功能復合填料改性聚丙烯及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種功能復合填料改性聚丙烯及其制備方法，以重量份數計，包括以下組分聚丙烯60~80，復合填料15~35，增韌劑5~10，相容劑3~7，復合偶聯劑0.5~2；其中，復合填料由片狀填料：纖維狀填料：球狀填料按重量比1：1：2組成。本發明的功能復合填料改性聚丙烯，其各組分的相容性好，力學性質優異，改善了材料的低溫性能和韌性，能夠滿足工程上對電纜管的各種要求。
【專利說明】功能復合填料改性聚丙烯及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及改性聚丙烯及其制備方法，尤其是采用功能復合填料改性的聚丙烯及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚丙烯(PP)是應用最為廣泛的通用樹脂之一，由于其原料豐富、工藝簡便、價廉性優、電絕緣性能佳。與其它塑料相比，它具有較好的綜合性能，加上其制品無毒無味，光澤性好且耐化學藥品，因此被廣泛用于電器、汽車、包裝及日用品等領域。但是PP耐寒性差、低溫易脆斷、其次收縮率大、抗蠕變性差、制品尺寸穩定性差，容易產生翹曲變形，難以滿足工程MPP電纜管的相關需求。
[0003]故，需要對聚丙烯進行改性，以增強其相關性能。
【發明內容】
[0004]發明目的:本發明的一個目的是提供一種功能復合填料改性聚丙烯，以解決上述問題。本發明的另一個目的是提供上述功能復合填料改性聚丙烯的制備方法。
[0005]技術方案:一種功能復合填料改性聚丙烯，以重量份數計，包括以下組分:聚丙烯60~80，復合填料15~35，增韌劑5~10，相容劑3~7，復合偶聯劑0.5~2 ;其中，復合填料由片狀填料:纖維狀填 料:球狀填料按重量比1:1:2組成。
[0006]所述片狀填料為片狀云母，所述纖維狀填料為纖維狀BaSO4,所述球狀填料為球狀CaCO30所述增韌劑為聚烯烴彈性體、三元乙丙橡膠、丙烯酸酯橡膠，及苯乙烯與丁二烯嵌段共聚物中的至少一種。所述相容劑為丙烯接枝馬來酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸、丙烯與甲基丙烯酸共聚物，及丙烯與丙烯酸乙酯共聚物中的至少一種。所述復合偶聯劑由等重量的硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑組成。
[0007]上述功能復合填料改性聚丙烯的制備方法，包括如下步驟:
[0008]步驟一、按照上述重量比例準備無機填料和聚丙烯樹脂，并將其在高速分散機中混合，高速分散機的轉速為700~1400r/min，時間為15~20min ；
[0009]步驟二、加入復合偶聯劑對進行表面處理；加入增韌劑和相容劑并充分分散，高速混合機的轉速為700~1400r/min，時間為5~IOmin ;使溫度達到80_90°C ；
[0010]步驟三、將獲得的混合物料送入雙螺桿擠出機，進行塑化、擠出和造粒，擠出機螺桿轉速400~600r/min，六個加熱段和機頭口模的溫度分別為:160 ± 2 °C，170 ± 2 °C，190±2°C，195±2°C，205±2°C，210±2°C，200±2°C。
[0011]有益效果:本發明的功能復合填料改性聚丙烯，其各組分的相容性好，力學性質優異，改善了材料的低溫性能和韌性，能夠滿足工程上對電纜管的各種要求，具體性能見下文各實驗數據。
【具體實施方式】[0012]實施例1
[0013]一種功能復合填料改性聚丙烯，以重量份數計，包括以下組分:聚丙烯65，復合填料23，增韌劑7，相容劑6，復合偶聯劑1.5。
[0014]其中，復合填料由片狀填料:纖維狀填料:球狀填料按重量比1:1:2組成，片狀填料為片狀云母，纖維狀填料為纖維狀BaSO4,球狀填料為球狀CaC03。增韌劑為聚烯烴彈性體。相容劑為丙烯接枝馬來酸酐。復合偶聯劑由等重量的硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑組成。
[0015]上述功能復合填料改性聚丙烯的制備方法，包括如下步驟:
