具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于復合材料領域，具體涉及一種具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯 復合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚丙烯是常用的通用塑料之一，具有價格低，耐化學腐蝕，耐高溫，力學強度高，原 料易得及加工容易等優點。然而其脆性較大，常溫缺口沖擊強度約為4kJ/m 2,低溫脆性更 大，-20°C缺口沖擊強度約為1 kj/m2,這在很大程度上限制了聚丙烯的應用領域。為提高聚 丙烯韌性，傳統上可對其進行彈性體填充改性。然而該方法存在以下兩方面的顯著不足： 1. 為提高韌性而填充的高含量彈性體會導致復合材料的模量和強度下降，影響材料的 綜合性能； 2. 填充高含量的彈性體能較明顯提高材料的常溫韌性，但對提高材料低溫韌性的效果 較差。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是針對現有技術的缺陷提供一種可注塑成型、低成本的具有優異低 溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物及其制備方法。
[0004] 本發明的具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物，包括聚丙烯100重量 份，常溫抗沖改性劑1-200重量份，低溫抗沖改性劑1-200重量份，所述的常溫抗沖改性劑 選自二元乙丙橡膠或三元乙丙橡膠，低溫抗沖改性劑選自苯乙烯/氫化異戊二烯共聚物或 苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物。
[0005] 上述的聚丙烯復合物還可以包括聚丙烯加工穩定劑0. 1-10重量份，所述的聚丙 烯加工穩定劑選自四[0 - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯或0 - (3, 5-二 叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八碳醇酯。
[0006] 制備上述的具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物的方法，包括如下步 驟： 1) 將聚丙烯、常溫抗沖改性劑及低溫抗沖改性劑按重量比100:1-200:1-200混合 均勻，或者將聚丙烯、常溫抗沖改性劑、低溫抗沖改性劑及聚丙烯加工穩定劑按重量比 100:1-200:1-200:0. 1-10混合均勻，得到聚丙烯混合物；所述的常溫抗沖改性劑選自二 元乙丙橡膠或三元乙丙橡膠，低溫抗沖改性劑選自苯乙烯/氫化異戊二烯共聚物或苯乙 烯-乙烯-丙烯共聚物，聚丙烯加工穩定劑選自四[0 - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙 酸]季戊四醇酯或0 _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八碳醇酯； 2) 將1)的聚丙烯混合物加入螺桿擠出機，設定加料段溫度20-170°C，壓縮段溫度 160-230°C，均化段溫度160-230°C，機頭及口模溫度160-230°C，螺桿轉速4-40轉/分鐘的 條件下擠出，造粒，得到具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物。
[0007] 與現有技術相比，本發明具有的有益效果是：本發明通過添加低溫抗沖改性劑可 以顯著的提高聚丙烯復合物的低溫韌性，并可以實現使復合材料具有同等室溫韌性的情況 下，有效的降低彈性體的含量，但同時能保持較高的模量和強度；此外，采用低溫抗沖改性 劑還可以有效提高彈性體和聚丙烯的相容性，從而提高彈性體和聚丙烯基體的界面強度。 本發明的制備方法工藝簡單、成本較低，有利于推廣應用。
【具體實施方式】
[0008] 下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。
[0009] 實施例1 將100重量份聚丙烯，43重量份二元乙丙橡膠，7重量份苯乙烯/氫化異戊二烯共聚 物，0.3重量份四[0-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯混合均勻，得到 聚丙烯混合物。將該聚丙烯混合物加入螺桿擠出機中，設定加料段溫度150°C，壓縮段溫度 190°C，均化段溫度200°C，機頭及口模溫度180°C，螺桿轉速20轉/分鐘，擠出并造粒，得到 具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物。
[0010] 本例制得的聚丙烯復合物的性能如表1所示，可以看出本例制得的聚丙烯復合物 具有優異的低溫韌性，且同時具有較高的模量和強度。
[0011] 實施例2 將100重量份聚丙烯，43重量份二元乙丙橡膠，36重量份苯乙烯/氫化異戊二烯共聚 物，0.4重量份四[0-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯置于密煉機中在 180°C下混合均勻，出料冷卻，得到聚丙烯混合物。將該聚丙烯混合物加入螺桿擠出機中，設 定加料段溫度150°C，壓縮段溫度180°C，均化段溫度190°C，機頭及口模溫度180°C，螺桿轉 速20轉/分鐘，擠出并造粒，得到具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物。
[0012] 本例制得的聚丙烯復合物的性能如表1所示，可以看出本例制得的聚丙烯復合物 具有優異的低溫韌性，且同時具有較高的模量和強度。
