一种聚丙烯组合物及其制备方法 |
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申请号 | CN201610425752.1 | 申请日 | 2016-06-14 | 公开(公告)号 | CN107501745A | 公开(公告)日 | 2017-12-22 |
申请人 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司; | 发明人 | 杨桂生; 杨莺; 李术; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种聚丙烯组合物及其制备方法,由以下重量组分组成:聚丙烯100份,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物15~30份,玻璃 纤维 粉15~45份,高目数 碳 酸 钙 10~35份,增韧剂25~45份,成核剂0.25~0.5份, 润滑剂 0.4~0.8份, 偶联剂 0.2~0.3份,抗 氧 剂0.15~0.4份。本发明利用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、玻璃纤维粉、增韧剂、成核剂复配使用的方式,大幅降低聚丙烯组合物的收缩率且尺寸 稳定性 好。本发明制备出的聚丙烯组合物综合性能优异,收缩率低,工艺简单,易进行大批量生产,可以用于高端 汽车 中作为 保险杠 使用。 | ||||||
权利要求 | 1.一种聚丙烯组合物,其特征在于,由以下重量组分组成: |
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说明书全文 | 一种聚丙烯组合物及其制备方法技术领域: [0001] 本发明涉及高分子材料改性领域,尤其涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法。背景技术: [0002] 聚丙烯(PP)由于价格低廉,易于加工成型及其具有密度低,耐化学腐蚀和自身优异的物理力学性能等优点,其应用非常广泛,成为发展最快的通用型塑料之一。对于汽车保险杠而言,需要较高的尺寸稳定性,即在注塑24h~48h后素材的收缩小且素材进行喷涂、包覆等后处理工艺后也应保持较小的后收缩。目前大多数汽车主机厂采用聚丙烯改性材料为PP+EPDM-TD15~TD30的材料,这样的材料注塑24h~48h后素材的收缩率为0.8~1.3%,进行喷涂24h~48h后的收缩率为1.0~1.5%。注:喷涂条件为85℃、40min。 [0003] 目前常用的降低聚丙烯材料收缩率的方法如下: [0006] 3、增加增韧剂的含量。 [0007] 上述三种方法的缺点分别为: [0008] 1、添加填料或增加填料的量---势必带来韧性的下降; [0009] 2、添加玻璃纤维---势必带来浮纤、翘曲等注塑问题; [0010] 3、增加增韧剂的含量---势必带来成本的提高、模量的降低。 [0012] 本发明的目的在于提供一种聚丙烯组合物及其制备方法。 [0013] 本发明的这种聚丙烯组合物,由以下重量组分组成: [0014] [0015] [0016] 上述聚丙烯(PP)为两种或两种以上共聚聚丙烯复配使用。 [0017] 上述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)熔融指数≥20g/10min(220℃、10kg)。 [0018] 上述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物(POE)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)三者复配使用。 [0020] 上述高目数碳酸钙的粒径在3000~5000目。 [0021] 上述成核剂为羧酸盐类成核剂。 [0025] 上述聚丙烯组合物的制备方法如下: [0026] 第一步:称取15~45份玻璃纤维粉于高速混合机A中,接着加入0.2~0.4份润滑剂混合20~30分钟,之后取出混合好的玻璃纤维粉的2/5的量用于侧喂料进料,再接着称取10~35份高目数碳酸钙与高速混合机A中混合20~30分钟。高混机A的转速200~300转/分钟,温度50~70℃。 [0027] 第二步:称取100份聚丙烯,15~30份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,25~45份增韧剂于高速混合机B中,接着加入0.25~0.5份成核剂,0.2~0.3份偶联剂混合20~30分钟。高混机B的转速200~300转/分钟,温度50~70℃。 [0028] 第三步:将高速混合机A中的玻璃纤维粉和碳酸钙混合物加入到高速混合机B中,再加入0.15~0.4份的抗氧剂混合20~30分钟。最后加入0.2~0.4份润滑剂混合20~30分钟。高混机B的转速200~300转/分钟,温度50~70℃。 [0029] 第四步:将上述第三步混合好的料加入双螺杆挤出机中拉丝造粒、冷却、装包。双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺杆直径为75毫米,螺杆长径比为44。 [0030] 本发明的优异之处: [0031] 1、本发明通过加入玻璃纤维粉主侧喂料同时进料以及与高目数碳酸钙、ABS复配使用,碳酸钙粉体均匀附着于玻璃纤维粉及ABS表面,形成特定的笼状结构,极大的增强了组合物间的力学性能,最终得到综合性能优异的PP复合材料,同时大幅降低PP复合材料的收缩率。 [0032] 2、本发明限定了玻璃纤维粉水分含量≤0.1%,吸油量≤25g/100g,长径比为50,特种的玻璃纤维粉的加入使得复合材料在加工时,熔融混合均匀,不会出现机头堵塞、拉条断条等问题,制备得到的复合材料收缩率及其他力学性能达到最优。 [0033] 3、本发明通过加入成核剂使得PP复合材料在注塑24h~48h后尺寸稳定性好以及喷涂后保持较小的后收缩。 [0034] 4、本发明通过加入适量的增韧剂于PP中,影响PP的结晶性能从而降低PP复合材料收缩率。 [0035] 5、本发明工艺简单、易进行大批量生产。具体实施例: [0036] 下面结合一些实施例与对比例对本发明作进一步说明。以下实施例只是本发明的典型例,本发明的保护范围并不局限于此。熔融指数按照ASTM D1238-10执行,在230℃、2.16kg条件下测试;拉伸性能按照ASTM D638-10执行,测试速度为50mm/min;弯曲性能按照ASTM D790-10执行,测试速度为1.25mm/min;悬臂梁冲击性能按照ASTM D256-10执行;密度按照ASTM D792-13执行;素材收缩率按照ASTM D955-08执行(即注塑制件冷却24h后进行测试)。喷涂后收缩按照ASTM D955-08执行(即在注塑冷却24h后进行喷涂后处理,喷涂后处理 24h后进行测试。注:喷涂条件为85℃、40min)。以上所有测试环境为:23℃、50%RH。 [0037] 实施例和对比例中用到的主要原材料如下: [0038] [0039] 实施例1 [0040] 第一步:称取15份玻璃纤维粉于高速混合机A中,接着加入0.08份润滑剂硬脂酸锌和0.12份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺混合20分钟,之后取出混合好的玻璃纤维粉的2/5的量用于侧喂料进料,再接着称取10份5000目碳酸钙于高速混合机A中混合20分钟。高混机A的转速200转/分钟,温度50℃。 [0041] 第二步:称取60份聚丙烯BX3900,40份聚丙烯EP5077,15份ABS 8391,15份增韧剂POE 8150,7份增韧剂EM-500A,3份增韧剂SEBS G1652于高速混合机B中,接着加入0.25份成核剂HPN-20E,0.2份偶联剂KH550混合20分钟。高混机B的转速200转/分钟,温度50℃。 [0042] 第三步:将高速混合机A中的玻璃纤维粉和碳酸钙混合物加入到高速混合机B中,再加入0.06份抗氧剂1010,0.09份抗氧剂168混合20分钟。最后加入0.2份白油36#混合20分钟。高混机B的转速200转/分钟,温度50℃。 [0043] 第四步:将上述第三步混合好的料加入双螺杆挤出机中拉丝造粒、冷却、装包。双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺杆直径为75毫米,螺杆长径比为44。性能见表-1。 [0044] 实施例2 [0045] 第一步:称取45份玻璃纤维粉于高速混合机A中,接着加入0.21份润滑剂硬脂酸锌和0.19份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺混合30分钟,之后取出混合好的玻璃纤维粉的2/5的量用于侧喂料进料,再接着称取35份3000目碳酸钙于高速混合机A中混合30分钟。高混机A的转速300转/分钟,温度70℃。 [0046] 第二步:称取58份聚丙烯BX3920,42份聚丙烯EP5077,30份ABS 750,30份增韧剂POE 8150,10份增韧剂EM-500A,5份增韧剂SEBS G1652于高速混合机B中,接着加入0.5份成核剂HPN-20E,0.3份偶联剂KH550混合30分钟。高混机B的转速300转/分钟,温度70℃。 [0047] 第三步:将高速混合机A中的玻璃纤维粉和碳酸钙混合物加入到高速混合机B中,再加入0.22份抗氧剂1010,0.18份抗氧剂168混合30分钟。最后加入0.4份白油36#混合30分钟。高混机B的转速300转/分钟,温度70℃。 [0048] 第四步:将上述第三步混合好的料加入双螺杆挤出机中拉丝造粒、冷却、装包。双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺杆直径为75毫米,螺杆长径比为44。性能见表-1。 [0049] 实施例3 [0050] 第一步:称取21份玻璃纤维粉于高速混合机A中,接着加入0.09份润滑剂硬脂酸锌和0.17份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺混合23分钟,之后取出混合好的玻璃纤维粉的2/5的量用于侧喂料进料,再接着称取12份4000目碳酸钙于高速混合机A中混合27分钟。高混机A的转速234转/分钟,温度57℃。 [0051] 第二步:称取43份聚丙烯K7760H,57份聚丙烯EP5077,19份ABS 8391,19份增韧剂POE 8150,7份增韧剂EM-500A,5份增韧剂SEBS G1652于高速混合机B中,接着加入0.29份成核剂HPN-20E,0.24份偶联剂KH550混合24分钟。高混机B的转速209转/分钟,温度59℃。 [0052] 第三步:将高速混合机A中的玻璃纤维粉和碳酸钙混合物加入到高速混合机B中,再加入0.16份抗氧剂1010,0.19份抗氧剂168混合22分钟。最后加入0.23份白油36#混合21分钟。高混机B的转速262转/分钟,温度62℃。 [0053] 第四步:将上述第三步混合好的料加入双螺杆挤出机中拉丝造粒、冷却、装包。双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺杆直径为75毫米,螺杆长径比为44。性能见表-1。 [0054] 实施例4 [0055] 第一步:称取29份玻璃纤维粉于高速混合机A中,接着加入0.08份润滑剂硬脂酸锌和0.12份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺混合27分钟,之后取出混合好的玻璃纤维粉的2/5的量用于侧喂料进料,再接着称取18份5000目碳酸钙于高速混合机A中混合22分钟。高混机A的转速260转/分钟,温度53℃。 [0056] 第二步:称取40份聚丙烯BX3900,60份聚丙烯EP5077,22份ABS 750,14份增韧剂POE 8150,12份增韧剂EM-500A,7份增韧剂SEBS G1652于高速混合机B中,接着加入0.37份成核剂HPN-20E,0.28份偶联剂KH550混合28分钟。高混机B的转速287转/分钟,温度59℃。 [0057] 第三步:将高速混合机A中的玻璃纤维粉和碳酸钙混合物加入到高速混合机B中,再加入0.08份抗氧剂1010,0.09份抗氧剂168混合29分钟。最后加入0.21份白油36#混合20分钟。高混机B的转速220转/分钟,温度66℃。 [0058] 第四步:将上述第三步混合好的料加入双螺杆挤出机中拉丝造粒、冷却、装包。双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺杆直径为75毫米,螺杆长径比为44。性能见表-1。 [0059] 实施例5 [0060] 第一步:称取32份玻璃纤维粉于高速混合机A中,接着加入0.09份润滑剂硬脂酸锌和0.17份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺混合21分钟,之后取出混合好的玻璃纤维粉的2/5的量用于侧喂料进料,再接着称取21份3000目碳酸钙于高速混合机A中混合29分钟。