本发明涉及塑料生产
技术领域：
，更具体的说，它涉及一种低温抗冲击防护箱材料及其制备方法。
背景技术：
在对物资进行储存和运输时，为了防止物资在搬运过程中出现损坏，一般采用将物资放在防护箱内加以保护。现有的防护箱多数为普通塑料箱，而普通塑料箱大多采用普通高分子聚合材料制成，普通高分子聚合材料常见的有聚丙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯等，其可以达到普通物资的储存和运输要求。然而在军用、消防、航空航天等特殊领域用到的防护箱，由于物资的特殊性，例如武器、炸药、精密仪器等，在对这些物资进行储存和运输过程中，可能发生碰撞，严重时还可能导致防护箱的破损，甚至产生变形，破坏防护箱的密封性和防护性，进而造成物资的破坏，因此需要在运输过程中时刻保持小心谨慎，同时为了防止意外的发生，也需要提高防护箱的抗冲击性，然而现有的防护箱为了提高其抗冲击性多采用增加防护箱的厚度，增加了其生产成本，因此如何制备一种抗冲击性高的防护箱材料，用于保证特征物资储存和运输过程中的安全，成为亟待解决的问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种低温抗冲击防护箱材料，其在物资储存和运输时，具有良好的抗冲击力学性能，不仅降低了防护箱的厚度，而且降低了物资在储存和运输过程中防护箱损坏的可能性，提高了物资的安全性，同时还提高了其强度。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种低温抗冲击防护箱材料，按重量份数计，其原料包括聚丙烯-聚乙烯共聚物65-95份、山梨醇2.1-3.3份、聚乙烯蜡0.23-0.38份、抗氧化剂0.95-1.45份、光稳定剂0.46-0.65份、增韧剂13-18份、抗冲击改性剂2.5-3.4份，所述抗冲击改性剂包括异丁烯橡胶50-71份、马来酸酐接枝共聚物13-18份、重质碳酸钙10-12份、乙撑基双硬脂酰胺3.5-4.5份、柠檬酸钠0.8-1.1份。较优选地，其原料包括聚丙烯-聚乙烯共聚物80份、山梨醇2.6份、聚乙烯蜡0.3份、抗氧化剂1.2份、光稳定剂0.6份、增韧剂15份、抗冲击改性剂2.8份，所述抗冲击改性剂包括异丁烯橡胶63份、马来酸酐接枝共聚物15份、重质碳酸钙11份、乙撑基双硬脂酰胺4份、柠檬酸钠1份。通过采用上述技术方案，在低温抗冲击防护箱材料的原料中加入抗冲击改性剂，不仅提高了其抗击力学性能，而且提高了其强度。在不增加防护箱厚度的情况下，降低了物资在储存和运输过程中防护箱破坏的可能性，提高了物资的安全性，解决了防护箱抗冲击性差的技术问题。其中异丁烯橡胶、马来酸酐接枝共聚物、重质碳酸钙、乙撑基双硬脂酰胺、柠檬酸钠之间的共同作用提高了低温抗冲击防护箱材料中各原料之间的交联性以及分散性，起到了应力集中的作用，从而达到提高低温抗冲击防护箱材料的效果。较优选地，所述抗冲击改性剂采用以下方法制备：称取重量配方的各组分，将异丁烯橡胶、马来酸酐接枝共聚物放置于温度为110-120℃的搅拌釜内，搅拌10分钟，然后依次加入乙撑基双硬脂酰胺、重质碳酸钙、柠檬酸钠，并继续搅拌20-30分钟，之后经过冷却得到抗冲击改性剂。通过采用上述技术方案，使抗冲击改性剂之间的混合更均匀，且工艺更简单，降低了低温抗冲击防护箱材料的时间成本。