一种耐热老化改性聚丙烯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种耐热老化改性聚丙烯材料及其制备方法和应用。本发明专利技术耐热老化改性聚丙烯材料包括以下重量份的组分：聚丙烯36.5～96份、稳定剂0.5～1.5份、滑石粉1～40份、增韧剂3～20份、抗氧剂0.3～1份、加工助剂0～1份；所述稳定剂为甲壳素与α

【技术实现步骤摘要】
一种耐热老化改性聚丙烯材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于改性塑料
更具体地，涉及一种耐热老化改性聚丙烯材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯是一种常见的半结晶性塑料，与工程塑料相比，其刚性较低，因此需对其进行改性，以满足市场需求。在汽车聚丙烯材料要求中，耐热老化是一个最常见的性能要求。而实际上，经过长时间热老化常常会由于材料分子的链运动、链松弛、链断裂、或者是重结晶而导致材料的宏观性能发生一定的变化，如热老化具有一定的退火效应，经过热老化处理，材料的刚性提高，韧性下降，而材料设计的初衷是保持材料性能的稳定性与可靠性。如福特汽车公司材料通常要求材料按照ISO188在经过120℃，1000h热老化之后，其屈服强度和简支梁缺口冲击强度保持率在
‑
25％
‑
25％以内。而在大众汽车材料认证中也常常要求材料老化(120℃，500h)前后性能保持率在
±
10％以内，由此可见，这一性能要求受到了主流汽车厂商的广泛关注。
[0003]因此，如何保证材料在老化前后性能基本保持不变，或是降低其变化率是开发耐热老化改性聚丙烯材料的技术重点和难点。现有技术中提到了一种高温老化后性能保持率较高的方法，其核心技术是利用成核剂和硫代酯的协同作用，但是硫代酯类小分子由于S元素的存在对材料的气味有很大的影响，因此其应用范围受到一定的限制。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术的不足，旨在提供一种耐热老化改性聚丙烯材料，本专利技术的耐热老化改性聚丙烯材料在满足基本力学性能的基础上还具有优异的耐热老化性能，老化前后力学性能保持稳定，且线性膨胀系数变化小，为制品的尺寸稳定性提供了保证，且不影响材料的气味。
[0005]本专利技术的另一目的是提供所述耐热老化改性聚丙烯材料的制备方法。
[0006]本专利技术的再一目的是提供所述耐热老化改性聚丙烯材料在汽车制造领域的应用。
[0007]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术首先提供了一种耐热老化改性聚丙烯材料，包括以下重量份的各组分：
[0009]聚丙烯36.5～96份
[0010]稳定剂0.5～1.5份
[0011]滑石粉1～40份
[0012]增韧剂3～20份
[0013]抗氧剂0.3～1份
[0014]加工助剂0～1份
[0015]所述稳定剂为甲壳素与α
‑
环糊精的混合物。
[0016]本专利技术上述改性聚丙烯材料，通过在体系中加入特定的稳定剂—甲壳素与α
‑
环糊
精的混合物，甲壳素的酰胺基团与α
‑
环糊精的羟基在材料中引入了氢键，很好的提升了材料耐热性，可以大幅缓解材料热老化带来的性能影响，减小热老化引起的性能变化，提高材料老化前后性能保持率；氢键还使得材料的结构更加密实，使其在老化前后的线性膨胀系数变化小，为制品的尺寸稳定性提供了保证；且由于甲壳素与α
‑
环糊精均为生物质，不存在对材料气味的影响。此外，在改性聚丙烯材料的各组分中，滑石粉主要发挥提高刚性的功效；增韧剂主要发挥改善冲击的功效；抗氧剂主要发挥防止老化的功效；加工助剂则在挤出和注塑中起作用，发挥润滑和分散的功效。
[0017]更优选地，所述改性聚丙烯材料包括以下重量份的各组分：
[0018]聚丙烯47.3～88.5份
[0019]稳定剂0.8～1.2份
[0020]滑石粉5～30份
[0021]增韧剂5～17份
[0022]抗氧剂0.5～0.8份
[0023]加工助剂0.5～0.8份。
[0024]最优选地，所述改性聚丙烯材料包括以下重量份的各组分：
[0025]聚丙烯78份
[0026]稳定剂1份
[0027]滑石粉20份
[0028]增韧剂12份
[0029]抗氧剂0.6份
[0030]加工助剂0.7份。
