增刚增韧耐热聚丙烯组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种增刚增韧耐热聚丙烯组合物及其制备方法，由以下重量份的原料配制而成：聚丙烯树脂A50‑75份，聚丙烯树脂B5‑25份，添加剂母料20‑25份。本发明专利技术大大提高聚丙烯树脂的冲击强度和弯曲强度；并且耐热性能更佳；大幅度提高组合物的强度；聚丙烯树脂B和乙烯‑醋酸乙烯共聚物不仅在提高韧性的同时对不影响强度，而且大大降低了生产成本。

High Toughening and Toughening Heat resistant polypropylene composite and its preparation methods

The invention relates to a method for increasing the rigidity of heat-resistant toughened polypropylene composition and preparation method thereof, comprises the following raw materials by weight: polypropylene resin A50 polypropylene resin B5 75 copies, 25 copies, 25 copies of 20 additive masterbatch. The invention can greatly improve the impact strength and bending strength of polypropylene resin; and better heat resistance; improve the composition of the strength greatly; polypropylene resin B and ethylene vinyl acetate copolymer not only improved the toughness and strength of the effect, but also greatly reduces the cost of production.

【技术实现步骤摘要】
增刚增韧耐热聚丙烯组合物及其制备方法
本专利技术涉及一种增刚增韧耐热聚丙烯组合物及其制备方法。现有技术聚丙烯是用量最大的通用塑料之一。随着催化剂及聚合工艺的不断更新，其性能不断提高，新品种随着不断出现，发展速度一直位居各种塑料之首。聚丙烯原料来源丰富、价格低廉，与其他通用塑料相比，具有较好的综合性能，如：相对密度小，加工性能优良，屈服强度，拉伸强度及弹性模量较高，电绝缘性良好，耐应力龟裂及耐化学药品行较佳等；其制品无毒无味，光泽性好，因而被广泛应用于汽车、电器、日用品及家具、包装等各个领域。PP也有其缺点，成型收缩率大、脆性高、缺口冲击强度低，特别是在低温时尤为严重，这大大限制了PP得进一步推广应用。为增加PP韧性,优化其性能，国内外进行了大量PP增韧改性研究，除了传统的橡胶或弹性体如苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、三元乙丙橡胶(EPDM)，及近几年研究较多的乙烯-1-辛烯共聚物(POE)弹性体增韧以外；还有最近研究较多的无机刚性粒子、纳米粒子增韧。但传统弹性体增韧引进了低模量、低强度的橡胶相，通常使材料在抗冲击强度提高的同时，其使用温度、刚度和拉伸强度都有不同程度的降低；同时由于橡胶体的加入导致混合体系黏度大，流动性差，不利于共混物的加工；刚性粒子易在基体内形缺陷，尽管能提高体系的硬度和刚性，但是降低了基体强度和韧性。另一方面，聚丙烯的高温刚性不足，耐湿热稳定性不好，大大限制了其使用。因此本专利技术在如何提高聚丙烯的韧性同时又不明显降低其刚性以及耐热方面做了相关的研究工作。中国专利CN102977456A公布了一种聚丙烯增韧改性剂及其聚丙烯改性制品，通过加入聚乙烯、乙烯与辛烯共聚物POE、引发剂和抗氧剂的增韧改性剂组合物提高其冲击强度。但该专利技术虽提高了冲击强度，并未提及弯曲强度的数据，说明弹性体的加入大大降低了刚性性能。中国专利CN101459917A公布了一种矿物晶须增韧增刚聚丙烯组合物，通过加入晶须增强剂、无机填料(POE)、相容剂、抗氧剂和其他助剂，解决聚丙烯工程原料的刚性低、耐热性不高等缺陷，提高冲击强度。但该专利不仅冲击强度不高，而且加了弹性体(POE)大大影响了刚性的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种增刚增韧耐热聚丙烯组合物及其制备方法，大大提高聚丙烯树脂的冲击强度，即韧性和弯曲强度，即刚性；并且耐热性能更佳；大幅度提高组合物的强度；聚丙烯树脂B和乙烯-醋酸乙烯共聚物组合不仅在提高韧性的同时对不影响强度，而且大大降低了生产成本。本专利技术一种增刚增韧耐热聚丙烯组合物，由以下重量份的原料配制而成：聚丙烯树脂A50-75份聚丙烯树脂B5-25份添加剂母料20-25份。