[發(fā)明專利]一種提高抗沖擊強度的改性聚丙烯材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN104861295B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 胡成龍;陳韶云
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/08;C08L23/06;C08K13/02;C08K5/14;C08K5/01;C08K5/523;C08K5/132;C08K5/098;B29C47/92
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司11138
• 代理人: 徐立

技術領域

本發(fā)明屬于高分子復合材料領域，具體涉及一種提高抗沖擊強度的改性聚丙烯材料的制備方法。

背景技術

聚丙烯(PP)是由丙烯單體聚合而成的熱塑性樹脂，是制造轎車和輕、微型車前、后保險杠的主要材料之一，由于PP的玻璃化轉變溫度較高,低溫沖擊性能差，成型收縮率大,限制了其在汽車工業(yè)領域中的應用，因此人們往往用橡膠材料對PP進行增韌。目前利用聚烯烴彈性體(Polyolefin elastomer,POE)，如乙烯-辛烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-丁烯共聚物對PP進行改性是提高其力學性能的一種有效方法，原因是POE有很窄的相對分子質量和短鏈分布，具有高彈性、高強度、高伸長率和良好的低溫性能，同時又具有優(yōu)異的耐熱老化和抗紫外性能。例如乙烯-辛烯共聚物彈性體中聚乙烯段結晶區(qū)(樹脂相)起物理交聯(lián)點的作用,一定量辛烯的引入削弱了聚乙烯段結晶,形成了呈現(xiàn)橡膠彈性的無定形區(qū)(橡膠相)，當利用POE對PP進行改性后，POE中的橡膠態(tài)在外來沖擊力作用下，可引發(fā)大量銀紋,而基體材料PP則產生剪切屈服,主要靠銀紋、剪切帶吸收能量，從而提高基體材料的力學性能。

汽車保險杠是一種表面積大、形狀復雜的薄壁大型結構部件，各國對汽車用塑料保險杠均制定了有關的技術標準。就保險杠而言，生產原料必須具有優(yōu)異的高低溫沖擊韌性、剛性、耐老化性、耐熱性、耐寒性、耐汽油性，還要有良好的阻燃性等；在加工過程中，必須要求原料具有良好的熱穩(wěn)定性、成型收縮率小、脫模性好。其中，適宜制作汽車保險杠的PP材料必須具有超高沖擊強度,常溫下最低要在400J/m以上,而普遍的PP沖擊強度常溫下最高也只能達到50J/m，必須經過改性才能使用(張舜喜.保險杠用超高沖擊強度聚丙烯材料的研制.塑料科技.1995,108(4):10-13)。一般以POE作為增韌劑對PP進行物理機械共混改性，即指PP基體與POE彈性體、無機填料進行機械共混而得到復合材料，其沖擊強度雖然有所提高，但提高幅度較小，沖擊強度最多只能達到90J/m左右，無法達到汽車保險杠的要求。

中國專利文獻CN102251304A用PP為基料，加高密度聚乙烯(HDPE)、POE等均勻混配，經雙螺桿混煉造粒，制備聚丙烯改性母料，然后通過螺桿擠出貯備高強、高模聚丙烯纖維，這種聚丙烯纖維強力高，延伸率低，斷率模量高，耐候性優(yōu)良，但是未提及增韌效果。中國專利文獻CN102746572A利用聚乙烯、活性碳酸鈣、POE、HDPE、抗氧劑、抗紫外線劑及色粉等制備一種電視機后殼用改性聚丙烯專用料，盡管其生產的PP料能部分滿足上述要求，但是改性后的沖擊強度只提高了30％以上。

發(fā)明內容

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是提供一種提高抗沖擊強度的改性聚丙烯材料的制備方法，使其沖擊強度得到大幅度提高。

發(fā)明概述

所述提高抗沖擊強度的改性聚丙烯材料的制備方法，由包括以下組分的原料經一步法共混改性制得：

其中，主改性劑為聚烯烴彈性體，副改性劑為高密度聚乙烯，交聯(lián)改性劑為有機過氧化物，交聯(lián)助劑為含量50％-60％的二乙烯基苯，所述交聯(lián)改性劑半衰期為1分鐘時的分解溫度與PP的熔融溫度差為1-5℃。

所述一步法為已知的聚合物共混改性方法，具體是指將聚合物改性的交聯(lián)反應與擠出造粒在同一臺擠出機上完成。這要求在同一臺擠出機上在PP組成物的熔融混煉物中添加各種助劑、粉狀或液狀的交聯(lián)劑及交聯(lián)助劑，并且完成交聯(lián)反應與擠出造粒，這對擠出機的要求較高。解決的辦法是：選擇長徑比(L/D)大(30～35)，并且具有排氣功能的擠出機。

所述交聯(lián)改性劑在加工過程提供活性自由基，使PP、POE和HDPE主鏈變?yōu)榛钚宰杂苫l(fā)生交聯(lián)反應，保證改性后的聚丙烯材料具有優(yōu)異的抗沖擊性、耐寒性和耐老化性能。優(yōu)選的，所述交聯(lián)改性劑為過氧化二異丙苯。所述交聯(lián)助劑在加工過程避免PP主鏈發(fā)生斷鏈降解反應，從而收到理想的交聯(lián)效果。所述交聯(lián)助劑二乙烯基苯為市售產品，具有鄰、間、對二乙烯基苯三種異構體，用于本發(fā)明時無需進行異構體的分離；本發(fā)明采用的50％-60％含量二乙烯基苯是市售產品中較常用的規(guī)格，顯然的，如果采用其他含量二乙烯基苯(如80％)，只要保證實際加入的純二乙烯基苯的量相同，也可以取得同樣的技術效果。所述含量為質量百分比含量。