一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用，涉及高分子材料技术领域。本发明专利技术所述聚丙烯复合材料包含如下重量份的成分：均聚聚丙烯30～60份、共聚聚丙烯20～40份、聚乙烯10～24份、相容剂2～8份、成核剂0.2～1份和抗氧剂0.2～1份。本发明专利技术通过选用上述成分使得制备出的聚丙烯复合材料兼具良好的力学性能以及透明度，并且具有较高的焊接强度，适于在工业上应用。在工业上应用。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯简称PP，是五大通用塑料之一，由于其合成方法简单，原料来源丰富、密度低，以及良好的物理力学性能与加工性能，已成为通用塑料中发展最快的品种，广泛应用于家电、通讯、包装、交通运输等行业。
[0003]聚丙烯具有很多其它塑料不可企及的优点，但也存在一些不足，刚性和韧性比较难达到平衡：高刚性产品难以满足水壶低温测试要求；另外，聚丙烯为半结晶材料，球晶体积大，界面有光散射，导致透明度降低，难以满足汽车水壶对材料透明性要求。现阶段，汽车水壶加工工艺主要是聚丙烯吹塑或注塑成型上下壶体，再通过热板焊接方式，将上下壶体焊接形成完整密合部件。常规透明聚丙烯产品强度低，熔层薄，焊接强度低，若直接提高熔体强度，增强材料粘度，透明性又会降低。
[0004]因此，制备出一种透明可焊接聚丙烯复合物，具有优异的刚韧性平衡，且在不损失材料透明度前提下具有高的焊接强度，具有极佳的工业应用前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种兼具良好的刚韧性、透明性和焊接强度的聚丙烯复合材料及其制备方法与应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
[0007]一种聚丙烯复合材料，所述聚丙烯复合材料包含如下重量份的成分：均聚聚丙烯30～60份、共聚聚丙烯20～40份、聚乙烯10～24份、相容剂2～8份、成核剂0.2～1份和抗氧剂0.2～1份。均聚聚丙烯的结晶度较高，分子链比较规整，强度较高，但是韧性相对较差；共聚聚丙烯分子链的规整度相对较低，韧性较高，但相应地，强度较低；聚乙烯因本身结构相对简单，氢原子比聚丙烯侧甲基极性小，分子间作用力相对较弱，柔韧翻转性更好，在焊接过程表面熔融区域，能实现分子间更好的交融缠绕结合，从而得到更高的焊接拉伸强度性能。本专利技术通过对树脂的种类及用量，对相容剂、成核剂、抗氧剂的用量进行选择，使得制备出的聚丙烯复合材料兼具良好的强度、刚性和韧性，并且具有一定的透明度和焊接性能。
[0008]优选地，所述均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、聚乙烯的重量比为(5～6)：(2～3)：(1～1.8)。水壶在实际使用过程中，需要经受高低温冷热循环，对壶体材料的刚性和韧性都有一定的要求，当均聚聚丙烯比例偏高时，材料刚性强韧性弱，在遇到低温外力作用时易造成壶体开裂漏液；当共聚聚丙烯比例偏高时，材料刚性不足，在高温高压环境下，容易造成壶体变形，零件气密性不足而漏液；聚乙烯含量过低，交融效果相对较差，焊接强度提升不明显；过高，材料本身拉伸强度降低，影响产品综合强度。当三者以上述配比复配可以协同提升所述聚丙烯复合材料的力学性能以及焊接性能和透光度。
[0009]优选地，所述均聚聚丙烯按照ISO1133
‑1‑
2011标准，在230℃、2.16kg负荷下测得的熔体质量流动速率为0.1～5g/10min；所述共聚聚丙烯按照ISO1133
‑1‑
2011标准，在230℃、2.16kg负荷下测得的熔体质量流动速率为0.1～9g/10min；所述聚乙烯按照ISO1133
‑1‑
2011标准，在190℃、2.16kg负荷下测得的熔体质量流动速率为0.1～5g/10min。一般的，熔指过高，代表树脂本身分子量较小，分子间缠绕结构相对不太稳定，在受外力拉伸或挤压时结构容易被破坏，材料的熔体粘度低，焊接强度低，会使制备出的聚丙烯复合材料的可焊性降低。
[0010]优选地，所述相容剂包含乙烯丙烯嵌段共聚物和丙烯丁烯嵌段共聚物；其中，乙烯丙烯嵌段共聚物与聚乙烯具有良好的相容性，丙烯丁烯嵌段共聚物与聚丙烯具有良好的相容性，二者复配可以实现聚乙烯与聚丙烯更好地相容。所述成核剂为第三代山梨醇类透明成核剂，成核剂可以使聚丙烯球晶晶粒细化、使晶粒的分布更均匀；而晶粒越细，界面光散射越低，透明度得以提升；晶粒的分布越均匀，聚丙烯制品受载过程中发生应力集中的概率越小，可以使聚丙烯复合材料的刚韧性得到同步提升。