所述的聚丙烯树脂A为抗冲共聚聚丙烯，其熔体质量流动速率(MFR)为5-35g/10min，优选10-28g/10min；冲击强度为5-25KJ/m2，优选10-20KJ/m2；弯曲模量为1024-1133MPa，优选1053-1089MPa；负荷变形温度为78-95℃，优选82-91℃。所述的聚丙烯树脂B为抗冲共聚聚丙烯，其其熔体质量流动速率(MFR)为0.2-4g/10min，优选0.4-2g/10min；冲击强度为55-93KJ/m2，优选68-82KJ/m2；弯曲模量为260-320MPa，优选275-295MPa；负荷变形温度为49-57℃，优选50-53℃。聚丙烯树脂B起到增韧剂的作用，不但与聚丙烯A有很好的相容性，而且对聚丙烯树脂A的弯曲强度较通常使用的弹性体影响较小。所述的添加剂母料为聚丙烯树脂A、陶土、乙烯-醋酸乙烯共聚物和成核剂。所述的陶土为高岭石、水白云母、蒙脱石、石英和长石组成，化学成分属层状结晶铝硅酸盐，通式为Al4(Si4O10)(OH)8。陶土通过偶联剂改性，所述的偶联剂为硅烷、硼酸酯、铝酸酯或磷酸酯。偶联剂优选磷酸酯。陶土表面含有活泼的羟基，呈亲水性，与疏水性的聚丙烯材料相容性差，因此需要对陶土进行偶联剂改性。改性的原理是在处理剂的水溶液或水乳液中，通过填料表面吸附作用或化学作用而使处理剂分子结合于填料表面。所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物为乙烯-醋酸乙烯树脂或乙烯-醋酸乙烯橡胶。由于受到醋酸乙烯基团的作用影响，乙烯-醋酸乙烯的结晶性降低、且其极性得到提高。随之结晶性下降，乙烯-醋酸乙烯的耐应力断裂性和耐冲击强度等得到改善。因为橡胶相加入后，与原有树脂的混容性较好，同时，由于是部分相容，各相的分子仍然能够发挥自己的优势特性。本专利技术优选乙烯-醋酸乙烯橡胶。所述的成核剂为β成核剂。β成核剂分为无机类和有机类，其中无机类主要包括CaCO3、CaSO4、Ca3(PO4)2和硅灰石等；有机类包括稠环类、芳香酰胺类、第ⅡA族金属元素的某些盐类及二元羧酸的复合物和稀土类等。本专利技术优选芳香酰胺类β成核剂。所述的增刚增韧耐热聚丙烯组合物的制备方法，制备步骤如下：(1)陶土进行表面处理：将陶土干燥2-3.5h，再将干燥好的陶土预先升温到90-110℃后搅拌；再将偶联剂稀释后与陶土充分混合搅拌得到表面处理后的陶土，其中，陶土与偶联剂的质量比为1.5-3：5-10；(2)添加剂母粒的制备过程：将聚丙烯树脂A和乙烯-醋酸乙烯共聚物在1000-1500r/min的转速下搅拌10-20min，再依次加入经表面处理后的陶土和成核剂共混3-8min，混合均匀，再将混合均匀的物料挤出混炼、造粒；(3)组合物制备过程：将聚丙烯树脂A、聚丙烯树脂B和添加剂母料在1000-1500r/min的转速下搅拌3-8min，混合均匀后挤出混炼、造粒。步骤(1)中，偶联剂采用乙醇稀释，偶联剂：乙醇的质量比为1:4-1:3；搅拌速度为220-240r/min，偶联改性时间15-30min。步骤(2)的挤出机各区温度为170℃、180℃、200℃、220℃、230℃、210℃，螺杆转速为200-300rpm；步骤(3)的挤出机各区温度为160℃、170℃、180℃、200℃、210℃、190℃，螺杆转速为200-300rpm。所述的增刚增韧耐热聚丙烯组合物的制备方法，具体步骤如下：(1)对陶土进行表面处理：将陶土放置于恒温鼓风干燥箱内2-3.5h，干燥温度100-120℃，再将干燥好的陶土预先升温到90-110℃后投入到高速搅拌机当中；按偶联剂：乙醇为1:4-1:3比重溶入乙醇中稀释，然后将稀释后的偶联剂加入高速搅拌机中与陶土充分混合，控制搅拌速度为220-240r/min，偶联改性15-30min后，取出备用；(2)添加剂母粒的制备过程：将聚丙烯树脂A和乙烯-醋酸乙烯共聚物置于高速搅拌机中，在1000-1500r/min的转速下搅拌10-20min，再依次加入经表面处理后的陶土和成核剂共混3-8min，混合均匀，再将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼、造粒，挤出机各区温度为170℃、180℃、200℃、220℃、230℃、210℃，螺杆转速为200-300rpm。共混搅拌时间长，有利于聚丙烯树脂/乙烯-醋酸乙烯共聚物的增韧效果。(3)组合物制备过程：将聚丙烯树脂A、聚丙烯B和添加剂母料按配比比例置于高速搅拌机中，在1000-1500r/min的转速下搅拌3-8min，混合均匀。再将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼、造粒，挤出机各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增刚增韧耐热聚丙烯组合物，其特征在于，由以下重量份的原料配制而成：聚丙烯树脂A                              50‑75份聚丙烯树脂B                              5‑25份添加剂母料                               20‑25份。

