一种改进的高强度耐刮擦聚丙烯材料制造技术

本发明专利技术提供一种改进的高强度耐刮擦聚丙烯材料，其包括如下重量份材料：聚丙烯55～65份；聚对苯二甲酸乙二醇酯5～15份；POE‑g‑MAH 5～10份；茂金属聚乙烯5～10份；碳酸钙10～15份；铝酸酯偶联剂1～2份；邻苯二甲酸二辛酯1～1.5份；抗氧化剂0.2～0.5份；其中，碳酸钙包括15～25wt％的粒径为20nm的碳酸钙、30～40wt％的粒径为55nm的碳酸钙和40～50wt％的粒径为120nm的碳酸钙。本发明专利技术在显著提高聚丙烯韧性、刚性、模量及尺寸加工稳定性的同时，还可以提高共混物的加工性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚丙烯材料。更具体地说，本专利技术涉及一种改进的高强度耐刮擦聚丙烯材料。
技术介绍
聚丙烯(PP)原料来源丰富，价格便宜，相对密度小，加工性能优良，屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高，电绝缘性良好，耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳，其制品无毒无味、光泽性好，因此被广泛的应用于汽车、机械、家电、包装等领域。但聚丙烯成型收缩率大、质脆，缺口冲击强度低，特别是低温时尤为严重，随着聚丙烯在各行业需求的逐步增长及科学技术的发展，人们对聚丙烯材料的综合性能要求越来越高，导致其很多性能急需改进。高分子的共混可以改变高分子物的物理机械性能、改善加工性能、降低成本和扩大适用范围。使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)与PP进行共混，同时填充无机刚性颗粒进行改性，可提高PP基体的抗冲击性能、韧性、尺寸稳定性等，但由于PET与PP两种聚合物分子结构上的差异，相容性差，共混效果不理想，目前多数在共混物中加入弹性体进行机械共混，虽然有效提高了PP和PET的相容性，但也引起了共混物的拉伸弹性模量等刚性指标和强度的下降，此外，无机刚性颗粒的填充也在一定程度上会影响高分子材料的流动性，从而影响其加工性能。
技术实现思路
作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本专利技术的专利技术人已经发现，在使用PET对PP进行共混改性的过程中，通过POE-g-MAH的添加和不同粒径复合碳酸钙的填充，在提高共混材料相容性的同时，可有效提高聚丙烯材料的力学性能。基于这种发现，完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种改进的高强度耐刮擦聚丙烯材料，其在显著提高聚丙烯韧性、刚性、模量及尺寸加工稳定性的同时，还可以提高共混物的加工性能。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种改进的高强度耐刮擦聚丙烯材料，其包括如下重量份材料：其中，碳酸钙包括15～25wt％的粒径为20nm的碳酸钙、30～40wt％的粒径为55nm的碳酸钙和40～50wt％的粒径为120nm的碳酸钙。聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)属于热力学不相容的体系，两者若简单的直接进行共混，两相界面清晰，界面松散。相容剂POE-g-MAH的加入可显著改善PP和PET的相容性，且可明显降低分散相的粒径，提高共混的增韧效果，但也带来了共混物强度降低的明显的负面效果；茂金属聚乙烯(mPE)分子间的相互作用力大，缠结点多，mPE与POE-g-MAH协同使用可以以较小的添加量即达到增韧的效果，降低了增韧的同时对共混材料引起的负面影响；本专利技术中添加的碳酸钙采用不同粒径的碳酸钙进行混合填充，在保证碳酸钙分散性的同时，有效提高了无机填料的填充密度，减少了碳酸钙粒子间在剪切流动时的碰撞，从而可有效防止共混物加工流动性的降低。优选的是，其中，首先在90～100℃温度下，将所述铝酸酯偶联剂与碳酸钙进行混合搅拌5～10min，再加入所述邻苯二甲酸二辛酯搅拌7～10min对碳酸钙进行预处理后，再加入其他组分进行制备聚丙烯复合材料。但由于碳酸钙是无机填料，与有机物相容性差，且易聚集成团，由此首先使用铝酸酯偶联剂对碳酸钙进行预处理，可增加与其余有机共聚物的相容性，再加入邻苯二甲酸二辛酯进行改性可提高其在有机分子链中的分散性，从而充分保证了无机填料碳酸钙对复合材料的补强作用。优选的是，其中，所述聚丙烯的熔融指数为2.5～4g/10min，熔融指数高，粘度低，利于共混材料的分散性和流动性，但得到的共混物的抗冲击强度也越低，由此适当熔融指数基材聚丙烯的选择，可保证共混材料分散性及共混物抗冲击力学性能之间的平衡。