一种聚烯烃增强材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚烯烃增强材料及其制备方法。聚烯烃增强材料包括以下重量份的各组分：聚烯烃树脂50-90重量份；无机增强物10-50重量份；熔接改性剂1-3重量份；润滑剂0.1-2重量份；其他助剂0-2重量份。与现有技术相比，本发明专利技术的聚烯烃增强材料在保有优异的力学性能基础上，能够将注塑时的熔接痕强度提高85％以上，且注塑产品外观熔接痕不可见。

【技术实现步骤摘要】
一种聚烯烃增强材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，尤其是涉及一种聚烯烃增强材料及其制备方法。
技术介绍
聚烯烃材料目前是商品化高分子材料中应用最普遍的，广泛用于汽车，电气等行业。聚烯烃树脂通常应用较多的为聚丙烯和聚乙烯树脂。聚烯烃树脂经无机物如滑石、玻纤、碳酸钙等填充挤出共混后，能够显著提高其刚性和强度，并能大幅降低成本，目前被广泛应用。但经过无机物增强后，注塑过程中，若干股流料在模具流道中分流汇合时，由于无机物流动性差异且与高分子相容性等问题导致熔料在界面处取向不同而未完全熔合，彼此不能熔接为一体，造成熔合印迹，称为熔接痕，大大影响塑件的外观质量及力学性能。而在熔接处上，由于熔体熔合时取向转变而使得熔接处有大量微气泡及微裂纹导致制品性能都会大幅下降，也就是所说的熔接痕强度差，给日后使用过程中留下巨大隐患。而目前行业内解决方法是从配方改性或者是对成型模具的结构设计进行改进，将熔接痕留在非受力、非关键部位，但从根本上消除熔接痕，大幅提高熔接痕强度目前还并未解决。专利CN101735508A提供了一种高熔接痕强度的聚丙烯材料，但此种材料对于外观熔接线无改善作用，且熔接痕强度提高幅度不大。专利CN101809076A中提到了一种改善熔接痕强度的聚丙烯树脂组合物，但其无法从根本上大幅提高熔接痕强度。中国专利CN102757584A公布了一种聚烯烃增强材料及其制备方法和用途。该聚丙烯增强材料包含以下组分及其重量份数：聚烯烃：90～95份；填料：0～10份；玻璃纤维：0～10份；接枝物：0～1.5份；抗氧剂：0.1～0.4份；润滑剂：0～0.4份；偶联剂：0～0.4份。该专利技术的增强聚烯烃材料可以用于挤出成型，尤其适合制备中空板。由于采用增强改性，所得中空板材料较普通中空板具有更高的强度，克服了普通垫板/隔板易变形、周转次数少的问题且该材料具有重量轻，强度高，韧性好，可挤出成型的特点。上述专利中采用了接枝物，其接枝物只是具有简单的增强改性作用，而使用上述接枝物对注塑过程中的熔接痕和熔接痕强度并没有任何改善作用。因此上述的聚烯烃增强材料无法从根本上大幅提高熔接痕强度。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种大幅提高熔接痕强度且熔接线不可见的聚烯烃增强材料及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种聚烯烃增强材料，包括以下重量份的各组分：所述的聚烯烃树脂选自聚丙烯树脂和聚乙烯树脂中任意一种或两种的混合物。所述的无机增强物选自玻璃纤维、云母、滑石粉、水滑石、高岭土、蒙脱土、二氧化硅、硅酸钙、偏硅酸钙、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡或玻璃空心微珠中的一种或几种。所述的无机增强物用表面处理剂进行处理，用的表面处理剂包含硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。所述的熔接改性剂选自分子式为的化合物中一种或几种的混合；上述分子式中R为含碳数在12-18的链段，优选其含碳数为13-15的碳链基团；n的数值为1-5之间的正整数。优选n＝2-3。所述的润滑剂选自脂肪酸、脂肪酸酰胺或聚硅酮中的至少一种。所述的其他助剂包含抗氧剂、耐候剂、成核剂、抗菌剂或相容剂中的一种或几种的组合。所述的抗氧剂选自二苯甲酮官能团化合物稳定剂、受阻酚稳定剂、亚磷酸酯稳定剂或受阻胺稳定剂的一种或多种；所述的耐候剂选自二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物中的一种或两种的组合；所述的成核剂选自羧酸金属盐、磷酸金属盐类化合物中的一种或两种的组合；所述的相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯化合物。一种聚烯烃增强材料的制备方法，包括以下步骤：采用熔融挤出共混工艺生产，螺杆分为13个加热区；采用带有两个侧喂料口的挤出机，第一侧喂料口在5-6加热区间之间，第二侧喂料口位置在12-13加热区间之间；所述的聚烯烃树脂、润滑剂与其他助剂均从主喂料口加入，所述的无机增强物除玻璃纤维以外物料均从主喂料口加入，当无机增强剂中含有玻璃纤维时，所述的玻璃纤维从第一个侧喂料口中加入，所述的熔接改性剂由第二个侧喂料口采用计量泵定量加入，所有物料共混后经冷却，烘干，造粒。