较优选地，所述马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯辛烯、马来酸酐接枝乙酸乙烯中的一种或几种，所述马来酸酐接枝共聚物的平均分子量为20-100万。较优选地，所述聚丙烯-聚乙烯共聚物的制备采用在丙烯聚合过程中添加乙烯单体而制成，所述聚丙烯-聚乙烯共聚物中聚丙烯的重量占聚丙烯-聚乙烯共聚物总重量的80-90wt％，所述聚丙烯-聚乙烯共聚物中聚乙烯的重量占聚丙烯-聚乙烯共聚物总重量的10-20wt％。较优选地，所述抗氧化剂为硫代二丙酸双十八醇酯、2,4,6-三叔丁基苯酚、亚磷酸三苯酯中的一种或几种。较优选地，所述光稳定剂为二苯甲酮类光稳定剂、水杨酸类光稳定剂和苯并三唑类光稳定剂中的一种或几种。较优选地，所述二苯甲酮类光稳定剂为2-羟基-4甲氧基-二苯甲酮；所述水杨酸类光稳定剂为水杨酸苯酯；所述苯并三唑类光稳定剂为5-氯代苯并三唑。较优选地，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或几种。通过采用上述技术方案，对马来酸酐接枝共聚物、抗氧化剂、光稳定剂进行优化，提高了低温抗冲击防护箱材料的抗冲击力学性能和强度。本发明的目的二在于提供一种制备上述低温抗冲击防护箱材料的方法。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种制备上述低温抗冲击防护箱材料的方法，包括如下步骤：(1)称取重量配方的各组分，将山梨醇、聚乙烯蜡、抗氧化剂、光稳定剂放置在温度为110-120℃的搅拌釜内，搅拌30分钟，混合均匀，得到添加剂混合物，冷却、取出备用；(2)将聚丙烯-聚乙烯共聚物放置在温度为60-75℃的搅拌釜内，搅拌5分钟；之后加入添加剂混合物，并升温至110-120℃，搅拌10分钟，然后将增韧剂均分为三份，并在不停止搅拌的条件下，依次加入搅拌釜，将抗冲击改性剂均分为三份，并在不停止搅拌的条件下，依次加入搅拌釜，继续搅拌40-50分钟，得到混合料；(3)将混合料放置于双螺杆挤出机内，经过挤出造粒机组，在温度为190-210℃的条件下挤出，并经过骤冷、风干后得到初始半成品；(4)将初始半成品切粒成所需规格的原料粒子，并经过四层振动筛进行筛分，得到大小一致的低温抗冲击防护箱材料。通过采用上述技术方案，在聚丙烯-聚乙烯共聚物之中依次加入预先混合均匀的部分原料，且将剩余部分原料分批次加入，使各原料均匀分布在低温抗冲击防护箱材料的各个部分，防止低温抗冲击防护箱材料因局部受力而影响整体的抗冲击性。综上所述，本发明具有以下有益效果：第一、本发明的低温抗冲击防护箱材料，通过在原料中加入抗冲击改性剂，由于异丁烯橡胶、马来酸酐接枝共聚物、重质碳酸钙、乙撑基双硬脂酰胺、柠檬酸钠之间的共同作用提高了低温抗冲击防护箱材料中各原料之间的交联性以及分散性，起到了应力集中的作用，从而提高了低温抗冲击防护箱材料的抗冲击力学性能，同时还提高了低温抗冲击防护箱材料的强度。第二、异丁烯橡胶、马来酸酐接枝共聚物、重质碳酸钙三者之间相互协同作用，提高了低温抗冲击防护箱材料的抗冲击力学性能，而且在-40℃的条件下，三者之间相互协同作用对低温抗冲击防护箱材料的抗冲击力学性能影响更明显。