專利名稱：一種耐低溫共聚聚丙烯改性材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域中的聚丙烯改性材料，尤其涉及一種耐低溫共聚聚丙烯改性材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
塑料封條是一種塑料制成的配件，由兩部分構(gòu)成，一端是一個圓形或方形的塑料口，里面有一個鉤狀的彈性塑料扣，另一頭是帶有鋸齒的塑料封條條身，條身可彎曲穿過前方的塑料口并形成環(huán)裝，類似褲子的皮帶一樣可以用來捆扎封裝；制作塑料封條通常采用一次注塑成型工藝，可制成黃色、藍色、白色、綠色、橙色、紅色等各種鮮艷顏色。由于封條條身上的鋸齒可以與塑料口里面的彈性塑料扣密合，因此塑料封條能起到十分牢固的固定作用。具有不可重復(fù)使用，使用后打開必須剪斷，具有很好的防盜、保密的功能等特點?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電子、通信、食品、園藝、物流、空運及電力、港口、超市、銀行等相關(guān)領(lǐng)域，如用于袋裝物品封口、油罐器皿封鎖、航空貨柜封條、集裝箱塑料封條、養(yǎng)殖封條、包裝桶封裝等等。甚至國內(nèi)部分省市的高考試卷包裝也由紙封條改用塑料封條，以嚴防泄題。塑料封條所用的原料有:聚丙烯、聚乙烯和尼龍等，絕大部分是未改性的樹脂原料。由于塑料封條一般要求在低溫-40°C至高溫50°C條件下使用，聚乙烯沖擊韌性好而拉伸強度和耐高溫性稍差；尼龍制作的塑料封條拉伸強度高但成本較高；而未改性的聚丙烯，拉伸強度和耐高溫性好，而由于其低溫脆性的缺點使其耐低溫性較差，往往達不到使用要求。目前，通過改性聚丙烯，可以克服其低溫脆性的缺點，提高聚丙烯的綜合性能來滿足各種使用要求，改性聚丙烯已廣泛應(yīng)用于汽車和家電等領(lǐng)域。如公開號為CN101659768的中國專利公開了一 種耐低溫沖擊聚丙烯組合物及其制備方法與作為汽車內(nèi)飾件的應(yīng)用，該聚丙烯組合物按重量百分比計包含如下組分:聚丙烯樹脂40-79.8%，礦物填料15-35%，增韌劑5-30，抗氧劑0.1-1%，耐候劑0.1-1%。該組合物制成的汽車內(nèi)飾件在O到_40°C具有良好的低溫沖擊性能。又如公開號為CN102796320的中國專利公開了一種耐低溫沖擊的聚丙烯組合物及其制備方法與應(yīng)用，該聚丙烯組合物是由40-80%的聚丙烯，5-30%的彈性體，
0-40%的無機填料和3-15%的耐低溫沖擊改性劑制備得到，所采用的耐低溫沖擊改性劑是由聚丙烯、聚乙烯、乙烯-α-烯烴共聚物的三元共混物合金，其中耐低溫沖擊改性劑的加入明顯降低了材料的脆韌轉(zhuǎn)變溫度，擴大了材料作為韌性材料使用的溫度范圍，在材料耐低溫沖擊韌性改善的同時，其剛性性能得以保持，能充分滿足汽車行業(yè)的使用要求。但是，改性聚丙烯用于塑料封條的相關(guān)報導(dǎo)很少，也未查閱到改性聚丙烯材料用于塑料封條的相關(guān)專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種耐低溫共聚聚丙烯改性材料，其既具有好的拉伸強度和高溫性能，又具有良好的耐低溫性能。