与现有技术相比，本专利技术在配方中引入熔接改性剂，熔接改性剂由于表面张力低，在熔体汇合处易流向产生气泡的熔体，经过扩散、渗透，致使在熔接处的微气泡周围应力失衡，使熔接处的气体排出，减少气孔和微裂纹的形成，提高熔体融合度，大幅提高熔接痕强度。熔接处气体减少后，熔接改性剂和润滑剂从体相内移动到界面，并在界面做定向排列使得无机填充物在熔接处结晶取向度沿流动的垂直方向大大降低，消除了制品上的熔接线。本专利技术的聚烯烃增强材料在保有优异的力学性能基础上，能够将注塑时的熔接痕强度提高85％以上，且注塑产品外观熔接痕不可见。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例中聚烯烃增强材料包含如下组分：聚烯烃树脂：中沙天津聚丙烯511MK40T；扬子石化S700；沙特sabic聚乙烯M200024；无机增强物：安徽芜湖碳酸钙、上海诚志化工滑石粉CZ-5、巨石玻纤GF988A；熔接改性剂：天维化工(上海)有限公司壬基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚；润滑剂：阿克苏诺贝尔芥酸酰胺；其他助剂：巴斯夫抗氧剂1681010；上海日之升相容剂9801；在如下各实施例中优选配方分别按表1配比称取原料组分，将聚丙烯、矿物填料、润滑剂和抗氧剂及充分混合均匀后将物料送入到双螺杆挤出机(CTE36科倍隆科亚(南京)机械有限公司)中，熔接改性剂由第二测喂料口定量加入，在加工温度(190℃-220℃)、螺杆转速(40HZ)的条件下将原材料混合物经双螺杆高速剪切、混炼、挤出、拉条、冷却、造粒。表1各实施例与对比例配方上述各对比例与实施例所得聚烯烃增强材料性能见表2。表2各实施例与对比例所得材料性能从实施例中得出：本专利技术相比较于现有技术中聚丙烯增强产品的配方，本专利技术的熔接痕强度始终提高到原有材料的85％以上，较现有技术有大幅提高，同时本专利技术聚丙烯增强材料表面熔接痕不可见，极大的改善了产品的外观，省去后续处理的繁琐工艺。实施例8一种聚烯烃增强材料，包括以下重量份的各组分：熔接改性剂选自分子式为的化合物；上述分子式中R为含碳数12的链段，n的数值为5。其中，其他助剂包含抗氧剂、耐候剂、成核剂、抗菌剂或相容剂中的一种或几种的组合。抗氧剂选自二苯甲酮官能团化合物稳定剂与受阻酚稳定剂重量比为1:1的混合物；耐候剂选自二苯甲酮类化合物；成核剂选自羧酸金属盐类化合物；相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯化合物。一种聚烯烃增强材料的制备方法，包括以下步骤：采用熔融挤出共混工艺生产，螺杆分为13个加热区；采用带有两个侧喂料口的挤出机，第一侧喂料口在5-6加热区间之间，第二侧喂料口位置在12-13加热区间之间；聚烯烃树脂、润滑剂与其他助剂均从主喂料口加入，无机增强物从主喂料口加入，熔接改性剂由第二个侧喂料口采用计量泵定量加入，所有物料共混后经冷却，烘干，造粒。实施例9一种聚烯烃增强材料，包括以下重量份的各组分：无机增强物高岭土用硅烷偶联剂进行处理。熔接改性剂选自分子式为的化合物，上述分子式中R为含碳数18的链段，n为1。其中，其他助剂包含抗氧剂、耐候剂、成核剂、抗菌剂或相容剂中的一种或几种的组合。抗氧剂选自亚磷酸酯稳定剂或受阻胺稳定剂；耐候剂选自苯并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚烯烃增强材料，其特征在于，包括以下重量份的各组分：

【技术特征摘要】
1.一种聚烯烃增强材料，其特征在于，包括以下重量份的各组分：所述的熔接改性剂选自分子式为的化合物中一种或几种的混合，上述分子式中R为含碳数在12-18的链段；n的数值为1-5之间的正整数；所述的其他助剂包含抗氧剂、耐候剂、成核剂、抗菌剂或相容剂中的一种或几种的组合。2.根据权利要求1所述的一种聚烯烃增强材料，其特征在于，所述的聚烯烃树脂选自聚丙烯树脂和聚乙烯树脂中任意一种或两种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种聚烯烃增强材料，其特征在于，所述的无机增强物选自玻璃纤维、云母、滑石粉、水滑石、高岭土、蒙脱土、二氧化硅、硅酸钙、偏硅酸钙、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡或玻璃空心微珠中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的一种聚烯烃增强材料，其特征在于，所述的无机增强物用表面处理剂进行处理，用的表面处理剂包含硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。5.根据权利要求1所述的一种聚烯烃增强材料，其特征在于，所述的润滑剂选自脂肪酸、脂肪酸酰胺或聚硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：路海冰，娄小安，裘浩成，沈叶龙，
申请(专利权)人：上海日之升新技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31