高模量聚丙烯共混材料制造技术

技术编号:27729563 阅读:19 留言:0更新日期:2021-03-19 13:20
本发明专利技术涉及聚乙烯增强聚丙烯共混材料的制备,包括(a)乙烯和/或C4至C8α‑烯烃的聚丙烯嵌段共聚物(b)UHMWPE(c)作为粘合作用的白油(d)抗氧剂,其中(i)包括乙烯和/或C4至C8α烯烃的聚丙烯嵌段共聚物,根据ISO 1133测定的熔体流动速率MFR(230℃)为至少20g/10min,(ii)UHMWPE重均分子量为600万以上,根据ISO 1133测定的熔体流动速率MFR(230℃)为0g/10min(iii)增强聚丙烯材料中形成了以UHMWPE增强组合物基体的共混材料。

【技术实现步骤摘要】
高模量聚丙烯共混材料
本专利技术涉及具有良好加工性能和优异拉伸模量的UHMWPE增强聚丙烯共混材料,以及其制备和应用。
技术介绍
聚丙烯(PP)是一种性能优异的聚烯烃材料,其产量和制品量在通用树脂中居第二位,是通用树脂中机械性能优良的产品,在汽车工业、家用电器、电子、包装、建材及家具等方面具有广泛的应用,然而,聚丙烯较低的刚性限制了其广泛使用,为此大量的无机填料,例如滑石粉,蒙脱土等无机填料可以有效的增强聚丙烯刚性。但增强聚丙烯的一个特别的例子是UHMWPE增强聚丙烯,通过选择聚丙烯的类型、UHMWPE分子量和用量以及有时通过选择所用的粘合剂的类型能够改善共混材料的性质。现今的超高分子量聚乙烯增强聚丙烯对要求高模量、耐热变形和既耐冲击,又耐动态断裂负载的应用是一种逐步完善的材料(实例包括发动机舱中具有承重功能的汽车零部件、用于聚合物车身面板的支撑部件、洗衣机和洗碗机部件),因为UHMWPE增强聚丙烯材料的一个缺点是其有限的流动性和加工性,在UHMWPE含量(通常范围在0份~10份之间)和流动性(MFR)之间存在明显的负相关性的事实使得较难成型和加工,难以适应市场的需求。在本领域中有必要拥有优异的冲击和刚性平衡结合的UHMWPE增强聚丙烯(PP)材料,在此方面,关键参数是拉伸模量,一般的聚丙烯模量都处于较低的水平,即:拉伸模量<1500MPa。聚丙烯和UHMWPE组合的目标通常被认为难以实现,因为超高分子量聚乙烯自身具有高的粘弹性和自润滑性,在一般的加工温度下很难流动;另一方面,UHMWPE在聚丙烯中的分散性能较差,使两者的性能组合比较困难。
技术实现思路
基于此,本专利技术涉及具有良好加工性能和优异拉伸模量的UHMWPE增强聚丙烯共混材料,以及其制备和应用。本专利技术的发现是,具有优异的冲击/刚性平衡且具有良好加工性能的UHMWPE增强材料可以通过将UHMWPE和单相α烯烃丙烯嵌段共聚物共混来实现,其中该α烯烃丙烯嵌段共聚物是在茂金属催化剂存在下制备的。因此,本专利技术涉及UHMWPE增强的共混材料,其包括,基于所述聚乙烯增强共混材料的总重量,(a)100份茂金属催化的包括乙烯和/或C4-C8α-烯烃的聚丙烯嵌段共聚物(b)0.2~2份UHMWPE(c)0.5~2ml作为粘合作用的白油(d)0.1~0.5份抗氧剂;其中,(1)所述聚丙烯嵌段共聚物包含5%~20%乙烯和/或C4至C8α-烯烃,所述聚丙烯嵌段共聚物具有至少2.5g/10min至高达20g/10min的根据ISO1133在230℃下测定的熔体流动速率MFR,(2)所述聚乙烯为UHMWPE,(3)增强聚丙烯材料中形成了以UHMWPE增强组合物基体的共混材料,(4)所述抗氧剂为市售主流抗氧剂。说明表1显示了PP/UHMWPE共混材料的机械和耐热性能。具体实施方式给出以下实施例来说明本专利技术但无任何限制目的。