第三、乙撑基双硬脂酰胺、柠檬酸钠两者之间相互协同作用，提高了低温抗冲击防护箱材料的抗冲击力学性能，而且在23℃的条件下，两者之间相互协同作用对低温抗冲击防护箱材料的抗冲击力学性能影响更明显。第四、在低温抗冲击防护箱材料的制备中，首先将预先混合均匀的部分原料加入聚丙烯-聚乙烯共聚物中，再分批次加入剩余部分原料，使各原料均匀分布在低温抗冲击防护箱材料的各个部分，防止低温抗冲击防护箱材料因局部受力而影响整体的抗冲击性，进一步提高了低温抗冲击防护箱材料的抗冲击力学性能。具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。表1实施例中抗冲击改性剂的各原料含量(单位：kg)抗冲击改性剂一二三异丁烯橡胶506371马来酸酐接枝共聚物131518重质碳酸钙121110乙撑基双硬脂酰胺4.54.03.5柠檬酸钠0.81.01.1表2实施例的各原料含量(单位：kg)实施例1234567聚丙烯-聚乙烯共聚物95806580808080山梨醇2.12.63.32.62.62.62.6聚乙烯蜡0.230.30.380.30.30.30.3抗氧化剂1.451.20.951.21.21.21.2光稳定剂0.650.60.460.60.60.60.6增韧剂18151315151515抗冲击改性剂一3.42.82.50.00.00.00.0抗冲击改性剂二0.00.00.02.80.02.82.8抗冲击改性剂三0.00.00.00.02.80.00.0实施例1(1)称取重量配方的各组分，将山梨醇、聚乙烯蜡、硫代二丙酸双十八醇酯、5-氯代苯并三唑放置在温度为110℃的搅拌釜内，搅拌30分钟，混合均匀，得到添加剂混合物，冷却、取出备用；(2)将聚丙烯-聚乙烯共聚物放置在温度为60℃的搅拌釜内，搅拌5分钟；之后加入添加剂混合物，并升温至110℃，搅拌10分钟，然后将甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物均分为三份，并在不停止搅拌的条件下，依次加入搅拌釜，将抗冲击改性剂均分为三份，并在不停止搅拌的条件下，依次加入搅拌釜，继续搅拌40分钟，得到混合料；(3)将混合料放置于双螺杆挤出机内，经过挤出造粒机组，在温度为210℃的条件下挤出，并经过骤冷、风干后得到初始半成品；(4)将初始半成品切粒成所需规格的原料粒子，并经过四层振动筛进行筛分，得到大小一致的低温抗冲击防护箱材料。其中，抗冲击改性剂采用以下方法制备：称取重量配方的各组分，将异丁烯橡胶、马来酸酐接枝乙烯辛烯放置于温度为110℃的搅拌釜内，搅拌10分钟，然后依次加入乙撑基双硬脂酰胺、重质碳酸钙、柠檬酸钠，并继续搅拌30分钟，之后经过冷却得到抗冲击改性剂。其中，聚丙烯-聚乙烯共聚物的制备采用在丙烯聚合过程中添加乙烯单体而制成，聚丙烯-聚乙烯共聚物中聚丙烯的重量占聚丙烯-聚乙烯共聚物总重量的90wt％，所述聚丙烯-聚乙烯共聚物中聚乙烯的重量占聚丙烯-聚乙烯共聚物总重量的10wt％。实施例2-5实施例2-5和实施例1的区别在于，制备低温抗冲击防护箱材料的原料配比不同，如表1和表2所示。