POE增韧PP复合材料的制备方法与流程

本发明涉及一种POE增韧PP复合材料的制备方法，属于高分子材料加工技术领域。

背景技术：

聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂，原料来源丰富、价格低廉，是通用树脂中增长最快、耐热性最好的树脂。它是一种半结晶、无毒、无臭、无味的乳白色的聚合物，密度只有0.90～0.91g/cm³，是目前所有塑料中最轻的品种之一。聚丙烯耐热性优良，熔点在160℃左右，可在100℃～120℃下长期使用。聚丙烯对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01％，分子量约8万～15万，成型性好。自1957年由意大利的蒙特卡蒂尼公司实现工业化以来，因其具有的加工性能优良，屈服强度、拉伸强度及弹性模量较高，电绝缘性良好，耐应力龟裂及耐化学药品性较佳等性能特点，以及生产能耗低，污染少，生产工艺简单，经济环保，可根据市场要求生产不同性能、牌号的产品的高适应性，此外，现阶段研究通过共混、共聚及合金化等手段也可使聚丙烯改性，赋于其一些高，新性能，使其向工程塑料和高性能化方向发展等特点，使得聚丙烯成在五大通用热塑性树脂中发展历史最短、增长最快的品种。据统计，聚丙烯是在过去十年中增长最快的塑料品种，而且预计至少在下一个十年中仍将保持这种势头。聚丙烯也被认为是在汽车工业用塑料中最具潜力的品种，在所有热塑性塑料产品应用中表现出最大的活力。聚丙烯被广泛用于汽车工业、家用电器、日用品及家具、包装、纺织、运输、建材等领域，其中聚丙烯材料在汽车上的应用，己成为我国汽车工业零部件国产化的主要研究方向之一。

但是聚丙烯也有一些明显的不足，聚丙烯较高的玻璃化转变温度、较大的球晶尺寸导致了较低的模量和冲击强度，尤其是低温缺口冲击强度较差。聚丙烯韧性较差，低温易脆裂严重，耐磨性不足，热变形温度不高，耐候性差以及成型时收缩率较大(为1～2.5％)，容易导致厚壁制品凹陷，对一些尺寸精度较高零件很难于达到要求等缺点，这大大限制了PP的推广和应用。目前国内工业化的品种并不多，在质量和数量方面与国外存在着非常大的差距，在国际市场上没有有效的竞争力优势。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种POE增韧PP复合材料及其制备方法，所解决的技术问题在于克服了现有技术中PP材料韧性较差、冲击强度较低的缺陷。本发明的制备方法工艺简单，所制得的POE增韧PP复合材料具有良好的冲击强度和较高的断裂伸长率，并且通过调节POE增韧PP复合材料中POE和PP的配比，还能够满足不同使用环境下对PP复合材料机械性能的要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种POE增韧PP复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

将POE和PP分别干燥后，依次进行物理混合和熔融共混，得到所述的POE增韧PP复合材料；

其中，所述熔融共混是在开炼机、密炼机或挤出机中进行的。

作为优选方案，所述熔融共混在开炼机中进行时，控制共混温度为170～190℃。

作为优选方案，所述熔融共混在密炼机中进行时，控制共混温度为170～190℃，转速为50～100r/min。

作为优选方案，所述熔融共混在挤出机中进行时，控制料筒各段温度分别为160～170℃，160～175℃，170～180℃，175～185℃，180～190℃，螺杆温度为180～190℃，机头温度为180～190℃，螺杆转速为180～220r/min，投料转速为30～80r/min。

作为优选方案，所述POE和PP的重量百分数分别为0～50％和50～100％。

作为优选方案，所述POE和PP的重量百分数分别为10～20％和80～90％。

作为优选方案，所述POE和PP的干燥温度均为90～120℃。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、产品韧性极佳，断裂伸长率250～520％；

2、产品拉伸强度适中，拉伸强度19.1～21.5MPa，邵氏硬度64～70；

3、产品冲击强度较好，冲击强度17～30kJ/m²，成本低廉，操作简单，可以广泛生产并替代现有材料。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为POE掺杂量对POE增韧PP复合材料的断裂伸长率的影响曲线；

图2为POE掺杂量对POE增韧PP复合材料的冲击强度的影响曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例涉及一种POE增韧PP复合材料的制备方法，其包括下述步骤：将5重量份的POE和95重量份的PP于90℃下干燥6小时，于高速混合机中混合均匀，采用开炼机进行熔融共混，成型，即可；其中，开炼温度为180℃，开炼时间为15分钟。

实施例2

本实施例涉及一种POE增韧PP复合材料的制备方法，其包括下述步骤：将10重量份的POE和90重量份的PP于120℃下干燥6小时，于高速混合机中混合均匀，采用密炼机进行熔融共混，成型，即可；其中，密炼温度为180℃，密炼时间为10分钟，密炼机的转速为60r/min。

实施例3

本实施例涉及一种POE增韧PP复合材料的制备方法，其包括下述步骤：将15重量份的POE和85重量份的PP于100℃下干燥6小时，于高速混合机中混合均匀，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，成型，即可；其中，料筒各段温度分别为160℃，165℃，170℃，175℃，180℃，螺杆温度为180℃，机头温度为180℃，螺杆转速为180r/min，投料转速为30r/min。

实施例4

本实施例涉及一种POE增韧PP复合材料的制备方法，其包括下述步骤：将20重量份的POE和80重量份的PP于110℃下干燥6小时，于高速混合机中混合均匀，采用密炼机进行熔融共混，成型，即可；其中，密炼温度为190℃，密炼时间为15分钟，密炼机的转速为80r/min。

实施例5

本实施例涉及一种POE增韧PP复合材料的制备方法，其包括下述步骤：将25重量份的POE和75重量份的PP于100℃下干燥6小时，于高速混合机中混合均匀，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，成型，即可；其中，料筒各段温度分别为170℃，175℃，180℃，185℃，190℃，螺杆温度为185℃，机头温度为185℃，螺杆转速为200r/min，投料转速为50r/min。

对比例1

本对比例涉及一种POE增韧PP复合材料的制备方法，其包括下述步骤：将100重量份的PP于120℃下干燥6小时，于高速混合机中混合均匀，采用密炼机进行熔融共混，成型，即可；其中，密炼温度为180℃，密炼时间为10分钟，密炼机的转速为60r/min。

效果实施例

(1)断裂伸长率

对实施例1～5的POE增韧PP复合材料和对比例1的断裂伸长率进行测试，结果如图1所示。POE能够显著提高PP材料的断裂伸长率，实施例3中POE添加量为15份时，POE增韧PP复合材料的断裂伸长率就已经达到了420％，对比例1纯PP材料的断裂伸长率为135％。

(2)冲击强度

对实施例1～5的POE增韧PP复合材料和对比例1的冲击强度进行测试，结果如图2所示。POE能够明显提高PP材料的冲击强度，实施例2中POE添加量为10份时，POE增韧PP复合材料的冲击强度就已经达到了23kJ/m²，对比例纯PP的冲击强度为10kJ/m²。

(3)性能测试

对实施例1～5的POE增韧PP复合材料和对比例1的性能进行测试，结果如表1。POE增韧PP复合材料的拉伸强度和邵氏硬度随着POE份数的增加而降低，断裂伸长率和冲击强度随着POE份数的增加而明显升高。这表明POE可以有效的提高PP材料的韧性和冲击强度。

表1

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。