[發明專利]一種耐低溫且加工流動性好的聚丙烯塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310652509.X
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104693590A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 付維貴;楊子琪;梅淑貞;劉姍姍;梁子昊;趙義平;陳莉
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L53/02;C08L23/16;C08L23/08;C08K9/02;C08K9/04;C08K3/34;C08K3/26;C08K5/01
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種聚丙烯塑料，特別是一種耐低溫、加工熔融流動性好且熱穩定性好的聚丙烯塑料及其制備方法。

背景技術

聚丙烯塑料具有優良的力學性能，耐候性、絕緣性、易加工、低密度等特性，因此在汽車配件、絕緣材料、化工設備、建筑材料等領域具有廣泛的應用。聚丙烯通常在常溫或較高溫度(100℃)下可以正常使用，但在較低溫度下，容易脆裂，特別是在嚴寒地區室外使用時受到很大限制，需要對其進行增韌改性后，才能作為高韌性結構材料使用。以往，采用無規共聚、嵌段共聚、接枝共聚等化學方法改性，一定程度上起到增韌聚丙烯的效果，但很少將其用作結構材料，且成本較高。熱塑性彈性體，如聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)、三元乙丙橡膠(EPDM)、聚烯烴彈性體(POE)等，對聚丙烯有較好的增韌效果，但往往對聚丙烯的剛性或拉伸強度損害較大；而無機剛性粒子或納米粒子與聚丙烯共混，成本較低，雖然對材料的剛性和拉伸強度有利，但其增韌效果有限。采用聚丙烯／熱塑性彈性體／納米粒子共混，即復合協同改性的方法，可以取得較好的常溫改性效果。以上改性方法，對材料的低溫增韌效果不明顯，且缺乏有效的實驗表征方法證明。

中國專利CN101659768公開了耐低溫沖擊組合物及其制備方法，該組合物在0-40℃有良好的抗沖擊性能，可以作為汽車內飾使用，不適宜再更低的溫度下使用；CN101967247A公開了一種醫用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料及其制備方法，通過加入乙烯-辛烯-丙烯三元無規共聚物，使得原均聚聚丙烯具有良好的抗沖擊、耐低溫性能，但力學綜合性能降低5％。

為了解決上述技術問題，本發明通過加入熱塑性彈性體和微米級無機粒子協同改性的方法，利用共混改性和填充改性這兩種簡便、經濟、有效的方式對聚丙烯塑料進行加工改性，以得到脆變溫度低、韌性高、加工流動性好且熱穩定性好的的新型聚丙烯復合基材。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的聚丙烯塑料，該塑料具有耐低溫，不易脆裂且熱穩定性好的特性。

本發明的另一個目的是提供一種上述聚丙烯塑料的制備方法，該制備方法工藝簡單，成本低、加工流動性好。

為了實現上述目的，本發明按如下的方式來實現：本發明所述的聚丙烯塑料包括聚丙烯、熱塑性彈性體、微米級無機粒子和白油四種組分；各種組分的含量(以質量百分比計)為：

所述的各組分比例可優化為：

所述的熱塑性彈性體包括聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)、三元乙丙橡膠(EPDM)、聚烯烴彈性體(POE)中的一種。

所述的微米級無機粒子包括預處理的凹凸棒土、有機改性劑改性后的凹凸棒土、碳酸鈣中的一種，其中有機改性劑包括十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基磺酸鈉(SLS)、十二烷基硫酸鈉(也叫月桂基硫酸鈉SLS)中的一種。

本發明所述的耐低溫聚丙烯的制備方法按下述步驟進行：

1)凹凸棒土預處理：水洗→干燥→鹽酸酸化→干燥(命名為AT)；

2)凹凸棒土有機改性：預處理后的凹凸棒土(AT)→有機改性劑改性→干燥(命名為OAT)；

3)按比例稱取上述聚丙烯粒料、聚烯烴彈性體粒料、微米級無機粒子、白油進行高速混合(轉速3000轉／min，攪拌10min)，使微米級無機粒子均勻沾到粒料表面；

4)用雙螺桿擠出機擠出造粒，其中擠出機一區溫度為：170～190℃；二區：180～200℃；三區：190～220℃；四區：200～220℃；五區：0℃；六區：220～250℃。造好的粒料真空干燥后備用；

5)用注塑機將干燥后的粒料注塑成啞鈴型或長方型樣條。

本發明具有如下有益技術效果：耐低溫，加工流動性好，熱穩定性好，制備簡單且成本低等優點。

具體實施方式：

凹凸棒土經預處理命名為AT；再經有機改性劑改性后的土命名為OAT。

實施例1：

稱取聚丙烯粒料74份，聚烯烴彈性體(POE)粒料22份，經過預處理的AT土4份，滴加白油3-5份；高速混合，使AT土粘到粒料表面即可；經擠出造粒，烘干，注塑成型。

實施例2：

稱取聚丙烯粒料74份，聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)粒料22份，經預處理的AT土4份，滴加白油3-5份；高速混合，使AT土粘到粒料表面即可；經擠出造粒，烘干，注塑成型。

實施例3：