一种耐低温PP材料及其制备工艺的制作方法

文档序号:13753893阅读:668来源:国知局

本发明涉及PP材料改性技术领域,尤其是指一种耐低温PP材料及其制备工艺。



背景技术:

现有技术中,普通PP材料(聚丙烯,由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂)由于结晶度较高,故耐低温性能差,同时有些产品容易产生应力集中。

公开号为CN103665576A公开一种耐低温增强PP复合材料及其制备方法,其通过加入耐寒剂己二酸二辛脂、己二酸二异癸酯、壬二酸二辛酯或癸二酸二辛酯使PP耐低温,其缺陷在于:所述PP复合材料在使用的过程中,耐寒剂容易析出,其耐寒效果慢慢减弱,且该耐寒剂容易污染使用环境。

公开号为105504494A公开一种耐低温增强PP塑料及其制备方法,其通过加入由40-60wt%EVA-g-MAH和40-60wt%EPDM-g-MAH混合而成的增韧剂使PP塑料耐低温,其缺陷在于:所述PP塑料在使用的过程中,增韧剂容易析出,其耐寒效果慢慢减弱,且该增韧剂容易污染使用环境。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种耐低温PP材料及其制备工艺,使得PP材料耐低温性能较好,且性能较为稳定。

为达成上述目的,本发明的解决方案为:

一种耐低温PP材料,由以下组分按重量百分比组成:PP40-90%,PE(聚乙烯)3-15%,PS(聚苯乙烯)1-8%,矿粉0-60%,相容剂PP-G-MAH(聚丙烯接枝马来酸酐)或SEBS-G-MAH(氢化苯乙烯-丁二烯接枝马来酸酐)3-8%,硅烷偶联剂1-5%,有机锡0.005-0.5%,引发剂0.005-0.5%。

进一步,引发剂为DCP、BIPB、双24或双25。

进一步,矿粉为碳酸钙、高岭土、氧化铝、滑石粉或氧化锌。

一种耐低温PP材料制备工艺,包括以下步骤:

一,按照质量份称取矿粉0-60%,在100-130℃烘烤3-6小时,加入搅拌机中搅拌,边搅拌边加入硅烷偶联剂,再加入PP重量百分比为40-90%,PS重量百分比为1-8%,相容剂PP-G-MAH或SEBS-G-MAH重量百分比为3-8%和有机锡重量百分比为0.005-0.5%在搅拌器中搅拌混合,得到分散均匀的混合物A;

二,按照质量份称取PE3-15%,硅烷偶联剂和引发剂重量百分比为0.005-0.5%,加入搅拌机中搅拌,得到分散均匀的混合物B,步骤一和步骤二中硅烷偶联剂总的重量百分比为1-5%;

三,将步骤一所得均匀混合物A投置于双螺杆挤出机主喂料斗中,将步骤二所得混合物B投置于双螺杆挤出机侧喂料斗中,经熔融挤出,造粒。

进一步,在步骤一和步骤二中,在搅拌机内搅拌10-40min,转速800-1200r/min。

进一步,在步骤三中,主喂料速度为60-120r/min;侧向喂料速度为40-110r/min;主机螺杆转速为250-350r/min,加工温度为160-230℃,温度过低无法熔融,而温度过高会导致PP分解过度或反应过快,挤出压力为1.0-6.0MPa,切粒速度为200-400r/min。

采用上述方案后,本发明使得PP发生交联反应,从而提高PP材料耐低温性能,其反应过程为:一,在交联开始时,引发剂受热分解,生成两个游离基;二,游离基转移到PE聚乙烯分子链上,生成大分子游离基;三,聚乙烯大分子游离基相互反应,形成交联链。其PE交联机理为:

聚乙烯过氧化物交联的基本历程大体可分三个阶段:

(1)在交联开始时,DCP受热分解,生成两个游离基(均裂):

过氧化二异丙苯(DCP)

(2)游离基转移到聚乙烯分子链上,生成大分子游离基:

(3)聚乙烯大分子游离基相互反应,形成交联链。

同时,因PE聚乙烯的引发剂会降解PP,故采用加入PS降低其降解,同时采用侧喂料加入引发剂的方法,缩短PP与引发剂过氧化物反应的行程,进一步降低PP的降解,使PP的自身基本物性如拉伸强度、弯曲强度等基本不下降,而伸长率和冲冲性能有较大的提高,最重要的是使得PP的耐低温性大幅提高。加入矿粉可以避免PP收缩,且成本较低。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做详细描述。

