一种耐低温冲击的聚丙烯组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐低温冲击的聚丙烯组合物及其制备方法，属于高分子材料领域。本发明专利技术所述耐低温冲击的聚丙烯组合物不使用价格昂贵的短切芳纶纤维作为增强填充剂，而是采用特定的增韧剂配合共聚尼龙6作为组分，其得到的产品不仅常温拉伸性能良好，同时具有优异的低温抗冲击性能，可满足低温

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温冲击的聚丙烯组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种耐低温冲击的聚丙烯组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯(PP)由于密度低，易加工，电性能优异等优点，在汽车和家电中得到越来越多的应用。然而，聚丙烯材料低温韧性差，导致其制品的低温冲击性能差，限制了其进一步的应用开发；因此，现有技术通常在聚丙烯材料中引入玻纤，从而提高材料的力学强度，特殊是长玻纤增强聚丙烯材料，能显著提升材料的力学强度和冲击性能。
[0003]但在一些极端应用中，比如军用炮弹包装箱，要满足低温
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55℃跌落冲击试验，单纯的长玻纤增强聚丙烯材料也难以满足性能要求，而一味增加产品组分中增韧剂的含量又会导致其拉伸性能等力学强度下降，需要对体系进行进一步的改性，使其满足优良的耐低温冲击强度。
[0004]CN 107345026 A公开了一种低温
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55℃耐冲击、高温70℃抗变形聚丙烯复合材料，其用长玻璃纤维混合短切芳纶纤维为增强基体配合增韧剂制备的聚丙烯共混改性材料能满足军用炮弹包装箱的低温跌落无破坏的要求，然而使用的短切芳纶纤维价格昂贵且添加量较大，不适于工业化生产。CN 109370062 A公开了一种抗落球冲击、良外观的长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法和应用，以高抗冲聚丙烯，聚乙烯和三氧化二锑复配的方法大幅提高材料的落球开裂和应力发白问题；虽然该方法所用原料成本较低，但是其主要侧重在应力发白和常温缺口冲击，难以达到低温
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55℃的冲击强度，另外加入的原料三氧化二锑也不利于材料配色，进一步限制其应用。

