專利名稱：高抗沖擊礦物填充聚丙烯及其制備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料技術領域，具體是一種高抗沖擊礦物填充聚丙烯及其制備 方法。
背景技術：
聚丙烯具有加工性能優良、耐汽油和化學藥品性好的優點，同時質輕、價廉，廣泛 應用于汽車內外飾件、電子和家用電器產品的外殼等，是目前增長速度最快的通用型熱塑 性塑料。但是聚丙烯也有易翹曲、收縮率大，韌性尤其是低溫沖擊性能差的顯著缺點。通常通過加入玻璃纖維，滑石粉等無機填料的方法來大幅度降低材料的收縮率， 但存在成型加工性能差、制品表面質量差，并能導致復合材料的韌性下降的缺點。也可以通 過加入P0E、EPDM等彈性體等材料來提高材料的韌性，降低材料的收縮率，但是P0E、EPDM等 彈性體與聚丙烯相比價格偏高，所以這種方法也存在成本較高的缺陷。通常，在聚丙烯中加入粒徑小于5微米的超細礦物填料(滑石粉、碳酸鈣、硅灰石 等)可以改善聚丙烯的剛性、韌性以及尺寸穩定性。但是粒徑較小的礦物填料在加入到擠 出機的時候很容易出現“搭橋”現象，造成進料困難，從而使得礦物填料的計量不準確或者 不能在聚丙烯復合材料中的有效分散，最終造成聚丙烯復合材料力學性能降低。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高抗沖擊礦物填充聚丙烯及其制備方法。 本發明是通過以下技術方案實現的
一種高抗沖擊礦物填充聚丙烯，由以下重量配比的原料配制成(％ )
聚丙烯55-68 ；
填充劑20-25 ；
分散劑0-2 ；
偶聯劑0-1 ；
增韌劑0-15 ；
抗氧劑 AT-100.2-1;
抗氧劑 AT-1680.2-1。
進一步地，所述聚丙烯為熔融指數是l-25g/10min的聚丙烯。 進一步地，所述填充劑為超細碳酸鈣，其粒徑為2500-3000目。 進一步地，所述分散劑為N，N’ -7撐雙硬脂酰胺。 進一步地，所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑。 進一步地，所述增韌劑為乙烯與辛烯共聚物。
一種制備上述的高抗沖擊礦物填充聚丙烯的制備方法，包括以下步驟
(1)按重量配比秤取原料；
(2)將填充劑，分散劑，抗氧劑加入高混機中進行預混合，邊攪拌滴加偶聯劑，使填充劑表面形成氫鍵；(3)再將聚丙烯、彈性體加入高混機中進行干混3-5分鐘；(4)后經雙螺桿擠出機加溫、混合塑化、熔融、剪切、擠出造粒，其中，擠出時螺桿 各加溫區溫度設置分別為一區240 250°C，二區240 250°C，三區230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C，六區 230 220°C，七區 230 220°C，八區 230 220°C， 主機頻率為450rpm，主機電流為130A。本發明的有益效果主要體現在成本低，性能好，高韌性，制造工藝簡單，值得推
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明作進一步詳細說明在實施例及對比例復合材料配方中，聚丙烯為任一種聚丙烯，熔融指數可以為 l-25g/10min。填充劑為超細碳酸鈣，其粒徑為2500-3000目。分散劑為N，N’-乙撐雙硬脂 酰胺。偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑，牌號為NT201。增韌劑為乙烯與辛烯共聚物。抗氧劑AT-10 為金海雅寶公司產，化學名稱為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。 抗氧劑ΑΤ-168為金海雅寶公司產，化學名稱為三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯。本發明的高抗沖擊礦物填充聚丙烯的原料及配比聚丙烯55-68 ；填充劑20-25 ；分散劑0-2;偶聯劑0-1 ；增韌劑0-15 ；抗氧劑ΑΤ-100. 2-1 ；抗氧劑ΑΤ-1680.2-1。其制備方法，包括以下步驟(1)按重量配比秤取原料；(2)將填充劑，分散劑，抗氧劑加入高混機中進行預混合，邊攪拌滴加偶聯劑，使填 充劑表面形成氫鍵；(3)再將聚丙烯、彈性體加入高混機中進行干混3-5分鐘；(4)后經雙螺桿擠出機加溫、混合塑化、熔融、剪切、擠出造粒，其中，擠出時螺桿 各加溫區溫度設置分別為一區240 250°C，二區240 250°C，三區230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C，六區 230 220°C，七區 230 220°C，八區 230 220°C， 主機頻率為450rpm，主機電流為130A。性能評價方式及實行標準將按上述方法完成造粒的粒子材料事先在80 90°C的 鼓風烘箱中烘燥2 4小時，然后再將烘燥好的粒子材料在注射成型機上進行注射成型制 樣。注射成型模溫控制在40°C左右。試樣尺寸根據ISO標準分別為拉伸樣條IS0527，試樣為IB型樣條彎曲樣條IS0178，試樣尺寸80*10*4mm ；懸臂梁缺口沖擊樣條IS0 179，試樣尺寸80*10*4mm ；
熔融指數=ISO1183，230°C /2. 16kg ；表觀質量樣板自定義標準，試樣尺寸90*55*2mm。所制備好的試樣最后再根據相應的測試標準進行相關性能的測試分析。材料的綜 合力學性能通過測試所得的拉伸強度、彎曲強度以及沖擊強度的數值進行評判；材料的成 型流動性能通過在上述條件下所測得的材料的熔融指數數值的大小進行評判。材料的表觀 質量根據樣板表面的光滑度及光澤度按自定義的“少量云斑，光滑、有光澤，微量云斑和大 量云斑”四個等級進行表征。實施例1將重量比為聚丙烯68. 1 %，填充劑24 %，分散劑0. 8 %，偶聯劑0. 5 %，增韌劑 11%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態下干混，經 240 230°C熔融擠出，造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區 240 250°C，二區 240 250°C，三區 230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C， 六區230 220°C，七區230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為 130A。