高混机A的转速252转/分钟,温度67℃。 [0061] 第二步:称取31份聚丙烯BX3920,69份聚丙烯EP5077,23份ABS 8391,15份增韧剂POE 8150,7份增韧剂EM-500A,4份增韧剂SEBS G1652于高速混合机B中,接着加入0.33份成核剂HPN-20E,0.23份偶联剂KH550混合27分钟。高混机B的转速290转/分钟,温度70℃。 [0062] 第三步:将高速混合机A中的玻璃纤维粉和碳酸钙混合物加入到高速混合机B中,再加入0.07份抗氧剂1010,0.09份抗氧剂168混合27分钟。最后加入0.26份白油36#混合25分钟。高混机B的转速250转/分钟,温度60℃。 [0063] 第四步:将上述第三步混合好的料加入双螺杆挤出机中拉丝造粒、冷却、装包。双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺杆直径为75毫米,螺杆长径比为44。性能见表-1。 [0064] 实施例6 [0065] 第一步:称取38份玻璃纤维粉于高速混合机A中,接着加入0.07份润滑剂硬脂酸锌和0.14份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺混合29分钟,之后取出混合好的玻璃纤维粉的2/5的量用于侧喂料进料,再接着称取29份4000目碳酸钙于高速混合机A中混合25分钟。高混机A的转速240转/分钟,温度58℃。 [0066] 第二步:称取50份聚丙烯K7760H,50份聚丙烯EP5077,25份ABS 8391,21份增韧剂POE 8150,9份增韧剂EM-500A,6份增韧剂SEBS G1652于高速混合机B中,接着加入0.39份成核剂HPN-20E,0.24份偶联剂KH550混合29分钟。高混机B的转速290转/分钟,温度67℃。 [0067] 第三步:将高速混合机A中的玻璃纤维粉和碳酸钙混合物加入到高速混合机B中,再加入0.06份抗氧剂1010,0.09份抗氧剂168混合20分钟。最后加入0.22份白油36#混合22分钟。高混机B的转速260转/分钟,温度70℃。 [0068] 第四步:将上述第三步混合好的料加入双螺杆挤出机中拉丝造粒、冷却、装包。双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺杆直径为75毫米,螺杆长径比为44。性能见表-1。 [0069] 实施例7 [0070] 第一步:称取43份玻璃纤维粉于高速混合机A中,接着加入0.08份润滑剂硬脂酸锌和0.18份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺混合30分钟,之后取出混合好的玻璃纤维粉的2/5的量用于侧喂料进料,再接着称取34份5000目碳酸钙于高速混合机A中混合23分钟。高混机A的转速208转/分钟,温度64℃。 [0071] 第二步:称取72份聚丙烯BX3920,28份聚丙烯EP5077,29份ABS 750,23份增韧剂POE 8150,12份增韧剂EM-500A,8份增韧剂SEBS G1652于高速混合机B中,接着加入0.46份成核剂HPN-20E,0.27份偶联剂KH550混合28.4分钟。高混机B的转速200转/分钟,温度56.3℃。 [0072] 第三步:将高速混合机A中的玻璃纤维粉和碳酸钙混合物加入到高速混合机B中,再加入0.06份抗氧剂1010,0.09份抗氧剂168混合20分钟。最后加入0.27份白油36#混合26.7分钟。高混机B的转速289转/分钟,温度52℃。 [0073] 第四步:将上述第三步混合好的料加入双螺杆挤出机中拉丝造粒、冷却、装包。双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、195℃、215℃、220℃、220℃、225℃、225℃、215℃、215℃、210℃。螺杆直径为75毫米,螺杆长径比为44。性能见表-1。 [0074] 表-1 [0075] [0076] 从以上实施例可以看出,本发明制备出的聚丙烯组合物综合性能优异,收缩率低,可以用于高端汽车中作为保险杠使用。 |