专利名称：弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚丙烯加工改性工艺，具体说明是一种用填充材料对聚丙烯进行加 工改性而制得弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯及其制备方法。
背景技术：
目前国内外对聚丙烯(PP)增强增韧主要有以下方法。1、 弹性体对聚丙烯增韧改性 将弹性体与聚丙烯及添加剂混合后挤出、造粒可以显著提高聚丙烯的冲击强度，增韧效果较好。2、 无机刚性粒子对聚丙烯增韧增强改性将无机刚性粒子与聚丙烯及添加剂混合后挤出、造粒可以显著提高聚丙烯的拉伸强 度，增强效果较好。3、 弹性体、无机刚性粒子两者共混对聚丙烯改性将弹性体、无机刚性粒子与聚丙烯及添加剂混合后挤出、造粒对材料的强度和韧性 都有较好的改性效果。上述现有工艺中单独使用弹性体可以提高材料的韧性但会降低材料的强度；单独使 用无机刚性粒子可以提高材料的强度但会降低材料的韧性；弹性体、无机刚性粒子共同 加入会使弹性体和无机刚性粒子两种作用相互抵消，使体系韧性达到一定程度不能进一本发明要解决的上述在单独使用弹性体或无机刚性粒子以及弹性体和无机刚性粒 子混用对聚丙烯进行改性效果均不理想的问题，提供一种弹性体包覆无机刚性粒子填充 聚丙烯及其制备方法。本发明所述弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯由如下组分复配而成步增加。发明内容(1) 聚丙烯(2) 无机刚性粒子(3) 二异氰酸酯80~95质量份；5~20质量份；0.5 2.0质量份;(4)聚醚二元醇 1.0~4.0质量份； (5 )马来酸酐接枝的聚丙烯 2.5~10.0质量份。(6)抗氧剂1010 1.0~2.0质量份。上述无机刚性粒子为微米级，选自滑石粉、碳酸钙、硅灰石中的一种或两种，当无 机刚性粒子为两种时其重量配比为1:2-2: 1。上述马来酸酐接枝的聚丙烯分子量在0.5~3.0万之间。本发明的制备方法包括如下步骤(1) 将无机刚性粒子在7(M0(TC下,干燥1~2小时;(2) 将无机刚性粒子和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂IOIO按比例投入 混合机中混合并以300~600转/分的低速撹拌3~8分钟；(3 )将聚醚二元醇加入混合机中，以300-600转/分的低速搅拌15~20分钟使材料 混合均匀，然后再加入二异氰酸酯以1500~2500转/分的高速搅拌45~60分钟，得到预 混料；(4)将预混料经挤出机挤出造粒后，即得成品。本发明采用原位合成法合成弹性体并包覆在无机刚性粒子表面，形成核-壳结构， 使弹性体、无机刚性粒子有机结合起来，能显著增加聚丙烯的韧性与强度，并具有加工 性能好，成本低等优点，相比无机刚性粒子、弹性体及两者共混，本发明具有明显优势， 可广泛用于聚丙烯改性生产中。经检测，釆用本发明制得的改性聚丙烯的性能如下断裂伸长率弯曲模量弯曲强度简支梁缺口冲击强度 熔融指数120~51线1022~1257 MPa 22.31~27.63 MPa 23.53~56.52kJ/m2 7.6~10.1 g/10min具体实施方式
实施例11、原料用量① PP② 滑石粉(粒度3000目) ◎ 二异氰酸酯95质量份;5质量份；0.5质量份; 聚醚二元醇 l.O质量份； ⑤马来酸酐接枝的聚丙烯，其用量为5.0质量份； 抗氧剂1010 l.O质量份。2、 制备过程(1) 将滑石粉在8(TC下，干燥l小时；(2) 将滑石粉和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂IOIO按比例投入混合机 中混合并以300转/分的低速搅拌3分钟；(3 )将聚醚二元醇加入混合机中，以400转/分的低速撹拌15分钟使材料混合均勾， 然后再加入二异氰酸酯以2000转/分的高速搅拌60分钟，得到预混料； (4)将预混料经挤出机挤出造粒后，即得成品。3、 实施效果本实施例制得的成品的性能如下密度 0.91g/cm3断裂伸长率 110%弯曲模量 1030 MPa弯曲强度 24.63 MPa简支梁缺口冲击强度 23.53kJ/m2熔融指数 8.10g/10min实施例21、 原料用量① PP 80质量份；② 滑石粉 20质量份； ◎ 二异氰酸酯 2.0质量份； 聚醚二元醇 4.0质量份； 马来酸酐接技的聚丙烯，其用量为10质量份； 抗氧剂1010 2.0质量份2、 制备过程(1) 将滑石粉在80。