实施例6实施例6和实施例4的区别在于，制备低温抗冲击防护箱材料的工艺条件和部分原料不同；(1)称取重量配方的各组分，将山梨醇、聚乙烯蜡、2,4,6-三叔丁基苯酚、2-羟基-4甲氧基-二苯甲酮放置在温度为115℃的搅拌釜内，搅拌30分钟，混合均匀，得到添加剂混合物，冷却、取出备用；(2)将聚丙烯-聚乙烯共聚物放置在温度为68℃的搅拌釜内，搅拌5分钟；之后加入添加剂混合物，并升温至115℃，搅拌10分钟，然后将丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物均分为三份，并在不停止搅拌的条件下，依次加入搅拌釜，将抗冲击改性剂均分为三份，并在不停止搅拌的条件下，依次加入搅拌釜，继续搅拌45分钟，得到混合料；(3)将混合料放置于双螺杆挤出机内，经过挤出造粒机组，在温度为200℃的条件下挤出，并经过骤冷、风干后得到初始半成品；(4)将初始半成品切粒成所需规格的原料粒子，并经过四层振动筛进行筛分，得到大小一致的低温抗冲击防护箱材料。其中，抗冲击改性剂采用以下方法制备：称取重量配方的各组分，将异丁烯橡胶、马来酸酐接枝聚丙烯放置于温度为115℃的搅拌釜内，搅拌10分钟，然后依次加入乙撑基双硬脂酰胺、重质碳酸钙、柠檬酸钠，并继续搅拌25分钟，之后经过冷却得到抗冲击改性剂。其中，聚丙烯-聚乙烯共聚物的制备采用在丙烯聚合过程中添加乙烯单体而制成，聚丙烯-聚乙烯共聚物中聚丙烯的重量占聚丙烯-聚乙烯共聚物总重量的85wt％，所述聚丙烯-聚乙烯共聚物中聚乙烯的重量占聚丙烯-聚乙烯共聚物总重量的15wt％。实施例7实施例7和实施例4的区别在于，制备低温抗冲击防护箱材料的工艺条件和原料不同；(1)称取重量配方的各组分，将山梨醇、聚乙烯蜡、亚磷酸三苯酯、水杨酸苯酯放置在温度为120℃的搅拌釜内，搅拌30分钟，混合均匀，得到添加剂混合物，冷却、取出备用；(2)将聚丙烯-聚乙烯共聚物放置在温度为75℃的搅拌釜内，搅拌5分钟；之后加入添加剂混合物，并升温至120℃，搅拌10分钟，然后将乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物均分为三份，并在不停止搅拌的条件下，依次加入搅拌釜，将抗冲击改性剂均分为三份，并在不停止搅拌的条件下，依次加入搅拌釜，继续搅拌50分钟，得到混合料；(3)将混合料放置于双螺杆挤出机内，经过挤出造粒机组，在温度为190℃的条件下挤出，并经过骤冷、风干后得到初始半成品；(4)将初始半成品切粒成所需规格的原料粒子，并经过四层振动筛进行筛分，得到大小一致的低温抗冲击防护箱材料。其中，抗冲击改性剂采用以下方法制备：称取重量配方的各组分，将异丁烯橡胶、马来酸酐接枝乙酸乙烯放置于温度为120℃的搅拌釜内，搅拌10分钟，然后依次加入乙撑基双硬脂酰胺、重质碳酸钙、柠檬酸钠，并继续搅拌20分钟，之后经过冷却得到抗冲击改性剂。其中，聚丙烯-聚乙烯共聚物的制备采用在丙烯聚合过程中添加乙烯单体而制成，聚丙烯-聚乙烯共聚物中聚丙烯的重量占聚丙烯-聚乙烯共聚物总重量的80wt％，所述聚丙烯-聚乙烯共聚物中聚乙烯的重量占聚丙烯-聚乙烯共聚物总重量的20wt％。对比例1对比例1和实施例4的区别在于，制备低温抗冲击防护箱材料中未添加抗冲击改性剂。对比例2对比例2和实施例4的区别在于，制备抗冲击改性剂中未添加异丁烯橡胶。对比例3对比例3和实施例4的区别在于，制备抗冲击改性剂中未添加马来酸酐接枝共聚物。对比例4对比例4和实施例4的区别在于，制备抗冲击改性剂中未添加重质碳酸钙。