技术实现思路

[0005]基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种耐低温冲击的聚丙烯组合物，该产品的组分中以尼龙和特定增韧剂组合搭配，有效提升产品的低温抗冲击性能，满足低温
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55℃跌落冲击试验要求，在经过测试后不会出现明显裂纹，同时具有良好的本征常温拉伸强度，适用于诸如军用炮弹包装箱等极端应用；所述产品的组分价格低廉，可实现工业化生产。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种耐低温冲击的聚丙烯组合物，包括A组分和B组分；
[0008]所述A组分包括以下重量份的组分：
[0009]聚丙烯30～60份、长玻璃纤维40～60份、相容剂3～7份以及加工助剂0.2～2份；
[0010]所述B组分包括以下重量份的组分：
[0011]聚丙烯35～75份、增韧剂15～25份、共聚尼龙6 10～30份、加工助剂0.2～2份；所述增韧剂包括乙烯辛烯共聚物(POE)、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、乙烯
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丙烯酸乙酯共聚物中的至少一种；
[0012]所述A组分和B组分的质量配比为(5～7.5)：(2.5～5)。
[0013]本专利技术所述聚丙烯组合物采用A组分和B组分相组合的形式，而A组分主要充当基体力学性能组分的作用，采用成本低廉的长玻璃纤维作为填充材料，在上述配比情况下制备的A组分可提供最终产品优异的拉伸性能和抗冲击性能。
[0014]该聚丙烯组合物中B组分采用低温抗冲击效果较好的共聚尼龙6与特定的增韧剂进行搭配协同组合，无需引入其他额外无机成分，不仅能提升所得产品的常温拉伸强度(本领域公知，低温下的聚丙烯材料拉伸强度一般比常温下更好，因此常温拉伸强度即可表征产品在低温下的性质)，还可增强其低温抗冲击性能，满足低温
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55℃跌落冲击试验要求，适用于诸如军用炮弹包装箱等极端应用。
[0015]优选地，所述增韧剂为POE和马来酸酐接枝POE的混合物；
[0016]更优选地，所述增韧剂中马来酸酐接枝POE的接枝率为0.8～1％，POE和马来酸酐接枝POE的质量之比为(2～4):1。
[0017]专利技术人发现，相比于使用纯POE作为增韧剂，以马来酸酐接枝POE混合POE搭配得到的混合物可进一步提升所得产品的低温抗冲击性能，然而若马来酸酐接枝POE的含量添加过多(或者马来酸酐的接枝率过高)，又会令产品的流动性变差，增韧剂分散性不佳，反而导致其低温抗冲击性能变弱，而马来酸酐接枝POE的含量较低时会使产品的低温抗冲击性能提升程度较低。
[0018]优选地，所述共聚尼龙6的制备方法包括以下步骤：将己内酰胺单体与尼龙单体盐混合均匀后放入高压反应釜中，将高压反应釜内部抽压至真空状态，并在气氛保护下进行反应，所得产物依次经拉丝、切粒、水煮及干燥后，即得到共聚尼龙6。
[0019]优选地，所述A组分和B组分中的聚丙烯为共聚聚丙烯。
[0020]优选地，所述A组分和B组分中聚丙烯根据ISO 1133
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2011在230℃，2.16kg负荷下的熔融指数≥80g/10min。
[0021]专利技术人发现，相比于均聚聚丙烯，共聚聚丙烯具有更加优异的抗冲击性能，而采用流动性较高的原料可使各组分分散性更好，成型性更高，低温抗冲击性能更佳，而流动性较低则可能导致各组分分散性降低，产品的低温抗冲击性能降低。
[0022]优选地，所述长玻璃纤维的平均直径为15～19μm。
[0023]优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯和丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的至少一种；
[0024]更优选地，所述相容剂的接枝率为0.7～1.2％。
[0025]专利技术人发现，当以特定接枝率的接枝聚丙烯作为相容剂时，可有效协调组分中聚丙烯和长玻璃纤维的相容性，提升产品的稳定性，而当接枝率过高，则容易导致组分分散性不佳，反而降低最终产品的低温抗冲击性能。
[0026]优选地，所述加工助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂中的至少一种；
[0027]更优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述光稳定剂为受阻胺类抗氧剂；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、聚乙烯蜡、EVA蜡、油酸酰胺、芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、有机硅润滑剂和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
[0028]本专利技术的另一目的在于提供所述耐低温冲击的聚丙烯组合物的制备方法，包括以
下步骤：
[0029](1)A组分的制备：将A组分中的聚丙烯、相容剂及加工助剂按配比混合均匀后放入双螺杆挤出机中，随后放入预分散处理的长玻璃纤维并熔融挤出造粒，即得A组分；
[0030](2)B组分的制备：将B组分中的各组分按配比混合均匀后放入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，即得B组分；
[0031](3)按配比将A组分和B组分混合均匀熔融挤出造粒，即得所述耐低温冲击的聚丙烯组合物。
[0032]本专利技术所述耐低温冲击的聚丙烯组合物的制备方法操作步骤简单，可实现工业化规模生产。
[0033]优选地，步骤(1)所述双螺杆挤出机在熔融挤出造粒时的温度为210～250℃，所述A组分在双螺杆挤出机中进入浸润模头，所述浸润模头的温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于，包括A组分和B组分；所述A组分包括以下重量份的组分：聚丙烯30～60份、长玻璃纤维40～60份、相容剂3～7份以及加工助剂0.2～2份；所述B组分包括以下重量份的组分：聚丙烯35～75份、增韧剂15～25份、共聚尼龙6 10～30份、加工助剂0.2～2份；所述增韧剂包括POE、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、乙烯
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丙烯酸乙酯共聚物中的至少一种；所述A组分和B组分的质量配比为(5～7.5)：(2.5～5)。2.如权利要求1所述的耐低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于，所述增韧剂为POE和马来酸酐接枝POE的混合物。3.如权利要求2所述的耐低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于，所述增韧剂中马来酸酐接枝POE的接枝率为0.8～1.0％。4.如权利要求2所述的耐低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于，所述POE和马来酸酐接枝POE的质量之比为(2～4):1。5.如权利要求1所述的耐低温冲击的聚丙烯组合物，其特征在于，所述A组分和B组分中的聚丙烯为共聚聚丙烯，所述A组分和B组分中聚丙烯在230℃，2.16kg负荷下的熔融指数≥80g/10mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱志强，张超，安朋，刘纪庆，叶士兵，丁正亚，罗忠富，吴国峰，
申请(专利权)人：上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：