一種抗老化增強pp塑料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種塑料及其制備方法，尤其涉及一種抗老化增強PP塑料及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 聚丙烯（Poyropylene，PP)已經被廣泛應用于工業、農業、醫療、衛生等包裝和日 常生活的各個領域中，是目前世界高分子材料中用量最大、增長速度最快的一類產品，主要 是由于其原料來源多、價格低、材料性能優良、電絕緣性和化學穩定性好，同時又具有易于 加工成型的優點。雖然PP優點較多，但也有其不足，主要表現為韌性、耐低溫、耐老化性能 較差，且成型收縮率大、易燃燒，同時由于其非極性的特點，使其與其它極性聚合物、無機填 料的相容性較差，從而限制了作為注塑、纖維、薄膜等制品的原料或專用料的應用。因此，為 了拓展PP的應用領域，必須對PP進行改性，提高其性能。
[0003] 按改性中是否發生了化學反應，可將聚丙烯的改性方法分為物理改性和化學改 性；按使用功能可分為共混增韌改性、填充增強改性、功能化改性和阻燃改性。聚丙烯的 物理改性主要通過加入其它聚合物、填料及相容劑，達到改善材料性能的目的，包括共混改 性、無機粒子增強增韌改性和阻燃改性等。聚烯烴共混物研究和應用已得到了學術界與工 業界的廣泛關注和迅速發展。
[0004] 聚合物改性的最簡單的方法是無機粒子的填充改性。按尺寸大小，無機粒子可分 為微米粒子、納米粒子和晶須粒子三類。無機粒子的填充改性方法不僅能提高聚合物的剛 度、硬度、模量、沖擊韌性和熱變形溫度，還能降低成本。由于聚合物復合材料的強度和韌性 主要受填料粒子的粒徑、形狀、以及基體與粒子間的界面粘結強度的影響，因此采用界面增 韌劑或彈性體等與無機剛性粒子共同增強增韌PP，能有效提高材料韌性，同時使材料也具 有較高的強度，最終實現PP增強與增韌。由此通過將無機粒子的超細化、納米化和表面功 能化，使填料轉變為功能填料，與彈性體協同增加聚合物的強度與韌性已成為聚合物/無 機填料復合材料的研究熱點。
[0005] 微米級無機剛性粒子改善PP的韌性，可在不降低其拉伸強度和剛性的同時，還能 提高材料抗沖性能和熱變形溫度。納米材料與技術從20世紀90年代開始興起，逐漸使無 機填料粒子向納米化和功能化方向發展。納米粒子填充聚合物必須實現納米粒子與聚合物 在納米尺度上的均勻分散，才能達到較好的增強、增韌效果。因此，采用納米粒子改性聚合 物，應當進行適當的表面處理，降低粒子的表面能，并增加塑化過程中粒子與基體之間的界 面相互作用，提高機械剪切力，最終達到納米粒子均勻分散的效果。
[0006] 本發明提供了一種抗老化增強PP塑料，強度高，并具有優異的抗老化性能。
【發明內容】
[0007] 針對現有技術中存在的上述不足，本發明所要解決的技術問題之一是提供一種抗 老化增強PP塑料。
[0008] 本發明所要解決的技術問題之二是提供一種抗老化增強PP塑料的制備方法。
[0009] 本發明目的是通過如下技術方案實現的：
[0010] -種抗老化增強PP塑料，由下述重量份的原料制備而成：
[0011] PP樹脂90-110份、苯乙烯1-5份、硬脂酸鋅1-5份、二氧化鈦5-15份、偶聯劑 0. 1-0. 5份、抗老化劑0. 3-0. 7份。
[0012] 優選地，所述的偶聯劑選自硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鋯酸酯偶 聯劑中一種或多種的混合物。
[0013] 更優選地，所述的偶聯劑由40-60wt% 3_(異丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和 40-60wt%N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷混合而成。
[0014] 優選地，所述的抗老化劑由40_60wt%硫代二丙酸雙十二燒酯和40_60wt% 3, 3' -硫代二丙酸雙十八酯混合而成。
[0015] 優選地，所述的二氧化鈦為納米二氧化鈦，粒徑為10_50nm。
[0016] 本發明還提供了上述抗老化增強PP塑料的制備方法，包括以下步驟：
[0017] (1)二氧化鈦改性：將二氧化鈦與偶聯劑混合制備改性二氧化鈦；
