]其中，复合填料由片状填料:纤维状填料:球状填料按重量比1:1:2组成，片状填料为片状云母，纤维状填料为纤维状BaSO4,球状填料为球状CaC03。增韧剂为三元乙丙橡胶。相容剂为聚丙烯接枝丙烯酸。复合偶联剂由等重量的硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂组成。
[0029]上述功能复合填料改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤:
[0030]步骤一、按照上述重量比例准备无机填料和聚丙烯树脂，并将其在高速分散机中混合，高速分散机的转速为750r/min,时间为15min ；
[0031]步骤二、加入复合偶联剂对进行表面处理；加入增韧剂和相容剂并充分分散，高速混合机的转速为1300r/min，时间为IOmin ;使温度达到80°C ；[0032]步骤三、将获得的混合物料送入双螺杆挤出机，进行塑化、挤出和造粒，挤出机螺杆转速400~600r/min，六个加热段和机头口模的温度分别为:160°C，1701°C，192°C，193°C,203°C,208°C,202°C。
[0033]实施例4
[0034]一种功能复合填料改性聚丙烯，以重量份数计，包括以下组分:聚丙烯74，复合填料20，增韧剂9，相容剂5.5，复合偶联剂1.8。
[0035]其中，复合填料由片状填料:纤维状填料:球状填料按重量比1:1:2组成，片状填料为片状云母，纤维状填料为纤维状BaSO4,球状填料为球状CaC03。增韧剂为苯乙烯与丁二烯嵌段共聚物。相容剂为丙烯与甲基丙烯酸共聚物。复合偶联剂由等重量的硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂组成。
[0036]上述功能复合填料改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤:
[0037]步骤一、按照上述重量比例准备无机填料和聚丙烯树脂，并将其在高速分散机中混合，高速分散机的转速为900r/min,时间为18min ；
[0038]步骤二、加入复合偶联剂对进行表面处理；加入增韧剂和相容剂并充分分散，高速混合机的转速为900r/min，时间为5min ;使温度达到83°C ；
[0039]步骤三、将获得的混合物料送入双螺杆挤出机，进行塑化、挤出和造粒，挤出机螺杆转速400~600r/min，六个加热段和机头口模的温度分别为:160°C，172°C，192°C，193°C,203°C,208°C,202°C。
[0040]实施例5
[0041]一种功能复合填料改性聚丙烯，以重量份数计，包括以下组分:聚丙烯70，复合填料35，增韧剂6，相容剂6.5，复合偶联剂1.2。
[0042]其中，复合填料由片状填料:纤维状填料:球状填料按重量比1:1:2组成，片状填料为片状云母，纤维状填料为纤维状BaSO4,球状填料为球状CaC03。增韧剂为聚烯烃弹性体和苯乙烯与丁二烯嵌段共聚物中的等质量混合物。相容剂为丙烯接枝马来酸酐和聚丙烯接枝丙烯酸的等质量混合物。复合偶联剂由等重量的硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂组成。
[0043]上述功能复合填料改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤:
[0044]步骤一、按照上述重量比例准备无机填料和聚丙烯树脂，并将其在高速分散机中混合，高速分散机的转速为700r/min，时间为20min ；
[0045]步骤二、加入复合偶联剂对进行表面处理；加入增韧剂和相容剂并充分分散，高速混合机的转速为1300r/min，时间为9min ;使温度达到90°C ；
[0046]步骤三、将获得的混合物料送入双螺杆挤出机，进行塑化、挤出和造粒，挤出机螺杆转速400~600r/min，六个加热段和机头口模的温度分别为:162°C，170°C，190°C，195°C,207°C,211°C,202°C。
[0047]实施例6
[0048]一种功能复 合填料改性聚丙烯，以重量份数计，包括以下组分:聚丙烯76，复合填料15，增韧剂10，相容剂3，复合偶联剂2.2。
[0049]其中，复合填料由片状填料:纤维状填料:球状填料按重量比1:1:2组成，片状填料为片状云母，纤维状填料为纤维状BaSO4,球状填料为球状CaC03。增韧剂为聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶，及苯乙烯与丁二烯嵌段共聚物中的等重量混合物。相容剂为丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸、丙烯与甲基丙烯酸共聚物，的等重量混合物。复合偶联剂由等重量的硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂组成。
[0050]上述功能复合填料改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤:
[0051]步骤一、按照上述重量比例准备无机填料和聚丙烯树脂，并将其在高速分散机中混合，高速分散机的转速为800r/min,时间为16min ；
[0052]步骤二、加入复合偶联剂对进行表面处理；加入增韧剂和相容剂并充分分散，高速混合机的转速为1200r/min，时间为8min ;使温度达到80°C ；