对比例5对比例5和实施例4的区别在于，制备抗冲击改性剂中未添加异丁烯橡胶、马来酸酐接枝共聚物、重质碳酸钙。对比例6对比例6和实施例4的区别在于，制备抗冲击改性剂中未添加乙撑基双硬脂酰胺。对比例7对比例7和实施例4的区别在于，制备抗冲击改性剂中未添加柠檬酸钠。对比例8对比例8和实施例4的区别在于，制备抗冲击改性剂中未添加乙撑基双硬脂酰胺、柠檬酸钠。低温抗冲击防护箱材料的评价对实施例1-7和对比例1-8制备得到的低温抗冲击防护箱材料，进行下述性能检测，检测结果如表3所示。1、依照gb/t1040-2006《塑料拉伸性能的测定》的标准测定对低温抗冲击防护箱材料的拉伸强度、断裂伸长率进行检测。2、依照gb/t9341-2008《塑料弯曲性能的测定》的标准测定对低温抗冲击防护箱材料的弯曲强度、弯曲模量进行检测。3、依照gb/t1843-1996《塑料悬臂梁冲击试验方法》的标准测定对低温抗冲击防护箱材料的缺口冲击强度进行检测。表3检测结果从表3中可以看出，本发明的低温抗冲击防护箱材料，通过加入抗冲击改性剂，不仅提高了其抗击力学性能，而且提高了其强度。在不增加防护箱厚度的情况下，降低了物资在储存和运输过程中防护箱破坏的可能性，提高了物资安全性，尤其是实施例4、实施例6、实施例7。通过对比实施例4和对比例1，对比例1和实施例4的区别之处在于低温抗冲击防护箱材料中未添加抗冲击改性剂，由此可以看出，抗冲击改性剂在-40℃到23℃的范围内明显提高了低温抗冲击防护箱材料的抗冲击力学性能，同时还提高了低温抗冲击防护箱材料的强度。通过对比实施例4和对比例2-5，对比例2和实施例4的区别之处在于低温抗冲击防护箱材料中未添加异丁烯橡胶；对比例3和实施例4的区别之处在于低温抗冲击防护箱材料中未添加马来酸酐接枝共聚物；对比例3和实施例4的区别之处在于低温抗冲击防护箱材料中未添加重质碳酸钙；对比例5和实施例4的区别之处在于低温抗冲击防护箱材料中未添加异丁烯橡胶、马来酸酐接枝共聚物、重质碳酸钙，由此可以看出，异丁烯橡胶、马来酸酐接枝共聚物、重质碳酸钙可以明显提高低温抗冲击防护箱材料的抗冲击力学性能，尤其是在-40℃的条件下，同时还提高了低温抗冲击防护箱材料的强度，这主要是由于异丁烯橡胶、马来酸酐接枝共聚物、重质碳酸钙三者之间相互协同作用的影响，进一步通过对比实施例4和对比例6-8，对比例6和实施例4的区别之处在于低温抗冲击防护箱材料中未添加乙撑基双硬脂酰胺；对比例7和实施例4的区别之处在于低温抗冲击防护箱材料中未添加柠檬酸钠；对比例8和实施例4的区别之处在于低温抗冲击防护箱材料中未添加乙撑基双硬脂酰胺、柠檬酸钠，由此可以看出乙撑基双硬脂酰胺、柠檬酸钠可以明显提高了低温抗冲击防护箱材料的抗冲击力学性能，尤其是在23℃的条件下，同时还提高了低温抗冲击防护箱材料的强度，这主要是由于乙撑基双硬脂酰胺、柠檬酸钠三者之间相互协同作用的影响。通过对比实施例2、实施例4、实施例5以及对比实施例1、实施例2、实施例3，实施例2、实施例4、实施例5三者之间的区别之处在于低温抗冲击防护箱材料中加入的抗冲击改性剂的原料配比不同；实施例1、实施例2、实施例3三者之间的区别之处在于低温抗冲击防护箱材料中加入的抗冲击改性剂原料配比相同，剩余其它原料配比不同，由此可以看出，低温抗冲击防护箱材料中各原料配比在给出的范围内能有效的提高其抗冲击性和强度。当前第1页12