【技术特征摘要】
1.一种增刚增韧耐热聚丙烯组合物，其特征在于，由以下重量份的原料配制而成：聚丙烯树脂A50-75份聚丙烯树脂B5-25份添加剂母料20-25份。2.根据权利要求1所述的增刚增韧耐热聚丙烯组合物，其特征在于，所述的聚丙烯树脂A为抗冲共聚聚丙烯，其熔体质量流动速率为5-35g/10min；冲击强度为5-25KJ/m2；弯曲模量为1024-1133MPa；负荷变形温度为78-95℃。3.根据权利要求1所述的增刚增韧耐热聚丙烯组合物，其特征在于，所述的聚丙烯树脂B为抗冲共聚聚丙烯，其其熔体质量流动速率为0.2-4g/10min；冲击强度为55-93KJ/m2；弯曲模量为260-320MPa；负荷变形温度为49-57℃。4.根据权利要求1所述的增刚增韧耐热聚丙烯组合物，其特征在于，所述的添加剂母料为聚丙烯树脂A、陶土、乙烯-醋酸乙烯共聚物和成核剂。5.根据权利要求4所述的增刚增韧耐热聚丙烯组合物，其特征在于，陶土通过偶联剂改性，所述的偶联剂为硅烷、硼酸酯、铝酸酯或磷酸酯。6.根据权利要求4所述的增刚增韧耐热聚丙烯组合物，其特征在于，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物为乙烯-醋酸乙烯树脂或乙烯-醋酸乙烯橡胶。7.根据权利要求4所述的增刚增韧耐热聚丙烯组合物，其特征在于，所述的成核剂为β成核剂。8.一种权利要求1-7任一所述的增刚增韧耐热聚丙烯组...

【专利技术属性】
技术研发人员：明月，李丽，李延亮，陈智能，裴晓静，王秀丽，陈华赉，黄峰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37