一种抗紫外线和耐高低温冲击的薄壁高长径比聚丙烯扎带制造技术

本发明专利技术公开了一种抗紫外线和耐高低温冲击的薄壁高长径比聚丙烯扎带，其由聚丙烯组合物制成，聚丙烯组合物包括聚丙烯材料、润滑剂、成核剂、抗氧剂、复合紫外线吸收剂和增韧剂，复合紫外线吸收剂为选自苯酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂和氨基类紫外线吸收剂中的至少两种；聚丙烯材料具有特定的熔融峰值温度、熔融热焓、结晶峰值温度和结晶热焓；本发明专利技术能够兼具优异的抗紫外线和耐高低温冲击性能，同时还可以改善聚丙烯相对于模具的流动性，使得在有限的空间和时间内快速充满模具，进而能够做出薄壁高长径比的聚丙烯扎带，外观透明性好且脱扣力强，能够适用于较恶劣的环境中。中。

【技术实现步骤摘要】
一种抗紫外线和耐高低温冲击的薄壁高长径比聚丙烯扎带


[0001]本专利技术属于聚合物材料及加工
，尤其涉及薄壁高长径比的塑料制品，具体涉及一种抗紫外线和耐高低温冲击的薄壁高长径比聚丙烯扎带。

技术介绍

[0002]薄壁塑料成型技术是一个相对概念，行业内的定义分为三种情况：(1)流动长度与厚度之比L/T，即从熔体进入模具到熔体必须充填的型腔最远点的流动长度L与相应平均壁厚T之比在100或者150以上的注塑为薄壁高长径比注塑；(2)所成型塑件的厚度小于1mm，同时塑件的投影面积在50cm2以上的注塑成型方法；(3)所成型塑件的壁厚小于1mm(或1.5mm)，或者t/d(塑件厚度t、塑件直径d、针对圆盘型塑件)在0.05以下的注塑成型定义为薄壁注塑成型。
[0003]目前，国内的薄壁塑料成型技术在食品容器、医药盒、化妆品、文具等领域中的应用均属于薄壁小长径比注塑成型。在薄壁高长径比注塑方面，由于薄壁高长径比注塑技术，不仅对设备和注塑工艺提出更高的要求，同时对原材料的高流动性也提出了更高的要求，而薄壁小长径比注塑则对于原料的流动性要求较低。薄壁高长径比塑料制品制造的典型案例是壁厚小且长径比大的扎带制造。
[0004]聚丙烯是一种纯碳链聚合物，既不含有极性基团，也无化学活泼性基团，具有许多优良性能，如：比重轻、强度较好、耐磨性好、耐腐蚀、不吸湿等性能，使得聚丙烯产品在生产和生活中的应用日益广泛，例如薄壁高长径比的扎带制品，目前应用最广泛的是尼龙6或尼龙66扎带，因为尼龙6或尼龙66的强度以及耐候性等方面较好，但是尼龙6或尼龙66的成本相对较高，同时都具有一定的吸湿性(常温下尼龙66的饱和吸水率达到4.6％，尼龙6的饱和吸水率超过8％，并且随着温度升高，尼龙吸水造成的制品性能劣化极其严重)，产品的力学性能受环境相对湿度的影响显著，而聚丙烯不具有吸湿性(聚丙烯的饱和吸水率低于0.4％，制品性能几乎不受环境湿度和温度(在适用温度范围内)的影响)，在一些特定的应用领域，聚丙烯比尼龙类产品更具有优势；另一方面，聚丙烯的价格比尼龙低，供应受市场环境的冲击小，价格稳定，在民用领域具有显著优势，因此，若采用聚丙烯材料制成聚丙烯扎带将有望部分取代尼龙6或尼龙66扎带在一些领域上的应用。
[0005]但是，在化学结构上，聚丙烯链段中包含大量的叔碳原子，在光照条件下，特别是紫外线照射条件下，聚丙烯易发生光氧化降解，造成高分子链段断裂，力学性能变差。钱欣等人(阻燃材料与技术，2006年第二期)的研究表明，将聚丙烯置于试验箱中，荧光紫外灯功率为320W，紫外线波长280～400nm，试验箱温度60℃，每间隔4小时对聚丙烯样品进行照射，照射时间为4小时，试验进行250小时后，聚丙烯的拉伸强度从初始的35.6MPa，下降到31.4MPa。余剑英等人(材料研究学报，第13卷第5期)的研究表明，经紫外线辐照后，聚丙烯发生快速光氧化，辐射24小时，界面上被氧化的碳原子占总碳原子数的15.96％，辐射72小时和120小时，被氧化的碳原子分别达到31.22％和50.58％。在辐照24小时，所引入的含氧基团主要为单键氧(C
‑
O
‑
C、C
‑
OH)，随着辐照时间的延长，以羰基、羧基形式存在的双键氧比
例明显增加。而扎带在使用过程中，不可避免地会遭遇各种不同工况，如在户外使用时，产品会面临紫外线的辐照；参见上述所述，现有的聚丙烯塑料由于其特殊结构，抗紫外线性能和力学性能达不到特殊情况需求，进而产品质量不稳定，从而影响了聚丙烯制成的扎带的性能。
[0006]目前，现有技术中，尽管通过加入氧化锌、碳黑或类似的乳白填料可以改善聚丙烯的抗紫外线能力，但是，这些物质的加入，使聚丙烯的透明性丧失，而下游客户对产品的透明性有一定的需求；同时对于环境较恶劣，例如温差较大的地区，还要求扎带具有耐高低温冲击的性能，目前的通用聚丙烯塑料很难满足此要求。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种改进的聚丙烯扎带，其能够兼具优异的抗紫外线和耐高低温冲击性能，同时还可以改善聚丙烯相对于模具的流动性，使得在有限的空间和时间内快速充满模具，进而能够做出薄壁高长径比的聚丙烯扎带，外观透明性好且脱扣力强，能够适用于较恶劣的环境中。
[0008]本专利技术中，薄壁指壁厚小于1.5mm，或者t/d(塑件厚度t、塑件直径d、针对圆盘型塑件)在0.05以下。高长径比是指流动长度与厚度之比L/T，即从熔体进入模具到熔体必须充填的型腔最远点的流动长度L与相应平均壁厚T之比在100以上，具体是指制品的长度与厚度之比在100以上。