C下，干燥2小时；(2) 将滑石粉和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂IOIO按比例投入混合机 中混合并以300转/分的低速搅拌8分钟；(3 )将聚醚二元醇加入混合机中，以400转/分的低速搅拌20分钟使材料混合均匀, 然后再加入二异氰酸酯以2000转/分的高速搅拌60分钟，得到预混料； (4)将预混料经挤出机挤出造粒后，即得成品。 3、实施效果本实施例制得的成品的性能如下密度 1.01 g/cm3断裂伸长率 465 %弯曲模量 1127 MPa弯曲强度 26.67 MPa简支梁缺口冲击强度 49.36kJ/m2熔融指数 9.96g/10min实施例31、 原料用量① PP 90质量份；② 碳酸钩 IO质量份；③ 二异氰酸酯 l.O质量份； 聚醚二元醇 2.0质量份； ⑤马来酸酐接枝的聚丙烯，其用量为7.5质量份； 抗氧剂1010 l.O质量份。2、 制备过程(1) 将碳酸钙在8(TC下，干燥2小时；(2) 将碳酸钙和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂IOIO按比例投入混合机 中混合并以300转/分的低速撹拌8分钟；(3 )将聚醚二元醇加入混合机中，以300转/分的低速搅拌20分钟使材料混合均勻， 然后再加入二异氰酸酯以1500转/分的高速搅拌60分钟，得到预混料； (4)将预混料经挤出机挤出造粒后，即得成品。(3) 实施效果 本实施例制得的成品的性能如下密度 0.94 g/cm3断裂伸长率 512%弯曲模量1029 MPa弯曲强度24.27 MPa简支梁缺口冲击强度57.06kJ/m'熔融指数8.17g/10min实施例41、原料用量① PP② 硅灰石③ 二异氰酸酯 聚醚二元醇 ⑤马来酸酐接枝的聚丙烯 抗氧剂1010其用量为5.0质量份; 1.0质量份90质量份; IO质量份； 0.5质量份; l.O质量份;2、制备过程(1) 将硅灰石在70下，干燥2小时；(2) 将硅灰石和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂IOIO按比例投入混合机 中混合并以600转/分的低速搅拌5分钟；(3 )将聚醚二元醇加入混合机中，以600转/分的低速搅拌15分钟使材料混合均匀， 然后再加入二异氰酸酯以2500转/分的高速搅拌45分钟，得到预混料； (4)将预混料经挤出机挤出造粒后，即得成品。(3) 实施效果本实施例制得的成品的性能如下密度 0.95g/cm3 断裂伸长率 175% 弯曲模量 1120 MPa弯曲强度 25.67 MPa简支梁缺口冲击强度 29.53kJ/m2 熔融指数 9.12g/10min实施例5 1、原料用量① PP② 碳酸钙③ 滑石粉④ 二异氰酸酯⑤ 聚醚二元醇80质量份;IO质量份；IO质量份2.0质量份;4.0质量份; 马来酸酐接枝的聚丙烯，其用量为10质量份； ⑦抗氧剂1010 l.O质量份。 2、制备过程(1) 将碳酸钙、滑石粉在80下，干燥2小时；(2) 将碳酸钙、滑石粉和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂IOIO按比例投 入混合机中混合并以600转/分的低速搅拌5分钟；(3 )将聚醚二元醇加入混合机中，以600转/分的低速搅拌20分钟使材料混合均勾， 然后再加入二异氰酸酯以2500转/分的高速搅拌45分钟，得到预混料； (4)将预混料经挤出机挤出造粒后，即得成品。(3) 实施效果本实施例制得的成品的性能如下: 密度断裂伸长率弯曲模量弯曲强度简支梁缺口冲击强度 熔融指数1.00 g/cm3 480 % 1105 MPa 26.12MPa 51.03kJ/m2 9.58g/10min实施例61、原料用量① PP② 硅灰石(D滑石粉 ④二异氰酸酯 聚醚二元醇80质量份;IO质量份;IO质量份 2.0质量份; 4.0质量份;⑥马来酸酐接枝的聚丙烯，其用量为5.0质量份;⑦抗氧剂1010 1.0质量份2、制备过程(1) 将硅灰石、滑石粉在10(TC下，干燥l小时；(2) 将硅灰石、滑石粉和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂1010按比例投 入混合机中混合并以600转/分的低速搅拌5分钟；(3 )将聚醚二元醇加入混合机中，以600转/分的低速搅拌20分钟使材料混合均匀，然后再加入二异氰酸酯以2500转/分的高速搅拌50分钟，得到预混料；(4)将预混料经挤出机挤出造粒后，即得成品。