[0053]步骤三、将获得的混合物料送入双螺杆挤出机，进行塑化、挤出和造粒，挤出机螺杆转速550r/min，六个加热段和机头口模的温度分别为:158 V，168 V，188 V，193 V，207°C,208°C,201°C。
[0054]实施例7
[0055]一种功能复合填料改性聚丙烯，以重量份数计，包括以下组分:聚丙烯63，复合填料29，增韧剂5，相容剂4，复合偶联剂0.5。
[0056]其中，复合填料由片状填料:纤维状填料:球状填料按重量比1:1:2组成，片状填料为片状云母，纤维状填料为纤维状BaSO4,球状填料为球状CaC03。增韧剂为聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶和苯乙烯与丁二烯嵌段共聚物中的等重量混合物。相容剂为丙烯接枝马来酸酐、丙烯与甲基丙烯酸共聚物及丙烯与丙烯酸乙酯共聚物中的等重量混合物。复合偶联剂由等重量的硅烷偶联剂 与钛酸酯偶联剂组成。
[0057]上述功能复合填料改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤:
[0058]步骤一、按照上述重量比例准备无机填料和聚丙烯树脂，并将其在高速分散机中混合，高速分散机的转速为1300r/min,时间为18min ；
[0059]步骤二、加入复合偶联剂对进行表面处理；加入增韧剂和相容剂并充分分散，高速混合机的转速为900r/min，时间为8min ;使温度达到85°C ；
[0060]步骤三、将获得的混合物料送入双螺杆挤出机，进行塑化、挤出和造粒，挤出机螺杆转速400r/min，六个加热段和机头口模的温度分别为:160 V，170 V，190 V，195 V，205°C,210°C,200°C。
[0061]实施例8
[0062]一种功能复合填料改性聚丙烯，以重量份数计，包括以下组分:聚丙烯60，复合填料32，增韧剂5，相容剂7，复合偶联剂2.2。
[0063]其中，复合填料由片状填料:纤维状填料:球状填料按重量比1:1:2组成，片状填料为片状云母，纤维状填料为纤维状BaSO4,球状填料为球状CaC03。增韧剂为聚烯烃弹性体。相容剂为丙烯接枝马来酸酐。复合偶联剂由等重量的硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂组成。
[0064]上述功能复合填料改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤:
[0065]步骤一、按照上述重量比例准备无机填料和聚丙烯树脂，并将其在高速分散机中混合，高速分散机的转速为1400r/min,时间为15min ；
[0066]步骤二、加入复合偶联剂对进行表面处理；加入增韧剂和相容剂并充分分散，高速混合机的转速为1250r/min，时间为8min ;使温度达到83°C ；
[0067]步骤三、将获得的混合物料送入双螺杆挤出机，进行塑化、挤出和造粒，挤出机螺杆转速400~600r/min，六个加热段和机头口模的温度分别为:158°C，170°C，192°C，192°C,203°C,208°C,202°C。
[0068]用上述实施例获得的产品进行实现，相关参数如下表所示:
[0069]
【权利要求】
1.一种功能复合填料改性聚丙烯，其特征在于，以重量份数计，包括以下组分: 聚丙烯60~80，复合填料15~35，增韧剂5~10，相容剂3~7，复合偶联剂0.5~.2 ;其中，复合填料由片状填料:纤维状填料:球状填料按重量比1:1:2组成。
2.如权利要求1所述的功能复合填料改性聚丙烯，其特征在于，所述片状填料为片状云母，所述纤维状填料为纤维状BaSO4,所述球状填料为球状CaC03。
3.如权利要求1所述的功能复合填料改性聚丙烯，其特征在于，所述增韧剂为聚烯 烃弹性体、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶，及苯乙烯与丁二烯嵌段共聚物中的至少一种。
4.如权利要求1至3任一项所述的功能复合填料改性聚丙烯，其特征在于，所述相容剂为丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸、丙烯与甲基丙烯酸共聚物，及丙烯与丙烯酸乙酯共聚物中的至少一种。
5.如权利要求1至3任一项所述的功能复合填料改性聚丙烯，其特征在于，所述复合偶联剂由等重量的硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂组成。
6.权利要求1所述的功能复合填料改性聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、按照上述重量比例准备无机填料和聚丙烯树脂，并将其在高速分散机中混合，高速分散机的转速为70(Tl400r/min，时间为15~20min ； 步骤二、加入复合偶联剂对进行表面处理；加入增韧剂和相容剂并充分分散，高速混合机的转速为70(Tl400r/min，时间为5~IOmin ;使温度达到80_90°C ； 步骤三、将获得的混合物料送入双螺杆挤出机，进行塑化、挤出和造粒，挤出机螺杆转速40(T600r/min，六个加热段和机头口模的温度分别为:160 ± 2 °C，170 ± 2 °C，190 ± 2 °C，195±2°C，205±2°C，210±2°C，200±2°C。
【文档编号】C08K3/30GK103788489SQ201410039864
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】孙斌, 俞强, 丁永红, 苏中悦, 经晶 申请人:江苏圣通环境工程有限公司