一种耐低温增强pp塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种塑料及其制备方法，尤其涉及一种耐低温增强PP塑料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯(P〇yr〇pylene，PP)已经被广泛应用于工业、农业、医疗、卫生等包装和日常 生活的各个领域中，是目前世界高分子材料中用量最大、增长速度最快的一类产品，主要是 由于其原料来源多、价格低、材料性能优良、电绝缘性和化学稳定性好，同时又具有易于加 工成型的优点。虽然PP优点较多，但也有其不足，主要表现为韧性、耐低温、耐老化性能较 差，且成型收缩率大、易燃烧，同时由于其非极性的特点，使其与其它极性聚合物、无机填料 的相容性较差，从而限制了作为注塑、纤维、薄膜等制品的原料或专用料的应用。因此，为了 拓展PP的应用领域，必须对PP进行改性，提高其性能。
[0003] 按改性中是否发生了化学反应，可将聚丙烯的改性方法分为物理改性和化学改 性;按使用功能可分为共混增韧改性、填充增强改性、功能化改性和阻燃改性。聚丙烯的物 理改性主要通过加入其它聚合物、填料及相容剂，达到改善材料性能的目的，包括共混改 性、无机粒子增强增韧改性和阻燃改性等。聚烯烃共混物研究和应用已得到了学术界与工 业界的广泛关注和迅速发展。
[0004] 聚合物改性的最简单的方法是无机粒子的填充改性。按尺寸大小，无机粒子可分 为微米粒子、纳米粒子和晶须粒子三类。无机粒子的填充改性方法不仅能提高聚合物的刚 度、硬度、模量、冲击韧性和热变形温度，还能降低成本。由于聚合物复合材料的强度和韧性 主要受填料粒子的粒径、形状、以及基体与粒子间的界面粘结强度的影响，因此采用界面增 韧剂或弹性体等与无机刚性粒子共同增强增韧PP，能有效提高材料韧性，同时使材料也具 有较高的强度，最终实现PP增强与增韧。由此通过将无机粒子的超细化、纳米化和表面功能 化，使填料转变为功能填料，与弹性体协同增加聚合物的强度与韧性已成为聚合物/无机填 料复合材料的研究热点。
[0005] 微米级无机刚性粒子改善PP的韧性，可在不降低其拉伸强度和刚性的同时，还能 提高材料抗冲性能和热变形温度。纳米材料与技术从20世纪90年代开始兴起，逐渐使无机 填料粒子向纳米化和功能化方向发展。纳米粒子填充聚合物必须实现纳米粒子与聚合物在 纳米尺度上的均匀分散，才能达到较好的增强、增韧效果。因此，采用纳米粒子改性聚合物， 应当进行适当的表面处理，降低粒子的表面能，并增加塑化过程中粒子与基体之间的界面 相互作用，提高机械剪切力，最终达到纳米粒子均匀分散的效果。
[0006] 本发明提供了一种耐低温增强PP塑料，强度高，并具有优异的耐低温性能。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种耐 低温增强PP塑料。
[0008] 本发明所要解决的技术问题之二是提供一种耐低温增强PP塑料的制备方法。
[0009] 本发明目的是通过如下技术方案实现的：
[0010] 一种耐低温增强PP塑料，由下述重量份的原料制备而成：
[0011] PP树脂90-110份、丁二烯1-5份、硬脂酸钙1-5份、高岭土 5-15份、偶联剂0.1-0.5 份、增韧剂0.3-0.7份。
[0012] 优选地，所述的偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶 联剂中一种或多种的混合物。
[0013] 更优选地，所述的偶联剂由40-60wt % N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷和40-60wt % (3-环氧丙氧基丙基)二甲基乙氧基硅烷混合而成。
[0014] 优选地，所述的增韧剂由40-60wt % EVA-g-MAH和40-60wt % EPDM-g-MAH混合而成。
[0015] 本发明还提供了上述耐低温增强PP塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0016] (1)高岭土改性:将高岭土与偶联剂混合制备改性高岭土；
[0017] (2)将改性高岭土、PP树脂、丁二烯、硬脂酸钙、增韧剂混合均匀，混炼塑化，挤出造 粒。
[0018] 优选地，所述步骤（1)高岭土与偶联剂在高速混匀机中75-85°C温度下搅拌15-25min混合均匀，得到改性高岭土。
[0019] 优选地，所述步骤（2)为加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为190-270°C，主机转速为300-400转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
[0020] 本发明所述一种耐低温增强PP塑料及其制备方法，通过合理的配比，优选出适合 提高PP力学性能的无机填料、增韧剂的种类及用量，提高了耐低温性能和强度。
[0021 ]本发明耐低温增强PP塑料具有良好的综合性能，可广泛应用于汽车内饰件如仪表 板、立柱、杂物箱、门板等，外饰件如保险杠、防擦条、扰流板等。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施 例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示 的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明 的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。 [0023]实施例中各原料介绍：
[0024] PP树脂:CAS号:9003-07-0,采用中国石油化工股份有限公司茂名分公司生产的牌 号为N-T30S的聚丙烯树脂。
[0025] N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，CAS号:41051-80-3。
[0026] (3-环氧丙氧基丙基)二甲基乙氧基硅烷，CAS号：17963-04-1。