将干燥好的聚丙烯100份,UHMWPE0.2~2份,白油1ml,在高速混合机中混合搅拌1min;将混合的粒料放在双螺杆挤出机中共混,喂料螺杆转速25rpm,主机螺杆转速60rpm,加热温度区间为180℃~200℃,真空干燥;将挤出的粒料在注塑机中注塑成型,注塑温度区间为180℃~220℃,模具温度为10℃~30℃;注塑的样条放在100℃~120℃真空干燥箱中干燥10h后,自然冷却到室温,准备测试。根据GB/T1040.2-2006标准,用CMT4503微机控制电子万能试验机以50mm/min的速度测试了材料的拉伸性能,并用2mm/min的速度测试了材料的弯曲性能;根据GB/T1043标准,用ZBC-1400-1摆锤冲击试验机对材料的缺口冲击性能进行了测试,对所测的性能,至少选取5个样品,取平均值。使用维卡软化点测试仪测试了PP/UHMWPE共混材料的耐热性,并用D型邵氏硬度计测试了PP/UHMWPE共混材料的硬度。本文所制备的聚丙烯共混材料不仅具有较高机械性能,而且具有较高的拉伸模量和硬度,并且耐热性能比较好,综合性能优良,为实现高性能聚丙烯应用开辟了一条新的道路。本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种聚乙烯增强聚丙烯共混材料,包括基于所述聚乙烯增强共混材料的总重量,/n(a)100份茂金属催化的包括乙烯和/或C4~C8α-烯烃的聚丙烯嵌段共聚物/n(b)0.2~2份UHMWPE/n(c)0.5~2ml作为粘合作用的白油/n(d)0.1~0.5份抗氧剂;/n其中,/n(1)所述聚丙烯嵌段共聚物包含5%~20%乙烯和/或C4~C8α-烯烃,所述聚丙烯嵌段共聚物具有至少2.5g/10min至高达20g/10min的根据ISO 1133在230℃下测定的熔体流动速率MFR,/n(2)所述聚乙烯为UHMWPE,/n(3)增强聚丙烯材料中形成了以UHMWPE增强组合物基体的共混材料,/n(4)所述抗氧剂为市售主流抗氧剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯增强聚丙烯共混材料,包括基于所述聚乙烯增强共混材料的总重量,
(a)100份茂金属催化的包括乙烯和/或C4~C8α-烯烃的聚丙烯嵌段共聚物
(b)0.2~2份UHMWPE
(c)0.5~2ml作为粘合作用的白油
(d)0.1~0.5份抗氧剂;
其中,
(1)所述聚丙烯嵌段共聚物包含5%~20%乙烯和/或C4~C8α-烯烃,所述聚丙烯嵌段共聚物具有至少2.5g/10min至高达20g/10min的根据ISO1133在230℃下测定的熔体流动速率MFR,
(2)所述聚乙烯为UHMWPE,
(3)增强聚丙烯材料中形成了以UHMWPE增强组合物基体的共混材料,
(4)所述抗氧剂为市售主流抗氧剂。


2.根据权利要求1所述的聚乙烯增强聚丙烯共混材料,其中所述聚丙烯嵌段共聚物,优选模量在900MPa~1700MPa,再优选的是1100MPa~1700MPa。


3.根据权利要求1所述的聚乙烯增强聚丙烯共混材料,其中所述聚乙烯为UHMWPE,并适用于优选的100万~900万分子量聚乙烯,再优选的250万~900万分子量聚乙烯,再优选的350万~900万分子量聚乙烯。


4.根据权利要求1所述的聚乙烯增强聚丙烯共混材料,其中所述粘合作用的白油是由石油所得精炼液态烃的混合物,主要为饱和的环烷烃与链烷烃混合物,原油经常压和减压分馏、溶剂抽提和脱蜡,加氢精制而得;白油优选为工业级白油、化妆品级白油、医用级白油、食品级白油等,再优选的白油是工业级白油、化妆品级白油,再优选的白油是工业级白油。


5.根据权利要求1所述的聚...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵梓年张庆
申请(专利权)人:天津科技大学
类型:发明
国别省市:天津;12

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