[0018] (2)將改性二氧化鈦、PP樹脂、苯乙烯、硬脂酸鋅、抗老化劑混合均勾，混煉塑化， 擠出造粒。
[0019] 優選地，所述步驟（1)二氧化鈦與偶聯劑在高速混勻機中75-85Γ溫度下攪拌 15-25min混合均勻，得到改性二氧化鈦。
[0020] 優選地，所述步驟（2)為加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的加工溫度為 190-270°C，主機轉速為300-400轉/分，擠出后冷卻牽條、風干切粒。
[0021] 本發明所述一種抗老化增強PP塑料及其制備方法，通過合理的配比，優選出適合 提高PP力學性能的無機填料、抗老化劑的種類及用量，提高了抗老化性能和強度。
[0022] 本發明抗老化增強PP塑料具有良好的綜合性能，可廣泛應用于汽車內飾件如儀 表板、立柱、雜物箱、門板等，外飾件如保險杜、防擦條、擾流板等。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合實施例對本發明做進一步的說明，以下所述，僅是對本發明的較佳實施 例而已，并非對本發明做其他形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示 的技術內容加以變更為同等變化的等效實施例。凡是未脫離本發明方案內容，依據本發明 的技術實質對以下實施例所做的任何簡單修改或等同變化，均落在本發明的保護范圍內。
[0024] 實施例中各原料介紹：
[0025] PP樹脂：CAS號：9003-07-0,采用中國石油化工股份有限公司茂名分公司生產的 牌號為N-T30S的聚丙烯樹脂。
[0026] 3-(異丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，CAS號：2530-85-0。
[0027] N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，CAS號：41051-80-3。
[0028]二氧化鈦，CAS號：1317-80-2,粒徑為 15-25nm。
[0029] 硫代二丙酸雙十二烷酯，CAS號：123-28-4。
[0030] 3, 3'-硫代二丙酸雙十八酯，CAS號：693-36-7。
[0031] 苯乙烯，CAS號：100-42-5。
[0032]硬脂酸鋅，CAS號：557-05-1。
[0033] 實施例1
[0034] 稱取各原料（重量份）：PP樹脂100份、苯乙烯2份、硬脂酸鋅2份、二氧化鈦10 份、偶聯劑〇. 2份、抗老化劑0. 4份。
[0035] 所述的偶聯劑由0. 1份3-(異丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和0. 1份N，N-二乙 基-3-氨丙基三甲氧基硅烷混合而成。
[0036] 所述的抗老化劑由0. 2份硫代二丙酸雙十二烷酯和0. 2份3, 3' -硫代二丙酸雙 十八酯混合而成。
[0037] (1)二氧化鈦改性：將二氧化鈦與偶聯劑在高速混勻機中80°C溫度下攪拌20min 混合均勻，得到改性二氧化鈦；
[0038] (2)將改性二氧化鈦、PP樹脂、苯乙烯、硬脂酸鋅、抗老化劑混合均勻，加入雙螺桿 擠出機中，雙螺桿擠出機的加工溫度240°C，主機轉速為350轉/分；擠出后冷卻牽條、風干 切粒，即制備本發明所述的抗老化增強PP塑料。
[0039] 實施例2
[0040] 按實施例1的原料配比和方法制備抗老化增強PP塑料，區別僅在于：所述的偶聯 劑為0. 2份3-(異丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷。得到實施例2的抗老化增強PP塑料。
[0041] 實施例3
[0042] 按實施例1的原料配比和方法制備抗老化增強PP塑料，區別僅在于：所述的偶聯 劑為0. 2份N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷。得到實施例3的抗老化增強PP塑料。
[0043] 實施例4
[0044] 按實施例1的原料配比和方法制備抗老化增強PP塑料，區別僅在于：所述的抗老 化劑為〇. 4份硫代二丙酸雙十二烷酯。得到實施例4的抗老化增強PP塑料。
[0045] 實施例5