[0031]在该配比下的改性聚丙烯材料，其在老化前后的力学性能和尺寸稳定性最佳。
[0032]优选地，甲壳素与α
‑
环糊精的质量比为(1～2)：(1～2)；进一步地，甲壳素与α
‑
环糊精的质量比为1：1。
[0033]进一步地，所述稳定剂是由甲壳素与α
‑
环糊精研磨得到。
[0034]进一步地，所述甲壳素的粘均分子量为5
×
104～5
×
105，更优选为2
×
105。甲壳素的分子量过高会导致加工困难。
[0035]优选地，所述聚丙烯在230℃/2.16kg条件下的熔体质量流动速率为1～100g/10min。熔体质量流动速率按ISO 1133
‑
1:2011标准方法检测得到。
[0036]优选地，所述滑石粉目数为3000～5000目。
[0037]优选地，所述增韧剂包括乙烯
‑
辛烯共聚物、乙烯
‑
丁烯共聚物、弹性体中的一种或几种。
[0038]优选地，所述抗氧剂包括酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂中的一种或几种。
[0039]进一步地，所述酚类抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂AO
‑
330、抗氧剂1790中的一种或几种；所述胺类抗氧剂包括芥酸酰胺、油酸酰胺的一种或几种；所述亚磷酸酯类抗氧剂包括抗氧剂168、所述受阻酚类抗氧剂包括3808PP5。
[0040]优选地，所述加工助剂为润滑剂。
[0041]进一步地，所述润滑剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、胺类中的一种
或几种。
[0042]进一步，所述低分子酯类包括硬酯酸酯；所述金属皂类包括硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种；所述硬脂酸复合酯类包括三硬脂酸甘油酯；所述胺类包括芥酸酰胺、油酸酰胺中的一种或几种。
[0043]本专利技术还提供了上述改性聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
[0044]将聚丙烯、稳定剂、滑石粉、增韧剂、抗氧剂和加工助剂混合得到预混物，预混物加入双螺杆挤出机中，熔融混合分散后，挤出造粒，得到所述耐热老化改性聚丙烯材料。
[0045]具体的，上述方法包括如下步骤：
[0046](1)将聚丙烯、稳定剂、滑石粉、增韧剂、抗氧剂和加工助剂投入高速混合机中，以300～600r/min的速度混合5～10min，得到预混物；
[0047](2)将预混物加入双螺杆挤出机中进行熔融混合分散后，挤出造粒，在80℃以下烘干，得到所述耐热老化改性聚丙烯材料；
[0048]其中双螺杆挤出机各段的加工温度为：一区150～180℃，二区180～200℃，三区210～240℃，四区230～235℃，五区230～235℃，六区234～236℃，七区230～250℃，八区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐热老化改性聚丙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚丙烯36.5～96份稳定剂0.5～1.5份滑石粉1～40份增韧剂3～20份抗氧剂0.3～1份加工助剂0～1份所述稳定剂为甲壳素与α
‑
环糊精的混合物。2.根据权利要求1所述耐热老化改性聚丙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚丙烯47.3～88.5份稳定剂0.8～1.2份滑石粉5～30份增韧剂5～17份抗氧剂0.5～0.8份加工助剂0.5～0.8份。3.根据权利要求1或2所述耐热老化改性聚丙烯材料，其特征在于，甲壳素与α
‑
环糊精的质量比为(1～2)：(1～2)。4.根据权利要求1或2所述耐热老化改性聚丙烯材料，其特征在于，所述甲壳素的粘均分子量为5
×
104～5
×
105。5.根据权利要求1所述耐热老化改性聚丙烯材料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢先博，程文超，陈延安，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：