实施例一

一种耐低温PP材料,由以下组分按重量百分比组成:PP63%,PE(聚乙烯)5%,PS(聚苯乙烯)5%,氧化锌20%,相容剂PP-G-MAH(聚丙烯接枝马来酸酐)5%,硅烷偶联剂2%,有机锡0.005%,DCP(过氧化二异丙苯)0.005%。

所述耐低温PP材料制备工艺,包括以下步骤:

一,按照质量份称取氧化锌20%,在100-130℃烘烤3-6小时,加入搅拌机中搅拌,边搅拌边加入硅烷偶联剂,再加入PP重量百分比为63%,PS重量百分比为5%,相容剂PP-G-MAH重量百分比为5%和有机锡重量百分比为0.005%在搅拌器中搅拌混合,得到分散均匀的混合物A。

二,按照质量份称取PE5%,硅烷偶联剂和DCP重量百分比为0.005%,加入搅拌机中搅拌,得到分散均匀的混合物B,步骤一和步骤二中硅烷偶联剂总的重量百分比为2%。

三,将步骤一所得均匀混合物A投置于双螺杆挤出机主喂料斗中,将步骤二所得混合物B投置于双螺杆挤出机侧喂料斗中,经熔融挤出,造粒。

实施例二

一种耐低温PP材料,由以下组分按重量百分比组成:PP63%,PE(聚乙烯)5%,PS(聚苯乙烯)5%,氧化锌20%,相容剂PP-G-MAH(聚丙烯接枝马来酸酐)5%,硅烷偶联剂2%,有机锡0.008%,DCP(过氧化二异丙苯)0.005%。

所述耐低温PP材料制备工艺,包括以下步骤:

一,按照质量份称取氧化锌20%,在100-130℃烘烤3-6小时,加入搅拌机中搅拌,边搅拌边加入硅烷偶联剂,再加入PP重量百分比为63%,PS重量百分比为5%,相容剂PP-G-MAH重量百分比为5%和有机锡重量百分比为0.008%在搅拌器中搅拌混合,得到分散均匀的混合物A。

二,按照质量份称取PE5%,硅烷偶联剂和DCP重量百分比为0.005%,加入搅拌机中搅拌,得到分散均匀的混合物B,步骤一和步骤二中硅烷偶联剂总的重量百分比为2%。

三,将步骤一所得均匀混合物A投置于双螺杆挤出机主喂料斗中,将步骤二所得混合物B投置于双螺杆挤出机侧喂料斗中,经熔融挤出,造粒。

实施例三

一种耐低温PP材料,由以下组分按重量百分比组成:PP58%,PE(聚乙烯)10%,PS(聚苯乙烯)5%,氧化锌20%,相容剂PP-G-MAH(聚丙烯接枝马来酸酐)5%,硅烷偶联剂2%,有机锡0.008%,DCP(过氧化二异丙苯)0.005%。

所述耐低温PP材料制备工艺,包括以下步骤:

一,按照质量份称取氧化锌20%,在100-130℃烘烤3-6小时,加入搅拌机中搅拌,边搅拌边加入硅烷偶联剂,再加入PP重量百分比为58%,PS重量百分比为5%,相容剂PP-G-MAH重量百分比为5%和有机锡重量百分比为0.008%在搅拌器中搅拌混合,得到分散均匀的混合物A。

二,按照质量份称取PE10%,硅烷偶联剂和DCP重量百分比为0.005%,加入搅拌机中搅拌,得到分散均匀的混合物B,步骤一和步骤二中硅烷偶联剂总的重量百分比为2%。

三,将步骤一所得均匀混合物A投置于双螺杆挤出机主喂料斗中,将步骤二所得混合物B投置于双螺杆挤出机侧喂料斗中,经熔融挤出,造粒。

实施例四

一种耐低温PP材料,由以下组分按重量百分比组成:PP58%,PE(聚乙烯)10%,PS(聚苯乙烯)5%,氧化锌20%,相容剂SEBS-G-MAH(氢化苯乙烯-丁二烯接枝马来酸酐)5%,硅烷偶联剂2%,有机锡0.008%,BIPB0.008%。