[0046] 按實施例1的原料配比和方法制備抗老化增強PP塑料，區別僅在于：所述的抗老 化劑為〇. 4份3, 3' -硫代二丙酸雙十八酯。得到實施例5的抗老化增強PP塑料。
[0047] 測試例1
[0048] 對實施例1-5制備得到的抗老化增強PP塑料的常規性能進行測試。具體測試結 果見表1 :
[0049] 表1 :抗老化增強PP塑料常規性能測試數據
[0050]
[0051] 比較實施例1與實施例2-3,在偶聯劑加入總量相同的情況下，實施例1(3-(異 丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷復配）抗老化增強 PP塑料的常規性能明顯優于實施例2-3 (3-(異丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和N，N-二乙 基-3-氨丙基三甲氧基硅烷中單一原料）。
[0052] 測試例2
[0053] 對實施例1-5制備得到的抗老化增強PP塑料的抗老化性能進行測試，根據熱氧老 化實驗標準GB/T7141-2008進行人工加速老化實驗（90°C，500h)。具體測試結果見表2 :
[0054] 表2:抗老化性能測試表（90°C，500h)
[0055]
[0056] 比較實施例1與實施例4-5,在抗老化劑加入總量相同的情況下，實施例1(硫代二 丙酸雙十二烷酯和3, 3' -硫代二丙酸雙十八酯復配）抗老化增強PP塑料的抗老化性能明 顯優于實施例4-5 (硫代二丙酸雙十二烷酯和3, 3'-硫代二丙酸雙十八酯中單一原料）。
【主權項】
1. 一種抗老化增強PP塑料，其特征在于，由下述重量份的原料制備而成：PP樹脂 90-110份、苯乙烯1-5份、硬脂酸鋅1-5份、二氧化鈦5-15份、偶聯劑0. 1-0. 5份、抗老化劑 0· 3-0. 7 份。2. 如權利要求1所述的抗老化增強PP塑料，其特征在于，所述的偶聯劑由40-60wt% 3-(異丁稀醜氧）丙基二甲氧基硅烷和40-60wt%N,N- 二乙基_3-氣丙基二甲氧基硅烷混 合而成。3. 如權利要求1所述的抗老化增強PP塑料，其特征在于，所述的抗老化劑由 40-60wt%硫代二丙酸雙十二烷酯和40-60wt% 3, 3' -硫代二丙酸雙十八酯混合而成。4. 如權利要求1所述的抗老化增強PP塑料，其特征在于，所述的二氧化鈦為納米二氧 化鈦，粒徑為10_50nm。5. 如權利要求1-4任一項所述的抗老化增強PP塑料的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟： (1) 二氧化鈦改性：將二氧化鈦與偶聯劑混合制備改性二氧化鈦； (2) 將改性二氧化鈦、PP樹脂、苯乙烯、硬脂酸鋅、抗老化劑混合均勻，混煉塑化，擠出 造粒。6. 如權利要求5所述的抗老化增強PP塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟⑴二 氧化鈦與偶聯劑在高速混勻機中75-85Γ溫度下攪拌15-25min混合均勻，得到改性二氧化 鈦。7. 如權利要求5所述的抗老化增強PP塑料的制備方法，其特征在于，所述步驟⑵為 加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的加工溫度為190-270°C，主機轉速為300-400轉/分， 擠出后冷卻牽條、風干切粒。
【專利摘要】本發明公開了一種抗老化增強PP塑料及其制備方法，所述抗老化增強PP塑料由下述重量份的原料制備而成：PP樹脂90-110份、苯乙烯1-5份、硬脂酸鋅1-5份、二氧化鈦5-15份、偶聯劑0.1-0.5份、抗老化劑0.3-0.7份。本發明所述一種抗老化增強PP塑料及其制備方法，通過合理的配比，優選出適合提高PP力學性能的無機填料、抗老化劑的種類及用量，提高了抗老化性能和強度。
【IPC分類】C08K5/372, C08K5/098, C08K3/22, C08K9/06, C08L23/12, C08K13/06
【公開號】CN105419103
【申請號】CN201511008492
【發明人】陳斌, 張榮福, 印玲, 趙亞紅, 陸一鳴
【申請人】上海瀚氏模具成型有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月29日