對比例1 將重量比為聚丙烯63.9%，填充劑24%，偶聯劑0.5%，增韌劑11%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態下干混，經240 230°C熔融擠出， 造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區240 250°C，二區240 250°C，三區230 240°C，四區230 240°C，五區230 240°C，六區230 220°C，七區 230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為130A。對比例2將重量比為聚丙烯63. 6 %，填充劑24%，分散劑0. 8 %，增韌劑11%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態下干混，經240 230°C熔融擠出， 造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區240 250°C，二區240 250°C，三區230 240°C，四區230 240°C，五區230 240°C，六區230 220°C，七區 230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為130A。對比例3將重量比為聚丙烯74. 1 %，填充劑24 %，分散劑0. 8 %，偶聯劑0. 5 %，抗氧劑 AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態下干混，經240 230°C熔 融擠出，造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區240 250°C，二區 240 250°C，三區 230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C，六區 230 220°C， 七區230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為130A。對比例4將重量比為聚丙烯79. 1 %，填充劑20 %，分散劑0. 8 %，偶聯劑0. 5 %，增韌劑 11%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態下干混，經 240 230°C熔融擠出，造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區 240 250°C，二區 240 250°C，三區 230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C， 六區230 220°C，七區230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為 130A。
對比例5將重量比為聚丙烯59. 1. 1%，填充劑24%，分散劑0.8%，偶聯劑0.5%，增韌 劑15%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3 %在高速混合器中于室溫狀態下干混， 經240 230°C熔融擠出，造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區 240 250°C，二區 240 250°C，三區 230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C， 六區230 220°C，七區230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為 130A。表1 高抗沖擊礦物填充聚丙烯材料配方及材料性能表 對比實施例1與對比例4結果表明，由于材料使用的是超細碳酸鈣進行填充，并在 混合進行了充分的處理，所以填充劑與材料的融合非常好，并未出現嚴重的相分離現象，在 填充劑的比例下降時，材料的性能指標也產生了下降現象。對比實施例1與對比例1、2結 果表明，材料在分散劑以及偶聯劑的作用下，形成了強有力的體系，在其中的一種體系發生 變化時，材料的綜合性能就會出現明顯的下降。對比實施例1與對比例3、5結果表明，增韌 劑在材料的體系中，能形成良好的分散相，其作用非常明顯，在材料收到外界的沖擊時，能大量吸收沖擊能量，避免材料出現沖擊斷裂。實施例2將重量比為聚丙烯67. 6 %，填充劑24 %，分散劑0. 8 %，偶聯劑0. 5 %，增韌劑 11.5%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態下干混， 經240 230°C熔融擠出，造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區 240 250°C，二區 240 250°C，三區 230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C， 六區230 220°C，七區230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為 130A。實施例3將重量比為聚丙烯62. 1 %，填充劑24 %，分散劑0. 8 %，偶聯劑0. 5 %，增韌劑 12%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態下干混，經 240 230°C熔融擠出，造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區 240 250°C，二區 240 250°C，三區 230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C， 六區230 220°C，七區230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為 130A。實施例4將重量比為聚丙烯61.6%，填充劑24%，分散劑0.8%，偶聯劑0.5%，增韌劑