[0016]步驟一、按照上述重量比例準備無機填料和聚丙烯樹脂，并將其在高速分散機中混合，高速分散機的轉速為1000r/min,時間為18min ；
[0017]步驟二、加入復合偶聯劑對進行表面處理；加入增韌劑和相容劑并充分分散，高速混合機的轉速為800r/min，時間為8min ;使溫度達到85°C ；
[0018]步驟三、將獲得的混合物料送入雙螺桿擠出機，進行塑化、擠出和造粒，擠出機螺桿轉速500r/min，六個加熱段和機頭口模的溫度分別為:160°C，170°C，190°C，195°C，205°C,210°C,200°C。
[0019]實施例2
[0020]一種功能復合填料改性聚丙烯，以重量份數計，包括以下組分:聚丙烯72，復合填料18，增韌劑8，相容劑5，復合偶聯劑0.8。
[0021]其中，復合填料由片狀填料:纖維狀填料:球狀填料按重量比1:1:2組成，片狀填料為片狀云母，纖維狀填料為纖維狀BaSO4,球狀填料為球狀CaC03。增韌劑為聚烯烴彈性體。相容劑為丙烯接枝馬來酸酐。復合偶聯劑由等重量的硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑組成。
[0022]上述功能復合填料改性聚丙烯的制備方法，包括如下步驟:
[0023]步驟一、按照上述重量比例準備無機填料和聚丙烯樹脂，并將其在高速分散機中混合，高速分散機的轉速為1200r/min，時間為20min ；
[0024]步驟二、加入復合偶聯劑對進行表面處理；加入增韌劑和相容劑并充分分散，高速混合機的轉速為1000r/min，時間為5min ;使溫度達到90°C ；
[0025]步驟三、將獲得的混合物料送入雙螺桿擠出機，進行塑化、擠出和造粒，擠出機螺桿轉速400~600r/min，六個加熱段和機頭口模的溫度分別為:161 °C，172 °C，188 °C，195°C,203°C,212°C,202°C。
[0026]實施例3
[0027]—種功能復合填料改性聚丙烯，以重量份數計，包括以下組分:聚丙烯80，復合填料30，增韌劑8，相容劑6.2，復合偶聯劑2。
[0028]其中，復合填料由片狀填料:纖維狀填料:球狀填料按重量比1:1:2組成，片狀填料為片狀云母，纖維狀填料為纖維狀BaSO4,球狀填料為球狀CaC03。增韌劑為三元乙丙橡膠。相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸。復合偶聯劑由等重量的硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑組成。
[0029]上述功能復合填料改性聚丙烯的制備方法，包括如下步驟:
[0030]步驟一、按照上述重量比例準備無機填料和聚丙烯樹脂，并將其在高速分散機中混合，高速分散機的轉速為750r/min,時間為15min ；
[0031]步驟二、加入復合偶聯劑對進行表面處理；加入增韌劑和相容劑并充分分散，高速混合機的轉速為1300r/min，時間為IOmin ;使溫度達到80°C ；[0032]步驟三、將獲得的混合物料送入雙螺桿擠出機，進行塑化、擠出和造粒，擠出機螺桿轉速400~600r/min，六個加熱段和機頭口模的溫度分別為:160°C，1701°C，192°C，193°C,203°C,208°C,202°C。
[0033]實施例4
[0034]一種功能復合填料改性聚丙烯，以重量份數計，包括以下組分:聚丙烯74，復合填料20，增韌劑9，相容劑5.5，復合偶聯劑1.8。
[0035]其中，復合填料由片狀填料:纖維狀填料:球狀填料按重量比1:1:2組成，片狀填料為片狀云母，纖維狀填料為纖維狀BaSO4,球狀填料為球狀CaC03。增韌劑為苯乙烯與丁二烯嵌段共聚物。相容劑為丙烯與甲基丙烯酸共聚物。復合偶聯劑由等重量的硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑組成。
[0036]上述功能復合填料改性聚丙烯的制備方法，包括如下步驟:
[0037]步驟一、按照上述重量比例準備無機填料和聚丙烯樹脂，并將其在高速分散機中混合，高速分散機的轉速為900r/min,時間為18min ；