[0013] 實施例3 將100重量份聚丙烯，67重量份二元乙丙橡膠，9重量份苯乙烯/氫化異戊二烯共聚 物，0.4重量份四[0-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯混合均勻，得到 聚丙烯混合物。將該聚丙烯混合物加入螺桿擠出機中，設定加料段溫度150°C，壓縮段溫度 190°C，均化段溫度190°C，機頭及口模溫度180°C，螺桿轉速20轉/分鐘，擠出并造粒，得到 具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物。
[0014] 本例制得的聚丙烯復合物的性能如表1所示，可以看出本例制得的聚丙烯復合物 具有優異的低溫韌性，且同時具有較高的模量和強度。
[0015] 實施例4 將100重量份聚丙烯，1重量份三元乙丙橡膠及100重量份苯乙烯-乙烯-丙烯共聚 物混合均勻，得到聚丙烯混合物。將該聚丙烯混合物加入螺桿擠出機中，設定加料段溫度 130°C，壓縮段溫度200°C，均化段溫度230°C，機頭及口模溫度170°C，螺桿轉速40轉/分 鐘，擠出并造粒，得到具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物。
[0016] 實施例5 將100重量份聚丙烯，200重量份三元乙丙橡膠、1重量份苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物 及0. 1重量份的0 -(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八碳醇酯放入攪拌機中混合均 勻，得到聚丙烯混合物。將該聚丙烯混合物加入螺桿擠出機中，設定加料段溫度20°C，壓縮 段溫度230°C，均化段溫度160°C，機頭及口模溫度160°C，螺桿轉速4轉/分鐘，擠出并造 粒，得到具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物。
[0017] 實施例6 將100重量份聚丙烯，50重量份三元乙丙橡膠、200重量份苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物 及10重量份的(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八碳醇酯混合均勻，得到聚丙烯 混合物。將該聚丙烯混合物加入螺桿擠出機中，設定加料段溫度170°C，壓縮段溫度160°C， 均化段溫度210°C，機頭及口模溫度230°C，螺桿轉速10轉/分鐘，擠出并造粒，得到具有優 異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物。
[0018] 表1.實施例1-3制得的產物的性能表征結果
【主權項】
1. 具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物，其特征在于包括聚丙烯100重量 份，常溫抗沖改性劑1-200重量份，低溫抗沖改性劑1-200重量份，所述的常溫抗沖改性劑 選自二元乙丙橡膠或三元乙丙橡膠，低溫抗沖改性劑選自苯乙烯/氫化異戊二烯共聚物或 苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物。
2. 根據權利要求1所述的具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物，其特征 在于所述的聚丙烯復合物還包括聚丙烯加工穩定劑〇. 1-10重量份，所述的聚丙烯加工穩 定劑選自四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯或β-(3, 5-二叔丁 基-4-輕基苯基）丙酸十八碳醇酯。
3. 制備如權利要求1或2所述的具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物的方 法，其特征在于包括如下步驟： 1) 將聚丙烯、常溫抗沖改性劑及低溫抗沖改性劑按重量比100:1-200:1-200混合 均勻，或者將聚丙烯、常溫抗沖改性劑、低溫抗沖改性劑及聚丙烯加工穩定劑按重量比 100:1-200:1-200:0. 1-10混合均勻，得到聚丙烯混合物；所述的常溫抗沖改性劑選自二 元乙丙橡膠或三元乙丙橡膠，低溫抗沖改性劑選自苯乙烯/氫化異戊二烯共聚物或苯乙 烯-乙烯-丙烯共聚物，聚丙烯加工穩定劑選自四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙 酸]季戊四醇酯或β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八碳醇酯； 2) 將1)的聚丙烯混合物加入螺桿擠出機，設定加料段溫度20-170°C，壓縮段溫度 160-230°C，均化段溫度160-230°C，機頭及口模溫度160-230°C，螺桿轉速4-40轉/分鐘的 條件下擠出，造粒，得到具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物。
【專利摘要】本發明公開了一種具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物，包括聚丙烯100重量份，常溫抗沖改性劑1-200重量份，低溫抗沖改性劑1-200重量份，還可以包括聚丙烯加工穩定劑0.1-10重量份，其制備方法是：先將聚丙烯、常溫抗沖改性劑及低溫抗沖改性劑按重量比100:1-200:1-200混合均勻，或者將聚丙烯、常溫抗沖改性劑、低溫抗沖改性劑及聚丙烯加工穩定劑按重量比100:1-200:1-200:0.1-10混合均勻，得到聚丙烯混合物；再加入到螺桿擠出機擠出并造粒，得到具有優異低溫韌性且剛韌平衡的聚丙烯復合物。本發明通過添加低溫抗沖改性劑可顯著提高聚丙烯復合物的低溫韌性，并同時保持較高的模量和強度；本發明的制備方法工藝簡單、成本較低，有利于推廣應用。
【IPC分類】C08L23-16, C08L53-02, C08L23-12, C08K5-134, B29C47-92, C08L53-00
【公開號】CN104592630
【申請號】CN201510006328
【發明人】上官勇剛, 陳鋒, 邱碧薇, 鄭強
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月7日