所述耐低温PP材料制备工艺,包括以下步骤:

一,按照质量份称取氧化锌20%,在100-130℃烘烤3-6小时,加入搅拌机中搅拌,边搅拌边加入硅烷偶联剂,再加入PP重量百分比为58%,PS重量百分比为5%,相容剂SEBS-G-MAH重量百分比为5%和有机锡重量百分比为0.008%在搅拌器中搅拌混合,得到分散均匀的混合物A。

二,按照质量份称取PE10%,硅烷偶联剂和BIPB重量百分比为0.008%,加入搅拌机中搅拌,得到分散均匀的混合物B,步骤一和步骤二中硅烷偶联剂总的重量百分比为2%。

三,将步骤一所得均匀混合物A投置于双螺杆挤出机主喂料斗中,将步骤二所得混合物B投置于双螺杆挤出机侧喂料斗中,经熔融挤出,造粒。

实施例五

一种耐低温PP材料,由以下组分按重量百分比组成:PP58%,PE(聚乙烯)10%,PS(聚苯乙烯)5%,高岭土20%,相容剂SEBS-G-MAH(氢化苯乙烯-丁二烯接枝马来酸酐)5%,硅烷偶联剂2%,有机锡0.01%,BIPB0.006%。

所述耐低温PP材料制备工艺,包括以下步骤:

一,按照质量份称取高岭土20%,在100-130℃烘烤3-6小时,加入搅拌机中搅拌,边搅拌边加入硅烷偶联剂,再加入PP重量百分比为58%,PS重量百分比为5%,相容剂SEBS-G-MAH重量百分比为5%和有机锡重量百分比为0.01%在搅拌器中搅拌混合,得到分散均匀的混合物A。

二,按照质量份称取PE10%,硅烷偶联剂和BIPB重量百分比为0.006%,加入搅拌机中搅拌,得到分散均匀的混合物B,步骤一和步骤二中硅烷偶联剂总的重量百分比为2%。

三,将步骤一所得均匀混合物A投置于双螺杆挤出机主喂料斗中,将步骤二所得混合物B投置于双螺杆挤出机侧喂料斗中,经熔融挤出,造粒。

实施例六

一种耐低温PP材料,由以下组分按重量百分比组成:PP57%,PE(聚乙烯)10%,PS(聚苯乙烯)5%,碳酸钙20%,相容剂SEBS-G-MAH(氢化苯乙烯-丁二烯接枝马来酸酐)5%,硅烷偶联剂3%,有机锡0.01%,BIPB0.006%。

所述耐低温PP材料制备工艺,包括以下步骤:

一,按照质量份称取碳酸钙20%,在100-130℃烘烤3-6小时,加入搅拌机中搅拌,边搅拌边加入硅烷偶联剂,再加入PP重量百分比为57%,PS重量百分比为5%,相容剂SEBS-G-MAH重量百分比为5%和有机锡重量百分比为0.01%在搅拌器中搅拌混合,得到分散均匀的混合物A。

二,按照质量份称取PE10%,硅烷偶联剂和BIPB重量百分比为0.006%,加入搅拌机中搅拌,得到分散均匀的混合物B,步骤一和步骤二中硅烷偶联剂总的重量百分比为3%。

三,将步骤一所得均匀混合物A投置于双螺杆挤出机主喂料斗中,将步骤二所得混合物B投置于双螺杆挤出机侧喂料斗中,经熔融挤出,造粒。

实施例七

一种耐低温PP材料,由以下组分按重量百分比组成:PP68%,PE(聚乙烯)10%,PS(聚苯乙烯)5%,滑石粉20%,相容剂SEBS-G-MAH(氢化苯乙烯-丁二烯接枝马来酸酐)5%,硅烷偶联剂2%,有机锡0.008%,BIPB0.005%。

所述耐低温PP材料制备工艺,包括以下步骤:

一,按照质量份称取滑石粉20%,在100-130℃烘烤3-6小时,加入搅拌机中搅拌,边搅拌边加入硅烷偶联剂,再加入PP重量百分比为68%,PS重量百分比为5%,相容剂SEBS-G-MAH重量百分比为5%和有机锡重量百分比为0.008%在搅拌器中搅拌混合,得到分散均匀的混合物A。

