一种增强增韧聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种增强增韧聚丙烯材料及其制备方法，将体积比为6：3：1的无水乙醇、氯仿和水混合；将0.1‑3g的硅烷偶联剂、0.1‑3g的β成核剂依次溶于溶剂中，形成处理液；将10‑50重量份的短切玻纤浸入处理液内，80℃下搅拌2h后减压蒸馏去除溶剂，120℃烘干；将100重量份的聚丙烯、0.01‑0.1重量份的润滑剂，0.5‑1重量份的抗氧剂混合后从双螺杆挤出机的主喂料口加入，将处理液处理过的短切玻纤从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，熔融共混、牵伸、挤出、冷却切粒，制得。本发明专利技术的优点是：β晶含量和结晶度高，再结合玻纤增强，可大大提高材料的强度和韧性，相容性好，处理剂用量少，制备方便，材料成本低。

A reinforced toughened polypropylene material and its preparation method

The invention discloses a reinforced polypropylene material and its preparation method, the volume ratio of ethanol, chloroform and water mixed 6:3:1; 0.1 3G silane coupling agent, 0.1 3G nucleating agent are dissolved in a solvent, a processing solution; 10 50 parts by weight of a short cut glass immersion treatment liquid, 80 DEG C, stirring 2H after vacuum distillation to remove the solvent, 120 drying; lubricant will 100 parts by weight of polypropylene, 0.01 0.1 weight portions, the main feeder 0.5 mixing 1 parts by weight of antioxidants from twin-screw extruder in the side feed processing, short glass fiber the liquid processed from double screw extruder and melt blending, adding, drawing, extrusion, cooling pelletizing, prepared. The advantages of the invention are: high content and high crystallinity of beta crystals, combined with glass fiber reinforcement, which can greatly improve the strength and toughness of materials, good compatibility, less dosage of processing agents, convenient preparation and low material cost.

【技术实现步骤摘要】
一种增强增韧聚丙烯材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，尤其是涉及一种增强增韧聚丙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯管材具有质轻、无毒、耐热、耐腐蚀、使用寿命长、安装方便、连接可靠、可回收利用等优点，作为一种新型绿色建筑节能材料，广泛应用于建筑供水系统、采暖系统、气体传输系统、化工流体输送系统、水处理系统、农业灌溉系统等。随着我国经济飞速发展，聚丙烯管材的用量也大幅增长，市场占有率迅速提高，是我国建设部重点推广的三大新型塑料管材的首推品种，近几年发展势头迅猛。然而在低温下，由于聚丙烯的玻璃化转变温度在0℃左右，在5℃以下存在一定的低温脆性，低温下受外力易对管材造成损伤，从而给北方寒冷地区冬季施工和运输带来不便；在较高温度下，聚丙烯管材的强度降低，承压能力随之下降，限制了聚丙烯管材的应用范围。CN201610608273、CN201410829021、CN201410520388等大多数中国专利技术专利文献中公开的技术方案为：利用玻纤、滑石粉、云母等无机刚性粒子，加上各类增韧剂、相容剂、成核剂及其他加工助剂熔融复合改性，提高聚丙烯的强度及韧性。这些方法存在组分复杂，添加量多，成本高的缺陷。此外，由于成核剂添加量少，故其在聚丙烯基体中不易均匀分散。