12.5%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態下干混， 經240 230°C熔融擠出，造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區 240 250°C，二區 240 250°C，三區 230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C， 六區230 220°C，七區230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為 130A。實施例5將重量比為聚丙烯61. 1%，填充劑24%，分散劑0.8%，偶聯劑0.5%，增韌劑 13%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態下干混，經 240 230°C熔融擠出，造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區 240 250°C，二區 240 250°C，三區 230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C， 六區230 220°C，七區230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為 130A。實施例6將重量比為聚丙烯60. 6 %，填充劑24 %，分散劑0. 8 %，偶聯劑0. 5 %，增韌劑
13.5%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態下干混， 經240 230°C熔融擠出，造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區 240 250°C，二區 240 250°C，三區 230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C， 六區230 220°C，七區230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為 130A。實施例7將重量比為聚丙烯60. 1 %，填充劑24 %，分散劑0. 8 %，偶聯劑0. 5 %，增韌劑 14%，抗氧劑AT-10 0. 3%，抗氧劑AT-168 0. 3%在高速混合器中于室溫狀態下干混，經240 230°C熔融擠出，造粒制成復合材料。其中，螺桿各加溫區溫度設置分別為一區 240 250°C，二區 240 250°C，三區 230 240°C，四區 230 240°C，五區 230 240°C， 六區230 220°C，七區230 220°C，八區230 220°C，主機頻率為450rpm，主機電流為 130A。表2 高抗沖擊礦物填充聚丙烯材料配方及材料性能表 通過比較實施例2、3、4、5、6、7結果表明，增韌劑的合理比例為13%。
權利要求
一種高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于由以下重量配比的原料配制成(％)聚丙烯55 68；填充劑20 25；分散劑0 2；偶聯劑0 1；增韌劑0 15；抗氧劑AT 10 0.2 1；抗氧劑AT 168 0.2 1。
2.根據權利要求1所述的高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于所述聚丙烯為熔融 指數是l-25g/10min的聚丙烯。
3.根據權利要求1所述的高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于所述填充劑為超細 碳酸鈣，其粒徑為2500-3000目。
4.根據權利要求1所述的高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于所述分散劑為N， N’ -乙撐雙硬脂酰胺。
5.根據權利要求1所述的高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于所述偶聯劑為鈦酸 酯偶聯劑。
6.根據權利要求1所述的高抗沖擊礦物填充聚丙烯，其特征在于所述增韌劑為乙烯 與辛烯共聚物。
7.一種制備權利要求1所述的高抗沖擊礦物填充聚丙烯的制備方法，其特征在于包 括以下步驟，(1)按重量配比秤取原料；(2)將填充劑，分散劑，抗氧劑加入高混機中進行預混合，邊攪拌滴加偶聯劑，使填充劑 表面形成氫鍵；(3)再將聚丙烯、彈性體加入高混機中進行干混3-5分鐘；(4)后經雙螺桿擠出機加溫、混合塑化、熔融、剪切、擠出造粒，其中，擠出時螺桿各加溫 區溫度設置分別為一區240 25°C，二區240 250°C，三區230 240°C，四區230 2400C，五區230 240°C，六區230 220°C，七區230 220°C，八區230 220°C，主機頻 率為450rpm，主機電流為130A。聚丙烯 填充劑 分散劑 偶聯劑 增韌劑55-68 ； 20-25 ； 0-2 ；0-15 ； 0. 2-1 ； 0. 2-1。抗氧劑AT-10 抗氧劑AT-168
全文摘要
本發明涉及一種高抗沖擊礦物填充聚丙烯，由以下重量配比的原料配制成55-68％的聚丙烯；20-25％的填充劑；0-2％的分散劑；0-1％的偶聯劑；0-15％的增韌劑；0.2-1％的抗氧劑AT-10；0.2-1％的抗氧劑AT-168。本發明的有益效果主要體現在成本低，性能好，高韌性，制造工藝簡單，值得推廣。
文檔編號C08K3/26GK101921431SQ20101025600
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月18日 優先權日2010年8月18日
發明者鄭文涌 申請人:蘇州奔騰塑業有限公司