二,按照质量份称取PE10%,硅烷偶联剂和BIPB重量百分比为0.005%,加入搅拌机中搅拌,得到分散均匀的混合物B,步骤一和步骤二中硅烷偶联剂总的重量百分比为2%。

三,将步骤一所得均匀混合物A投置于双螺杆挤出机主喂料斗中,将步骤二所得混合物B投置于双螺杆挤出机侧喂料斗中,经熔融挤出,造粒。

实施例八

一种耐低温PP材料,由以下组分按重量百分比组成:PP58%,PE(聚乙烯)10%,PS(聚苯乙烯)5%,氧化铝20%,相容剂PP-G-MAH(聚丙烯接枝马来酸酐)5%,硅烷偶联剂2%,有机锡0.008%,DCP0.005%。

所述耐低温PP材料制备工艺,包括以下步骤:

一,按照质量份称取氧化铝20%,在100-130℃烘烤3-6小时,加入搅拌机中搅拌,边搅拌边加入硅烷偶联剂,再加入PP重量百分比为58%,PS重量百分比为5%,相容剂PP-G-MAH重量百分比为5%和有机锡重量百分比为0.008%在搅拌器中搅拌混合,得到分散均匀的混合物A。

二,按照质量份称取PE10%,硅烷偶联剂和DCP重量百分比为0.005%,加入搅拌机中搅拌,得到分散均匀的混合物B,步骤一和步骤二中硅烷偶联剂总的重量百分比为2%。

三,将步骤一所得均匀混合物A投置于双螺杆挤出机主喂料斗中,将步骤二所得混合物B投置于双螺杆挤出机侧喂料斗中,经熔融挤出,造粒。

实施例九

一种耐低温PP材料,由以下组分按重量百分比组成:PP58%,PE(聚乙烯)10%,PS(聚苯乙烯)5%,高岭土20%,相容剂PP-G-MAH(聚丙烯接枝马来酸酐)5%,硅烷偶联剂2%,有机锡0.005%,BIPB0.005%。

所述耐低温PP材料制备工艺,包括以下步骤:

一,按照质量份称取高岭土20%,在100-130℃烘烤3-6小时,加入搅拌机中搅拌,边搅拌边加入硅烷偶联剂,再加入PP重量百分比为58%,PS重量百分比为5%,相容剂PP-G-MAH重量百分比为5%和有机锡重量百分比为0.005%在搅拌器中搅拌混合,得到分散均匀的混合物A。

二,按照质量份称取PE10%,硅烷偶联剂和BIPB重量百分比为0.005%,加入搅拌机中搅拌,得到分散均匀的混合物B,步骤一和步骤二中硅烷偶联剂总的重量百分比为2%。

三,将步骤一所得均匀混合物A投置于双螺杆挤出机主喂料斗中,将步骤二所得混合物B投置于双螺杆挤出机侧喂料斗中,经熔融挤出,造粒。

实施例十

一种耐低温PP材料,由以下组分按重量百分比组成:PP68%,PE(聚乙烯)10%,PS(聚苯乙烯)5%,氧化锌10%,相容剂SEBS-G-MAH(氢化苯乙烯-丁二烯接枝马来酸酐)5%,硅烷偶联剂2%,有机锡0.01%,BIPB0.01%。

所述耐低温PP材料制备工艺,包括以下步骤:

一,按照质量份称取氧化锌10%,在100-130℃烘烤3-6小时,加入搅拌机中搅拌,边搅拌边加入硅烷偶联剂,再加入PP重量百分比为68%,PS重量百分比为5%,相容剂SEBS-G-MAH重量百分比为5%和有机锡重量百分比为0.01%在搅拌器中搅拌混合,得到分散均匀的混合物A。

二,按照质量份称取PE10%,硅烷偶联剂和BIPB重量百分比为0.01%,加入搅拌机中搅拌,得到分散均匀的混合物B,步骤一和步骤二中硅烷偶联剂总的重量百分比为2%。

三,将步骤一所得均匀混合物A投置于双螺杆挤出机主喂料斗中,将步骤二所得混合物B投置于双螺杆挤出机侧喂料斗中,经熔融挤出,造粒。

经测试,上述实施例的物性为:

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非对本案设计的限制,凡依本案的设计关键所做的等同变化,均落入本案的保护范围。

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