[0011]优选地，所述乙烯丙烯嵌段共聚物和丙烯丁烯嵌段共聚物的质量比为(0.5～1.5):1。通过控制相容剂中两种成分的配比在上述范围内，可以进一步提高聚丙烯复合材料的透明度。
[0012]优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种，如抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1790等。
[0013]同时，本专利技术还公开了一种所述聚丙烯复合材料的制备方法，所述制备方法为：按配比将各组分混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融共混、挤出造粒，得到所述聚丙烯复合材料。
[0014]优选地，在具有氮气保护的高混机中对各组分进行混合，混合3～5分钟，然后加入长径比为(30～50):1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，通过双螺杆挤出机塑化造粒，双螺杆挤出机的温度为100～200℃，螺杆转速为350～450r/min，真空度为
‑
0.04～
‑
0.08MPa。
[0015]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术选用均聚聚丙烯、共聚聚丙烯和聚乙烯复配，并对相容剂、成核剂、抗氧剂的用量进行选择，可以保证聚丙烯复合材料具有良好的焊接性能以及刚韧性，并且具有较高的透光率。另外，通过使用两种相容剂复配，可以最大程度地提高体系的相容性，进一步提高聚丙烯复合材料的透明度以及焊接强度。
具体实施方式
[0016]为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0017]实施例和对比例所用材料如下：
[0018]均聚聚丙烯1：台湾地区化纤公司生产的PP B1101，按照ISO1133
‑1‑
2011标准，在230℃、2.16kg负荷下测得的熔体质量流动速率为0.5g/10min；
[0019]均聚聚丙烯2：巴赛尔公司生产的PP HP550J，按照ISO1133
‑1‑
2011标准，在230℃、2.16kg负荷下测得的熔体质量流动速率为3.5g/10min；
[0020]均聚聚丙烯3：道达尔公司生产的HU330，按照ISO1133
‑1‑
2011标准，在230℃、2.16kg负荷下测得的熔体质量流动速率为5g/10min；
[0021]均聚聚丙烯4：神华公司生产的PP 1100N,按照ISO1133
‑1‑
2011标准，在230℃、2.16kg负荷下测得的熔体质量流动速率为11g/10min；
[0022]共聚聚丙烯1：燕山石化公司生产的PP 4220，按照ISO1133
‑1‑
2011标准，在230℃、2.16kg负荷下测得的熔体质量流动速率为0.4g/10min；
[0023]共聚聚丙烯2：燕山石化公司生产的PP T4802,按照ISO113本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，包含如下重量份的成分：均聚聚丙烯30～60份、共聚聚丙烯20～40份、聚乙烯10～24份、相容剂2～8份、成核剂0.2～1份和抗氧剂0.2～1份。2.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、聚乙烯的重量比为(5～6)：(2～3)：(1～1.8)。3.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述均聚聚丙烯按照ISO1133
‑1‑
2011标准，在230℃、2.16kg负荷下测得的熔体质量流动速率为0.1～5g/10min；所述共聚聚丙烯按照ISO1133
‑1‑
2011标准，在230℃、2.16kg负荷下测得的熔体质量流动速率为0.1～9g/10min；所述聚乙烯按照ISO1133
‑1‑
2011标准，在19...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海霞，陈平绪，叶南飚，李国明，孙刚，
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：