[0038]步驟二、加入復合偶聯劑對進行表面處理；加入增韌劑和相容劑并充分分散，高速混合機的轉速為900r/min，時間為5min ;使溫度達到83°C ；
[0039]步驟三、將獲得的混合物料送入雙螺桿擠出機，進行塑化、擠出和造粒，擠出機螺桿轉速400~600r/min，六個加熱段和機頭口模的溫度分別為:160°C，172°C，192°C，193°C,203°C,208°C,202°C。
[0040]實施例5
[0041]一種功能復合填料改性聚丙烯，以重量份數計，包括以下組分:聚丙烯70，復合填料35，增韌劑6，相容劑6.5，復合偶聯劑1.2。
[0042]其中，復合填料由片狀填料:纖維狀填料:球狀填料按重量比1:1:2組成，片狀填料為片狀云母，纖維狀填料為纖維狀BaSO4,球狀填料為球狀CaC03。增韌劑為聚烯烴彈性體和苯乙烯與丁二烯嵌段共聚物中的等質量混合物。相容劑為丙烯接枝馬來酸酐和聚丙烯接枝丙烯酸的等質量混合物。復合偶聯劑由等重量的硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑組成。
[0043]上述功能復合填料改性聚丙烯的制備方法，包括如下步驟:
[0044]步驟一、按照上述重量比例準備無機填料和聚丙烯樹脂，并將其在高速分散機中混合，高速分散機的轉速為700r/min，時間為20min ；
[0045]步驟二、加入復合偶聯劑對進行表面處理；加入增韌劑和相容劑并充分分散，高速混合機的轉速為1300r/min，時間為9min ;使溫度達到90°C ；
[0046]步驟三、將獲得的混合物料送入雙螺桿擠出機，進行塑化、擠出和造粒，擠出機螺桿轉速400~600r/min，六個加熱段和機頭口模的溫度分別為:162°C，170°C，190°C，195°C,207°C,211°C,202°C。
[0047]實施例6
[0048]一種功能復 合填料改性聚丙烯，以重量份數計，包括以下組分:聚丙烯76，復合填料15，增韌劑10，相容劑3，復合偶聯劑2.2。
[0049]其中，復合填料由片狀填料:纖維狀填料:球狀填料按重量比1:1:2組成，片狀填料為片狀云母，纖維狀填料為纖維狀BaSO4,球狀填料為球狀CaC03。增韌劑為聚烯烴彈性體、三元乙丙橡膠、丙烯酸酯橡膠，及苯乙烯與丁二烯嵌段共聚物中的等重量混合物。相容劑為丙烯接枝馬來酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸、丙烯與甲基丙烯酸共聚物，的等重量混合物。復合偶聯劑由等重量的硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑組成。
[0050]上述功能復合填料改性聚丙烯的制備方法，包括如下步驟:
[0051]步驟一、按照上述重量比例準備無機填料和聚丙烯樹脂，并將其在高速分散機中混合，高速分散機的轉速為800r/min,時間為16min ；
[0052]步驟二、加入復合偶聯劑對進行表面處理；加入增韌劑和相容劑并充分分散，高速混合機的轉速為1200r/min，時間為8min ;使溫度達到80°C ；
[0053]步驟三、將獲得的混合物料送入雙螺桿擠出機，進行塑化、擠出和造粒，擠出機螺桿轉速550r/min，六個加熱段和機頭口模的溫度分別為:158 V，168 V，188 V，193 V，207°C,208°C,201°C。
[0054]實施例7
[0055]一種功能復合填料改性聚丙烯，以重量份數計，包括以下組分:聚丙烯63，復合填料29，增韌劑5，相容劑4，復合偶聯劑0.5。
[0056]其中，復合填料由片狀填料:纖維狀填料:球狀填料按重量比1:1:2組成，片狀填料為片狀云母，纖維狀填料為纖維狀BaSO4,球狀填料為球狀CaC03。增韌劑為聚烯烴彈性體、三元乙丙橡膠和苯乙烯與丁二烯嵌段共聚物中的等重量混合物。相容劑為丙烯接枝馬來酸酐、丙烯與甲基丙烯酸共聚物及丙烯與丙烯酸乙酯共聚物中的等重量混合物。復合偶聯劑由等重量的硅烷偶聯劑 與鈦酸酯偶聯劑組成。
[0057]上述功能復合填料改性聚丙烯的制備方法，包括如下步驟:
[0058]步驟一、按照上述重量比例準備無機填料和聚丙烯樹脂，并將其在高速分散機中混合，高速分散機的轉速為1300r/min,時間為18min ；