(3 )实施效果 本实施例制得的成品的性能如下密度 1.01g/cm3断裂伸长率 155%弯曲模量 1320 MPa弯曲强度 27.17 MPa简支梁缺口冲击强度 24.53kJ/m2熔融指数 9.72g/10min实施例71、 原料用量① PP② 硅灰石③ 碳酸钩 二异氰酸酯 聚醚二元醇 马来酸酐接枝的聚丙烯⑦抗氧剂10102、 制备过程(1) 将硅灰石、碳酸钙在IO(TC下，干燥1小时；(2) 将硅灰石、碳酸钙和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂IOIO按比例投 入混合机中混合并以600转/分的低速搅拌3分钟；(3 )将聚醚二元醇加入混合机中，以600转/分的低速搅拌20分钟使材料混合均匀，85质量份； IO质量份； 5质量份 1.5质量份； 3.0质量份； 其用量为5.0质量份; 1.0质量份然后再加入二异氰酸酯以2500转/分的高速搅拌60分钟，得到预混料; (4)将预混料经挤出机挤出造粒后，即得成品。 (3)实施效果所得材料的性能如下密度断裂伸长率弯曲模量弯曲强度简支梁缺口冲击强度 熔融指数0.99g/cm3 205 % 1230 MPa 26.17 MPa 25.95kJ/m2 8.67g/10min
权利要求
1、一种弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯，其特征在于由如下组分复配而成(1)聚丙烯80～95质量份；(2)无机刚性粒子 5～20质量份；(3)二异氰酸酯0.5～2.0质量份；(4)聚醚二元醇1.0～4.0质量份；(5)马来酸酐接枝的聚丙烯 2.5～10.0质量份；(6)抗氧剂10101.0～2.0质量份。
2、 如权利要求1所述的弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯，其特征在于所述无 机刚性粒子为微米级，选自滑石粉、碳酸钙、硅灰石中的一种或两种，当无机刚性粒子 为两种时其重量配比为l:2-2:l。
3、 如权利要求1所述的弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯，其特征在于所述马 来酸酐接枝的聚丙烯分子量在0.5~3.0万之间。
4、 权利要求1或2或3所述弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯的制备方法，其 特征在于包括如下步骤(1) 将无机刚性粒子在7(M0(TC下，干燥1~2小时;(2) 将无机刚性粒子和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂IOIO按比例投入 混合机中混合并以300~600转/分的低速搅拌3~8分钟；(3 )将聚醚二元醇加入混合机中，以300~600转/分的低速搅拌15~20分钟使材料 混合均勾，然后再加入二异氰酸酯以1500~2500转/分的高速搅拌45~60分钟，得到预 混料；(4)将预混料经挤出机挤出造粒后，即得成品。
5、 如权利要求1或2所述的弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯，其特征在于所 用的无机刚性粒子经二异氰酸酯及聚醚二元醇在高速混合机中经搅拌，原位聚合生成聚 氨酯并在无机刚性粒子表面包覆，形成的核-壳结构材料填充聚丙烯。(1)聚丙烯80-95质量份； 5~20质量份； 0.5~2.0质量份； 1.0~4.0质量份； 2.5~10.0质量份; 1.0~2.0质量份。(2) 无机刚性粒子(3) 二异氰酸酯(4) 聚醚二元醇(5) 马来酸酐接枝的聚丙烯(6) 抗氧剂1010
全文摘要
本发明涉及一种弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯及其制备方法。所述弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯，由如下组分按质量份复配而成聚丙烯80～95，无机刚性粒子5～20，二异氰酸酯0.5～2.0，聚醚二元醇1.0～4.0，分子量在0.5～3.0万的马来酸酐接枝的聚丙烯2.5～10，抗氧剂10101～2。其制备方法为(1)将无机刚性粒子在70～100℃下，干燥1～2小时；(2)将无机刚性粒子和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂1010投入混合机中混合并低速搅拌3～8分钟；(3)将聚醚二元醇加入混合机中，低速搅拌15～20分钟后再加入二异氰酸酯高速搅拌45～60分钟，得到预混料；(4)将预混料经挤出机挤出造粒后，即得成品。本发明制作简单，加工性能好，成本低等优点，利用其对聚丙烯进行改性能增加材料的强度及韧性。
文档编号C09C3/10GK101255251SQ20081002332
公开日2008年9月3日 申请日期2008年4月8日 优先权日2008年4月8日
发明者吴锡忠, 崔益华, 沈玉海, 琛 韩 申请人:南京金杉汽车工程塑料有限责任公司