[0009]本专利技术中，熔融指数在温度230℃下，载荷为2.16kg下测定(测定按照国标为：GB/T 3682
‑
2000)。
[0010]本专利技术中，熔融峰值温度、熔融热焓、结晶峰值温度和结晶热焓分别采用差示扫描量热法(DSC)测试。
[0011]为解决以上技术问题，本专利技术采取的一种技术方案如下：
[0012]一种抗紫外线和耐高低温冲击的薄壁高长径比聚丙烯扎带，其由聚丙烯组合物制成，所述聚丙烯组合物包括如下组分：聚丙烯材料、润滑剂、成核剂和抗氧剂，所述聚丙烯组合物还包括复合紫外线吸收剂和增韧剂，所述复合紫外线吸收剂为选自苯酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂和氨基类紫外线吸收剂中的至少两种；所述聚丙烯材料的熔融峰值温度为155～170℃、熔融热焓为60～100J/g，且结晶峰值温度为110～135℃、结晶热焓为70～105J/g；以质量百分含量计，所述聚丙烯组合物的组分中，聚丙烯材料90
‑
98.5％、复合紫外线吸收剂0.1
‑
2.5％、增韧剂1
‑
8％、润滑剂0.2
‑
1％、成核剂0.01
‑
1％和抗氧剂0.01
‑
0.5％。
[0013]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述苯酮类紫外线吸收剂为选自(2，4
‑
二羟基苯基)苯基酮、2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮和(2
‑
羟基
‑4‑
甲氧苯基)苯基酮中的一种或多种的组合。
[0014]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述苯并三唑类紫外线吸收剂为选自2
‑
(2
’
羟基
‑3’
，5
’‑
二叔丁基苯基)
‑5‑
氯代苯并三唑、2
‑
(2'
‑
羟基
‑
3',5'双(a,a
‑
二甲基苄基)苯基)苯并三唑、双(3
‑
苯并三唑基
‑2‑
羟基
‑5‑
特辛基苯基)甲烷、2
‑
(2
’‑
羟基
‑5’‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗紫外线和耐高低温冲击的薄壁高长径比聚丙烯扎带，其由聚丙烯组合物制成，所述聚丙烯组合物包括如下组分：聚丙烯材料、润滑剂、成核剂和抗氧剂，其特征在于，所述聚丙烯组合物还包括复合紫外线吸收剂和增韧剂，所述复合紫外线吸收剂为选自苯酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂和氨基类紫外线吸收剂中的至少两种；所述聚丙烯材料的熔融峰值温度为155~170℃、熔融热焓为60~100J/g，且结晶峰值温度为110~135℃、结晶热焓为70~105J/g；以质量百分含量计，所述聚丙烯组合物的组分中，聚丙烯材料 90
‑
98.5%、复合紫外线吸收剂0.1
‑
2.5%、增韧剂1
‑
8%、润滑剂0.2
‑
1%、成核剂0.01
‑
1%和抗氧剂0.01
‑
0.5%。2.根据权利要求1所述的抗紫外线和耐高低温冲击的薄壁高长径比聚丙烯扎带，其特征在于，所述苯酮类紫外线吸收剂为选自（2，4
‑
二羟基苯基）苯基酮、2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮和（2
‑
羟基
‑4‑
甲氧苯基）苯基酮中的一种或多种的组合；和/或，所述苯并三唑类紫外线吸收剂为选自2
‑
（2
’
羟基
‑3’
，5
’‑
二叔丁基苯基）
‑5‑
氯代苯并三唑、2
‑
(2'
‑
羟基
‑
3',5'双(a,a
‑
二甲基苄基)苯基)苯并三唑、双（3
‑
苯并三唑基
‑2‑
羟基
‑5‑
特辛基苯基）甲烷、2
‑
(2
’‑
羟基
‑5’‑
叔辛基苯基)苯并三唑、2
‑
[2
‑
羟基
‑
3，5
‑
二（1，1
‑
二甲基丙基苯基）]
‑
2H
‑
苯并三唑和2
‑
[2
‑
羟基
‑5‑
(1,1,3,3
‑
四甲丁基)苯基]苯并三唑中的一种或多种的组合；和/或，所述氨基类紫外线吸收剂为聚{[6
‑
[(1,1,3,3
‑
四甲基丁基)氨基]]
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
[(2,2,6,6,
‑
四甲基
‑
哌啶基)亚氨基]
‑
1,6
‑
己二撑[(2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶基)亚氨基]}。3.根据权利要求1所述的抗紫外线和耐高低温冲击的薄壁高长径比聚丙烯扎带，其特征在于，所述增韧剂由橡胶类增韧剂和常规聚烯烃增韧剂按照投料质量比为1∶0.2
‑
5组成，所述橡胶类增韧剂为选自聚丙烯
‑
丙烯酰亚胺接枝共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪生，贾翠丽，
申请(专利权)人：张家港绿洲新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：