技术实现思路
本专利技术的目的是将玻纤对聚丙烯材料的增强作用与β成核剂对聚丙烯成核作用相结合，提供一种强度高、韧性好、无需添加相容剂和增韧剂且成核剂分散均匀的增强增韧聚丙烯材料。本专利技术的另一目的是提供一种制备方便、材料成本低的增强增韧聚丙烯材料的制备方法。本专利技术的技术解决方案是：一种增强增韧聚丙烯材料，其原料组份为：100重量份的聚丙烯，10-50重量份的经处理液处理的短切玻纤，0.01-0.1重量份的润滑剂，0.5-1重量份的抗氧剂，所述聚丙烯为熔体流动速率0.1-3g/min的共聚聚丙烯，所述处理液的原料组份为：10-50ml的溶剂，0.1-3g的硅烷偶联剂，0.1-2g的β成核剂；所述溶剂由体积比为6：3：1的无水乙醇、氯仿和水混合而成；所述润滑剂由重量份比例为1：2-3的外润滑剂和内润滑剂复配而成，外润滑剂选自脂肪酸酰胺、硬脂酸及其盐类的一种或几种，内润滑剂选自烃类、有机硅类或小分子聚合物润滑剂的一种或几种；所述抗氧剂选自抗氧剂1076、抗氧剂1330、抗氧剂DSTDP、DLTDP抗氧剂1010或抗氧剂168的一种或几种。聚丙烯用于挤出成管，故其熔体流动速率不可太大，否则影响管材力学性能和使用寿命，且若熔体流动速率过大，无法挤出成管。加入润滑剂后，可以促进玻纤在基体中的均匀分散，保证改性效果，且优化聚丙烯的加工性能，使产品表面光滑、光泽度好且无“浮纤”。抗氧剂的加入可防止聚丙烯分子链氧化降解，保证改性效果，大大提高聚丙烯材料的耐热性能和耐老化性。经处理液浸泡后的玻纤表面产生大量羟基，一部分与硅烷作用，可增加玻纤与聚丙烯基体的相容性，促使其均匀分散，提高材料强度；一部分还可吸附β成核剂，最终使含量很少的成核剂也均匀分散，从而更好地起到异相成核的作用，使聚丙烯更多更快的形成β晶，增加材料韧性。将玻纤对聚丙烯材料的增强作用和β成核剂对聚丙烯材料的成核作用相结合，二者协同，可大大提高聚丙烯材料的强度和韧性，且加工容易，无“浮纤”现象。全部原料易得，处理剂添加量小，无需额外添加相容剂，材料成本较低。使用本专利技术材料生产出的管材耐静压强度和耐低温冲击性能大大提高。所述短切玻纤为直径6-15μm且长度为3-10mm的无碱玻纤。与聚丙烯材料相容性良好，辅以润滑剂帮助均匀分散，可大大提高聚丙烯材料的强度。所述抗氧剂由重量比例为2-3：1：1的抗氧剂1330、抗氧剂1076和抗氧剂DSTDP组成。可以进一步保证改性效果，提高聚丙烯材料的耐热性能和耐老化性。所述硅烷偶联剂选自甲氧基硅烷或乙氧基硅烷中的一种或几种。所述处理液的PH值为3.5-5.5。本专利技术的另一技术解决方案是：一种增强增韧聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：①、配置混合溶剂：将体积比为6：3：1的无水乙醇、氯仿和水混合；②、配置处理液：将0.1-3g的硅烷偶联剂、0.1-3g的β成核剂依次溶于溶剂中，形成处理液；③、处理玻纤：将10-50重量份的短切玻纤浸入处理液内，80℃下搅拌2h后减压蒸馏去除溶剂，120℃烘干；④、将100重量份的聚丙烯、0.01-0.1重量份的润滑剂，0.5-1重量份的抗氧剂混合后从双螺杆挤出机的主喂料口加入，将处理液处理过的短切玻纤从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，熔融共混、牵伸、挤出、冷却切粒，制得。在所述步骤②中还设有调整处理液PH值为3.5-5.5的步骤。有利于增加玻纤表面的羟基，进一步提高其与材料的相容性和成核剂的均匀分散性。所述步骤④中的加工温度为170-220摄氏度。本专利技术的优点是：(1)利用β成核剂改性聚丙烯，提高其结晶度且均为β晶型，同时结合玻纤增强，可大大提高材料的强度和韧性。(2)经处理液作用，可促使玻纤和β成核剂在聚丙烯基体中均匀分散，发挥其良好的协同改性效果。(3)本专利技术所用原料易得，处理剂等添加量很少，制备方便，无需额外添加相容剂和增韧剂，材料成本较低。具体实施方式本专利技术实施例所使用的原料如下：聚丙烯树脂原料丰富，牌号较多，可任选一种，本实施例使用的是韩国晓星的PP-R材料，牌号R200P；无碱短切玻纤为泰山玻纤公司T438，直径13μm，长度4.5mm；硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，晨光化工，CG-V151；β成核剂为NA-287，巴斯夫；外润滑剂为乙撑双硬脂酰胺EBS，日本花王；内润滑剂为改性聚酯树脂HY390，上海荟研新材料有限公司抗氧剂为：抗氧剂1076、1330、剂DSTDP、1010，巴斯夫；氯仿、无水乙醇为市售，水为纯净水。