[0027] 高岭土，CAS号：1332-58-7,采用上海亮江钛白化工制品有限公司生产的325目的 尚岭土。
[0028] EVA-g-MAH，采用南京塑泰高分子科技有限公司生产的型号为g-3的EVA-g-MAH。
[0029] EPDM-g-MAH，采用南京塑泰高分子科技有限公司生产的型号为g-18的EPDM-g-MAH〇
[0030] 丁二烯，CAS 号：106-99-0。
[0031] 硬脂酸钙，CAS号：1592-23-0。
[0032] 实施例1
[0033]称取各原料（重量份）：PP树脂100份、丁二烯2份、硬脂酸钙2份、高岭土 10份、偶联 剂0.2份、增韧剂0.4份。
[0034] 所述的偶联剂由0.1份N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷和0.1份(3-环氧丙氧 基丙基)二甲基乙氧基硅烷混合而成。
[0035] 所述的增韧剂由0.2份EVA-g-MAH和0.2份EPDM-g-MAH混合而成。
[0036] (1)高岭土改性:将高岭土与偶联剂在高速混匀机中80°C温度下搅拌20min混合均 匀，得到改性高岭土；
[0037] (2)将改性高岭土、PP树脂、丁二烯、硬脂酸钙、增韧剂混合均匀，加入双螺杆挤出 机中，双螺杆挤出机的加工温度240°C，主机转速为350转/分;挤出后冷却牵条、风干切粒， 即制备本发明所述的耐低温增强PP塑料。
[0038] 实施例2
[0039] 按实施例1的原料配比和方法制备耐低温增强PP塑料，区别仅在于:所述的偶联剂 为0.2份N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷。得到实施例2的耐低温增强PP塑料。
[0040] 实施例3
[0041] 按实施例1的原料配比和方法制备耐低温增强PP塑料，区别仅在于:所述的偶联剂 为0.2份(3-环氧丙氧基丙基)二甲基乙氧基硅烷。得到实施例3的耐低温增强PP塑料。
[0042] 实施例4
[0043]按实施例1的原料配比和方法制备耐低温增强PP塑料，区别仅在于:所述的增韧剂 为0.4份EVA-g-MAH。得到实施例4的耐低温增强PP塑料。
[0044] 实施例5
[0045] 按实施例1的原料配比和方法制备耐低温增强PP塑料，区别仅在于:所述的增韧剂 为0.4份EPDM-g-MAH。得到实施例5的耐低温增强PP塑料。
[0046] 测试例1
[0047]对实施例1-5制备得到的耐低温增强PP塑料置于25摄氏度下48小时后进行常规性 能测试，然后置于-15°C温度下48小时后进行常规性能测试。具体测试结果见表1-2:
[0048]表1:耐低温增强PP塑料25°C常规性能测试数据
[0050]表2:耐低温增强PP塑料-15°c常规性能测试数据
[0052]比较实施例1与实施例2-3,在偶联剂加入总量相同的情况下，实施例1(N，N_二乙 基-3-氨丙基三甲氧基硅烷和（3-环氧丙氧基丙基）二甲基乙氧基硅烷复配)耐低温增强PP 塑料的耐低温性能明显优于实施例2-3(N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷和(3-环氧丙 氧基丙基)二甲基乙氧基硅烷中单一原料）；比较实施例1与实施例4-5,在增韧剂加入总量 相同的情况下，实施例1 (EPDM-g-MAH和EVA-g-MAH复配)耐低温增强PP塑料的耐低温性能明 显优于实施例2-3(EPDM-g-MAH和EVA-g-MAH中单一原料）。
【主权项】
1. 一种耐低温增强PP塑料，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成:PP树脂90-110 份、丁二烯1 -5份、硬脂酸钙1 _5份、高岭土5-15份、偶联剂0.1 -0.5份、增韧剂0.3-0.7份。2. 如权利要求1所述的耐低温增强PP塑料，其特征在于，所述的偶联剂由40-60wt%N， N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷和40-60wt% (3-环氧丙氧基丙基)二甲基乙氧基硅烷混 合而成。3. 如权利要求1所述的耐低温增强PP塑料，其特征在于，所述的增韧剂由40-60wt % EVA-g-MAH 和40-60wt % EPDM-g-MAH 混合而成。4. 如权利要求1-3任一项所述的耐低温增强PP塑料的制备方法，其特征在于，包括以下 步骤： (1) 高岭土改性:将高岭土与偶联剂混合制备改性高岭土； (2) 将改性高岭土、PP树脂、丁二烯、硬脂酸钙、增韧剂混合均匀，混炼塑化，挤出造粒。5. 如权利要求4所述的耐低温增强PP塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1)高岭 土与偶联剂在高速混勾机中75-85°C温度下搅拌15-25min混合均勾，得到改性高岭土。6. 如权利要求4所述的耐低温增强PP塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)为加 入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为190_270°C，主机转速为300-400转/分，挤 出后冷却牵条、风干切粒。
【专利摘要】本发明公开了一种耐低温增强PP塑料及其制备方法，所述耐低温增强PP塑料由下述重量份的原料制备而成：PP树脂90-110份、丁二烯1-5份、硬脂酸钙1-5份、高岭土5-15份、偶联剂0.1-0.5份、增韧剂0.3-0.7份。本发明所述一种耐低温增强PP塑料及其制备方法，通过合理的配比，优选出适合提高PP力学性能的无机填料、增韧剂的种类及用量，提高了耐低温性能和强度。
【IPC分类】C08K3/34, C08K5/098, C08K9/06, C08L23/12, C08L51/00, C08L51/04
【公开号】CN105504494
【申请号】CN201511008951
【发明人】陈斌, 张荣福, 印玲, 赵亚红, 陆一鸣
【申请人】上海瀚氏模具成型有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月29日