优选的是，其中，所述POE-g-MAH的接枝率为1.3～1.5％，在一定范围内，POE的接枝率越高，对PP和PET相容性提高越明显，且可显著提高共聚物的力学性能，但随着POE接枝率的提高，成本也越高，POE-g-MAH的接枝率在1.3～1.5％范围内比较合适。优选的是，其中，所述POE-g-MAH中的POE为乙烯-1-辛烯共聚物，所述POE中辛烯的含量为26～28wt％，POE中柔软辛烯卷曲结构的存在可提高各组分的联结缓冲效果，但辛烯的含量也不能过高，否则反而会影响共聚材料的硬度。优选的是，其中，所述mPE为茂金属线性低密度聚乙烯，其熔融指数为1.3～1.8g/10min，在主链上分布均匀的柔性茂金属线性低密度聚乙烯可明显改变PP的形态结构，柔性材料穿插在PP晶体的刚性架构中，承受了传递和分散了部分冲击能，提高了PP的增韧改性，适当熔融指数的茂金属线性低密度聚乙烯可保证生产的稳定性。优选的是，其中，所述抗氧化剂选自2,2-亚甲基双(4-甲基-6-丁基苯酚)、2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚中的一种或几种。本专利技术至少包括以下有益效果：(1)本专利技术使用PET对PP进行改性，显著提高了PP的韧性、抗冲击能力、耐环境应力开裂等，有效提高了PP的应用领域及范围；(2)本专利技术中mPE与相容剂POE-g-MAH的协同使用以较小的添加量即达到增韧的效果，降低了增韧的同时对共混材料所带来的负面影响；(3)本专利技术通过使用不同粒径碳酸钙进行配合填充高分子材料，在显著提高聚丙烯刚性、模量和尺寸稳定性的同时，又改善了高分子材料的加工性能。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。<实例1>一种改进的高强度耐刮擦聚丙烯材料，其包括如下重量份材料：聚丙烯55份；聚对苯二甲酸乙二醇酯6份；POE-g-MAH 10份；茂金属聚乙烯10份；碳酸钙15份；铝酸酯偶联剂2份；邻苯二甲酸二辛酯1.5份；2,2-亚甲基双(4-甲基-6-丁基苯酚)0.5份。其中，碳酸钙包括15wt％的粒径为20nm的碳酸钙、40wt％的粒径为55nm的碳酸钙和45wt％的粒径为120nm的碳酸钙。其中，首先在90℃温度下，将所述铝酸酯偶联剂与碳酸钙进行混合搅拌5min，再加入所述邻苯二甲酸二辛酯搅拌7min对碳酸钙进行预处理后，再加入其他组分进行制备聚丙烯复合材料。其中，所述聚丙烯的熔融指数为2.5g/10min；所述POE-g-MAH的接枝率为1.3％；所述POE-g-MAH中的POE为乙烯-1-辛烯共聚物，所述POE中辛烯的含量为26wt％；所述mPE为茂金属线性低密度聚乙烯，其熔融指数为1.3g/10min。本实例制备得到的聚丙烯材料的各项性能如表1所示。<实例2>一种改进的高强度耐刮擦聚丙烯材料，其包括如下重量份材料：聚丙烯65份；聚对苯二甲酸乙二醇酯12.8份；POE-g-MAH 5份；茂金属聚乙烯5份；碳酸钙10份；铝酸酯偶联剂1份；邻苯二甲酸二辛酯1份；2,6-二叔丁基对甲酚0.2份。其中，碳酸钙包括20wt％的粒径为20nm的碳酸钙、30wt％的粒径为55nm的碳酸钙和50wt％的粒径为120nm的碳酸钙。其中，首先在100℃温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的高强度耐刮擦聚丙烯材料，其特征在于，包括如下重量份材料：其中，碳酸钙包括15～25wt％的粒径为20nm的碳酸钙、30～40wt％的粒径为55nm的碳酸钙和40～50wt％的粒径为120nm的碳酸钙。

【技术特征摘要】
1.一种改进的高强度耐刮擦聚丙烯材料，其特征在于，包括如下重量份材料：其中，碳酸钙包括15～25wt％的粒径为20nm的碳酸钙、30～40wt％的粒径为55nm的碳酸钙和40～50wt％的粒径为120nm的碳酸钙。2.如权利要求1所述的改进的高强度耐刮擦聚丙烯材料，其特征在于，首先在90～100℃温度下，将所述铝酸酯偶联剂与碳酸钙进行混合搅拌5～10min，再加入所述邻苯二甲酸二辛酯搅拌7～10min对碳酸钙进行预处理后，再加入其他组分进行制备聚丙烯复合材料。3.如权利要求1所述的改进的高强度耐刮擦聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯的熔融指数为2.5～4g/10min。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦，
申请(专利权)人：苏州柯创电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32