实施例1：(1)配置混合溶剂：将无水乙醇、氯仿和水按6：3：1的比例配成混合溶剂；(2)配置处理液：取1500ml溶剂，将5g成核剂NA-287、75g乙烯基三乙氧基硅烷CG-V151依次溶于混合溶剂，并调节处理液PH值为3.5-5.5；(3)处理玻纤：将1.5kg短切玻纤浸入处理液，80℃机械搅拌2h后减压蒸馏去除溶剂，120℃烘干；(4)将聚丙烯5Kg、抗氧剂(1330：1076：DSTDP＝2：1：1)50g、润滑剂(EBS：HY390＝1：2)5g高速搅拌充分混合从主喂料口加入双螺杆挤出机熔融，经处理的短切玻纤从侧喂料口加入双螺杆挤出机，熔融共混、牵伸、挤出、冷却、切粒，得到增刚增强的聚丙烯材料。加工温度控制在170-220℃对比例1将聚丙烯5Kg、抗氧剂(1330：1076：DSTDP＝2：1：1)50g、润滑剂(EBS：HY390＝1：2)5g高速搅拌充分混合从主喂料口加入双螺杆挤出机熔融，熔融共混、牵伸、挤出、冷却、切粒。加工温度控制在170-220℃对比例2(1)配置混合溶剂：将无水乙醇、氯仿和水按6：3：1的比例配成混合溶剂；(2)配置处理液：取1500ml溶剂，将75g乙烯基三乙氧基硅烷CG-V151溶于混合溶剂，并调节处理液PH值为3.5-5.5；(3)处理玻纤：将1.5kg短切玻纤浸入处理液，80℃机械搅拌2h后减压蒸馏去除溶剂，120℃烘干；(4)将聚丙烯5Kg、抗氧剂(1330：107本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强增韧聚丙烯材料，其特征在于，其原料组份为：100重量份的聚丙烯，10‑50重量份的经处理液处理的短切玻纤，0.01‑0.1重量份的润滑剂，0.5‑1重量份的抗氧剂，所述聚丙烯为熔体流动速率0.1‑3g/min的共聚聚丙烯，所述处理液的原料组份为：10‑50ml的溶剂，0.1‑3g的硅烷偶联剂，0.1‑2g的β成核剂；所述溶剂由体积比为6：3：1的无水乙醇、氯仿和水混合而成；所述润滑剂由重量份比例为1：2‑3的外润滑剂和内润滑剂复配而成，外润滑剂选自脂肪酸酰胺、硬脂酸及其盐类的一种或几种，内润滑剂选自烃类、有机硅类或小分子聚合物润滑剂的一种或几种；所述抗氧剂选自抗氧剂1076、抗氧剂1330、抗氧剂DSTDP、DLTDP抗氧剂1010或抗氧剂168的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.一种增强增韧聚丙烯材料，其特征在于，其原料组份为：100重量份的聚丙烯，10-50重量份的经处理液处理的短切玻纤，0.01-0.1重量份的润滑剂，0.5-1重量份的抗氧剂，所述聚丙烯为熔体流动速率0.1-3g/min的共聚聚丙烯，所述处理液的原料组份为：10-50ml的溶剂，0.1-3g的硅烷偶联剂，0.1-2g的β成核剂；所述溶剂由体积比为6：3：1的无水乙醇、氯仿和水混合而成；所述润滑剂由重量份比例为1：2-3的外润滑剂和内润滑剂复配而成，外润滑剂选自脂肪酸酰胺、硬脂酸及其盐类的一种或几种，内润滑剂选自烃类、有机硅类或小分子聚合物润滑剂的一种或几种；所述抗氧剂选自抗氧剂1076、抗氧剂1330、抗氧剂DSTDP、DLTDP抗氧剂1010或抗氧剂168的一种或几种。2.根据权利要求1所述的一种增强增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述短切玻纤为直径6-15μm且长度为3-10mm的无碱玻纤。3.根据权利要求1所述的一种增强增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述润滑剂由重量份比例为1：2-3的外润滑剂和内润滑剂复配而成，外润滑剂选自脂肪酸酰胺、硬脂酸及其盐类的一种或几种，内润滑剂选自烃类、有机硅类或小分子聚合物润滑剂的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种增强增韧聚丙烯材料，其特征在于，所述抗氧剂选自受阻酚类及辅助抗氧剂，如抗氧剂1076...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦小梅，李白千，彭晓翊，陈玉，王军，罗庆敏，
申请(专利权)人：日丰企业集团有限公司，日丰企业佛山有限公司，日丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44