一种高流动性抗冲聚丙烯材料的制作方法

文档序号:16204112发布日期:2018-12-08 06:54阅读:359来源:国知局

本发明涉及聚丙烯材料,具体涉及一种高流动性抗冲聚丙烯材料。

技术背景

在聚丙烯树脂领域,聚丙烯凭借其在硬度、抗冲击性、透明性等方面的优异性能以及可回收性,快速的成为市场最受欢迎的需求产品之一。高流动抗冲聚丙烯一般是指熔体流动速率(mfr)≥20g/10min的抗冲聚丙烯,该类树脂除了具有高的熔体流动性还具有高的冲击强度及较好的刚性和韧性。

聚丙烯树脂流动性的提高,在成型加工时可降低模腔压力。通常情况下,是通过提高加工温度来降低注射压力,进而降低制品变形。选用高流动性抗冲聚丙烯后,加工温度和注射压力都可以降低,在一定程度上可以抑制产品变形,提高产品质量,降低加工能耗。目前,高流动性抗冲聚丙烯主要应用于大型薄壁制品的注塑成型,如家电制品、汽车零部件、工业零部件、办公用品、家具、玩具及食品与医用包装等,极大地汽车、家用制品、包装等大型薄壁制造业的发展。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种高流动性抗冲聚丙烯材料,该材料具有良好的流动性能及抗冲性能,适用大型薄壁制品的注塑成型,该材料可以无需改性直接用于汽车、家用制品、包装等大型薄壁制品,从而减少中间环节,降低生产成本。

本发明采用以下技术方案,一种高流动性抗冲聚丙烯材料,乙烯含量8~14%,橡胶含量14~17%,熔体流动速率30~40g/10min,由聚丙烯粉料、润滑剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、卤素吸收剂、成核剂和过氧化物为主要原料制备而成,其中所述的聚丙烯粉料的乙烯含量8~14%,橡胶含量14~17%,熔体流动速率3~6g/10min。

作为本发明的一个实施例,所述各主要原料的质量份如下:

聚丙烯粉料90.5~99.8份润滑剂0.05~0.15份

主抗氧剂0.05~0.15份辅助抗氧剂0.05~0.15份

卤素吸收剂0.05~0.15份成核剂0.05~0.25份

过氧化物0.05~0.15份。

优选地,本发明所述的聚丙烯粉料由氢调法制备而得,具体地,制备步骤如下:

(1)丙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体的共同作用下,经预聚合反应器将丙烯聚合生成聚丙烯;

(2)由步骤(1)得到的聚丙烯与新鲜丙烯和氢气进入第一环管反应器继续进行聚合反应,;

(3)由步骤(2)得到的聚合反应产物与新鲜丙烯和氢气进入第二环管反应器继续进行聚合;

(4)由步骤(3)得到的聚合反应产物经过闪蒸脱液相丙烯后进入气相反应釜进行反应,获得乙烯含量8~14%,制得熔体流动速率为3~6g/10min聚丙烯粉料。

所述步骤(1)所述的抗静电剂和助催化剂的比0.4~0.6。所述主催化剂为大球型催化剂,助催化剂为三乙基铝,外给电子体为donor-c。

所述步骤(2)所述的第一环管的氢气浓度为1500±200ppm。

所述步骤(2)所述的第一环管的环管密度为540~560kg/m3

所述步骤(2)和(3)的反应温度和压力均相同,具体为反应温度为70±1℃,反应压力为3.4±0.1mpa。

所述步骤(3)所述的第二环管的氢气浓度为1500±200ppm。

所述步骤(3)所述的第二环管的环管密度580~600kg/m3

所述步骤(4)控制气相反应釜的温度80±5℃,料位70~80%,气相比0.43~0.45。

上述的聚丙烯材料,所述的润滑剂为单硬脂酸甘油脂。

上述的聚丙烯材料,所述的的卤素吸收剂为硬脂酸钙。

上述的聚丙烯材料,所述的主抗氧剂为3-(3,5双特丁基-4-羟基环己基)丙酸酯(1010)。

上述的聚丙烯材料,所述的辅助抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)。

上述的聚丙烯材料,所述的成核剂为羧酸盐类成核剂。

上述的聚丙烯材料,所述的过氧化物为双叔丁基过氧化二异丙苯。

本发明第二个目的是提供上述聚丙烯材料的制备方法,具体地,所述的聚丙烯材料的方法,包括以下步骤:

(1)将聚丙烯粉料和润滑剂、抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、卤素吸收剂、成核剂、过氧化物混合得到混合物料;

(2)制得的混合物料加入挤出机中进行挤出造粒,负荷为8~12吨/小时,螺杆转速为160~250转/分钟,挤出筒体温度为180~230℃,冷却水温度为55~65℃。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果:

本发明通过使用羧酸盐类成核剂,配合润滑剂、抗氧化剂、卤素吸收剂与聚丙烯粉料混合,在过氧化物的作用下,经挤压机挤出得到一种高流动性、高抗冲聚丙烯。该材料可以无需改性直接用于汽车、家用制品、包装等大型薄壁制品,从而减少中间环节,降低生产成本。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的技术方案。实施例所使用的挤压造粒系统为日本jsw制造的型号为cmp215双螺杆挤压造粒机,设计能力达6~14吨/小时。

以下实施例中,润滑剂为单硬脂酸甘油脂。

抗氧剂为3-(3,5双特丁基-4-羟基环己基)丙酸酯(1010)。

辅助抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)

卤素吸收剂为硬脂酸钙。

成核剂为羧酸盐类成核剂。

过氧化物为双叔丁基过氧化二异丙苯。

主催化剂为大球型催化剂,助催化剂为三乙基铝,外给电子体为donor-c。

实施例一

聚丙烯材料99.42份,润滑剂0.06份,抗氧剂10100.1份,辅助抗氧剂1680.1份,卤素吸收剂0.07份,成核剂0.14份和过氧化物0.11份。

制备方法:

步骤1:聚丙烯粉料制备。

(1)丙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体的共同作用下,经预聚合反应器将丙烯聚合生成聚丙烯,控制抗静电剂和助催化剂的比0.43。

(2)由步骤(1)得到的预聚合反应产物与新鲜丙烯和氢气进入第一环管反应器继续进行聚合反应,控制第一环管的氢气浓度为1500±200ppm,反应温度为70±1℃,反应压力为3.4±0.1mpa,环管密度545kg/m3

(3)由步骤(2)得到的聚合反应产物与新鲜丙烯和氢气进入第二环管反应器继续进行聚合,控制第二环管的氢气浓度为1500±200ppm,反应温度为70±1℃,反应压力为3.4±0.1mpa,环管密度590kg/m3

(4)由步骤(3)得到的聚合反应产物经过闪蒸脱液相丙烯后进入气相反应釜,控制气相釜的温度80±5℃,料位75%,气相比0.43,最终乙烯含量10%,制得熔体流动速率为5.3g/10min聚丙烯粉料。

步骤2:将聚丙烯粉料和润滑剂、抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、卤素吸收剂、成核剂、过氧化物混合得到混合物料。

步骤3:制得的混合物料加入挤出机中,负荷为10吨/小时,螺杆转速为183转/分钟,挤出机各段筒体温度为200℃,冷却水温度为60℃。

制得乙烯含量为12.1%,熔体流动速率为37.6g/10min的高流动性抗冲聚丙烯材料。

所得产品的力学性能见发明效果附表1。

实施例二

聚丙烯材料:共聚聚丙烯:99.44份;润滑剂:0.07份、抗氧剂1010:0.08份、辅助抗氧剂168:0.08份、卤素吸收剂:0.07份、成核剂:0.16份、过氧化物0.1份。

制备方法:

步骤1:(1)丙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体的共同作用下,经预聚合反应器将丙烯聚合生成聚丙烯,控制抗静电剂和助催化剂的比0.45。

(2)由步骤(1)得到的预聚合反应产物与新鲜丙烯和氢气进入第一环管反应器继续进行聚合反应,控制第一环管的氢气浓度为1500±200ppm,反应温度为70±1℃,反应压力为3.4±0.1mpa,环管密度550kg/m3

(3)由步骤(2)得到的聚合反应产物与新鲜丙烯和氢气进入第二环管反应器继续进行聚合,控制第二环管的氢气浓度为1500±200ppm,反应温度为70±1℃,反应压力为3.4±0.1mpa,环管密度585kg/m3

(4)由步骤(3)得到的聚合反应产物经过闪蒸脱液相丙烯后进入气相反应釜,控制气相釜的温度80±5℃,料位75%,气相比0.44,最终乙烯含量11%,制得熔体流动速率为4.8g/10min聚丙烯粉料。

步骤2:将聚丙烯粉料和润滑剂、抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、卤素吸收剂、成核剂、过氧化物混合得到混合物料。

步骤3:制得的混合物料加入挤出机中,负荷为10吨/小时,螺杆转速为183转/分钟,挤出机各段筒体温度为200℃,冷却水温度为60℃。

制得乙烯含量为12.4%,熔体流动速率为36.3g/10min的高流动性抗冲聚丙烯材料。

所得产品的力学性能见发明效果附表1。

实施例三

聚丙烯材料:共聚聚丙烯:99.44份;润滑剂:0.07份、抗氧剂1010:0.1份、辅助抗氧剂168:0.05份、卤素吸收剂:0.08份、成核剂:0.13份、过氧化物0.13份。

制备方法:

步骤1:(1)丙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体的共同作用下,经预聚合反应器将丙烯聚合生成聚丙烯,控制抗静电剂和助催化剂的比0.44。

(2)由步骤(1)得到的预聚合反应产物与新鲜丙烯和氢气进入第一环管反应器继续进行聚合反应,控制第一环管的氢气浓度为1500±200ppm,反应温度为70±1℃,反应压力为3.4±0.1mpa,环管密度550kg/m3

(3)由步骤(2)得到的聚合反应产物与新鲜丙烯和氢气进入第二环管反应器继续进行聚合,控制第二环管的氢气浓度为1500±200ppm,反应温度为70±1℃,反应压力为3.4±0.1mpa,环管密度595kg/m3

(4)由步骤(3)得到的聚合反应产物经过闪蒸脱液相丙烯后进入气相反应釜,控制气相釜的温度80±5℃,料位75%,气相比45,最终乙烯含量11%,制得熔体流动速率为4.5g/10min聚丙烯粉料。

步骤2:将聚丙烯粉料和润滑剂、抗氧剂1010、辅助抗氧剂168、卤素吸收剂、成核剂、过氧化物混合得到混合物料。

步骤3:制得的混合物料加入挤出机中,负荷为10吨/小时,螺杆转速为183转/分钟,挤出机各段筒体温度为200℃,冷却水温度为60℃。

制得乙烯含量为11.8%,熔体流动速率为38.5g/10min的高流动性抗冲聚丙烯材料。

所得产品的力学性能见发明效果附表1。

表1:

上表结果显示,实施例一、二和三直接通过使用高效成核剂,配合润滑剂、抗氧化剂、卤素吸收剂与聚丙烯粉料混合,在过氧化物的作用下,经挤压机挤出得到高流动性、高抗冲聚丙烯。该材料可以无需改性直接用于汽车、家用制品、包装等大型薄壁制品,从而减少中间环节,降低生产成本。

本发明的上述实施例都只能认为是对本发明的说明而不是限制,凡是依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。

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