[0059]步驟二、加入復合偶聯劑對進行表面處理；加入增韌劑和相容劑并充分分散，高速混合機的轉速為900r/min，時間為8min ;使溫度達到85°C ；
[0060]步驟三、將獲得的混合物料送入雙螺桿擠出機，進行塑化、擠出和造粒，擠出機螺桿轉速400r/min，六個加熱段和機頭口模的溫度分別為:160 V，170 V，190 V，195 V，205°C,210°C,200°C。
[0061]實施例8
[0062]一種功能復合填料改性聚丙烯，以重量份數計，包括以下組分:聚丙烯60，復合填料32，增韌劑5，相容劑7，復合偶聯劑2.2。
[0063]其中，復合填料由片狀填料:纖維狀填料:球狀填料按重量比1:1:2組成，片狀填料為片狀云母，纖維狀填料為纖維狀BaSO4,球狀填料為球狀CaC03。增韌劑為聚烯烴彈性體。相容劑為丙烯接枝馬來酸酐。復合偶聯劑由等重量的硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑組成。
[0064]上述功能復合填料改性聚丙烯的制備方法，包括如下步驟:
[0065]步驟一、按照上述重量比例準備無機填料和聚丙烯樹脂，并將其在高速分散機中混合，高速分散機的轉速為1400r/min,時間為15min ；
[0066]步驟二、加入復合偶聯劑對進行表面處理；加入增韌劑和相容劑并充分分散，高速混合機的轉速為1250r/min，時間為8min ;使溫度達到83°C ；
[0067]步驟三、將獲得的混合物料送入雙螺桿擠出機，進行塑化、擠出和造粒，擠出機螺桿轉速400~600r/min，六個加熱段和機頭口模的溫度分別為:158°C，170°C，192°C，192°C,203°C,208°C,202°C。
[0068]用上述實施例獲得的產品進行實現，相關參數如下表所示:
[0069]
【權利要求】
1.一種功能復合填料改性聚丙烯，其特征在于，以重量份數計，包括以下組分: 聚丙烯60~80，復合填料15~35，增韌劑5~10，相容劑3~7，復合偶聯劑0.5~.2 ;其中，復合填料由片狀填料:纖維狀填料:球狀填料按重量比1:1:2組成。
2.如權利要求1所述的功能復合填料改性聚丙烯，其特征在于，所述片狀填料為片狀云母，所述纖維狀填料為纖維狀BaSO4,所述球狀填料為球狀CaC03。
3.如權利要求1所述的功能復合填料改性聚丙烯，其特征在于，所述增韌劑為聚烯 烴彈性體、三元乙丙橡膠、丙烯酸酯橡膠，及苯乙烯與丁二烯嵌段共聚物中的至少一種。
4.如權利要求1至3任一項所述的功能復合填料改性聚丙烯，其特征在于，所述相容劑為丙烯接枝馬來酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸、丙烯與甲基丙烯酸共聚物，及丙烯與丙烯酸乙酯共聚物中的至少一種。
5.如權利要求1至3任一項所述的功能復合填料改性聚丙烯，其特征在于，所述復合偶聯劑由等重量的硅烷偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑組成。
6.權利要求1所述的功能復合填料改性聚丙烯的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、按照上述重量比例準備無機填料和聚丙烯樹脂，并將其在高速分散機中混合，高速分散機的轉速為70(Tl400r/min，時間為15~20min ； 步驟二、加入復合偶聯劑對進行表面處理；加入增韌劑和相容劑并充分分散，高速混合機的轉速為70(Tl400r/min，時間為5~IOmin ;使溫度達到80_90°C ； 步驟三、將獲得的混合物料送入雙螺桿擠出機，進行塑化、擠出和造粒，擠出機螺桿轉速40(T600r/min，六個加熱段和機頭口模的溫度分別為:160 ± 2 °C，170 ± 2 °C，190 ± 2 °C，195±2°C，205±2°C，210±2°C，200±2°C。
【文檔編號】C08K3/30GK103788489SQ201410039864
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月28日 優先權日:2014年1月28日
【發明者】孫斌, 俞強, 丁永紅, 蘇中悅, 經晶 申請人:江蘇圣通環境工程有限公司