本發(fā)明還提供了一種耐低溫共聚聚丙烯改性材料的制備方法，采用雙螺桿熔融擠出，操作簡單、易于控制，適于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明還提供了一種耐低溫共聚聚丙烯改性材料的應(yīng)用，其可用于制備各種塑料封條。一種耐低溫共聚聚丙烯改性材料，包括如下以重量百分比計的原料組成:共聚聚丙烯60% 98% ；彈性體1% 20%;線性低密度聚乙烯O 10%;接枝聚乙烯O 8%;穩(wěn)定劑0.1% 1%;加工助劑0.1% 1%。所述的共聚聚丙烯為聚丙烯無規(guī)共聚物，其含有一定量的乙烯分子和丙烯分子，其中共聚聚丙烯中乙烯基的摩爾百分含量為5% 18%，這類較高乙烯基含量的共聚聚丙烯在常溫下具有良好的沖擊性能，通過改性可進一步改善共聚聚丙烯改性材料的低溫沖擊性倉泛。作為優(yōu)選，所述耐低溫共聚聚丙烯改性材料，包括如下以重量百分比計的原料組成:共聚聚丙烯70% 90% ；
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彈性體5% 18%;線性低密度聚乙烯0% 7% ；接枝聚乙烯0% 5% ；穩(wěn)定劑0.2% 0.4% ；加工助劑0.1% 0.5%。以上述原料組成合成的耐低溫共聚聚丙烯改性材料既具有較好的拉伸強度，又具有良好的沖擊強度，在常溫和低溫下都具有優(yōu)良的沖擊性能，尤其在低溫-40°C條件下，缺口沖擊強度仍很高。所述的彈性體的斷裂伸長率大于600%，是一種耐低溫性能優(yōu)良的熱塑性彈性體，該彈性體是一種利用茂金屬催化技術(shù)與優(yōu)化溶劑技術(shù)相結(jié)合合成的乙烯-辛烯共聚物，其中，共聚單體辛烯的含量為20% 30%。根據(jù)彈性體的伸長率以及乙烯-辛烯基的含量，所述的彈性體的熔體流動速率一般在190°C X 2.16kg條件下為0.5g/10min 5g/10min，密度一般為0.85g/cm3 0.88g/cm3。所述的彈性體可選用陶氏ENGAGE 聚烯烴彈性體。更為優(yōu)選，所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料，包括如下以重量百分比計的原料組成:共聚聚丙烯71.5% ；乙烯-辛烯共聚物 18% ；線性低密度聚乙烯6%;接枝聚乙烯4%;穩(wěn)定劑0.3% ；加工助劑0.2%。
以上述原料組成合成的耐低溫共聚聚丙烯改性材料拉伸強度大，在23°C和在_40°C的缺口沖擊強度高，滿足作為塑料封條高低溫使用的要求。乙烯-辛烯共聚物彈性體與共聚聚丙烯共混具有良好的相容性，可改善并提高共聚聚丙烯改性材料的沖擊性能，并且對提升共聚聚丙烯改性材料的低溫性能有明顯效果。所述的共聚聚丙烯的熔體流動速率在230 °C Χ2.16kg條件下為5g/10min 30g/10min,進一步優(yōu)選為7g/10min 20g/10min。合適的流動性的共聚聚丙烯作為共聚聚丙烯改性材料的基體樹脂,可在保證材料加工性能要求的同時,還可保證材料有較好的拉伸強度和沖擊強度。所述的線性低密度聚乙烯，由乙烯和高級的α烯烴如丁烯、己烯或辛烯共聚合而生成，具有優(yōu)異的抗環(huán)境應(yīng)力開裂性，抗低溫沖擊性。加入線性低密度聚乙烯后，沖擊強度得到提高，可減少價格較高的增韌彈性體的用量。所述的接枝聚乙烯，是一種以聚乙烯(高密度、低密度或線性低密度聚乙烯)為基料接枝極性單體，如所述接枝聚乙烯為接枝馬來酸酐單體的接枝聚合物。所述的接枝聚乙烯，熔體流動速率在190°C X 2.16kg條件下為0.lg/10min 5g/10min ;馬來酸酐(MAH)接枝率為0.3%-1.5%。加入接枝聚乙烯后，一方面可提高共聚聚丙烯、增韌用彈性體、線性低密度聚乙烯幾種原料之間的相容性；另一方面還可提高耐低溫共聚聚丙烯改性材料與各種極性著色劑之間的相容性，以便提高材料的色牢度、配出各種鮮艷顏色提高美觀性。所述的穩(wěn)定劑選用塑料改性領(lǐng)域性價比較高的熱氧穩(wěn)定劑中的二種或三種。所述的熱氧穩(wěn)定劑可選用酹類抗氧劑(如:瑞士汽巴精化生產(chǎn)的IrganoxlOlO)、亞磷酸酯輔助抗氧劑(如:瑞士汽巴精化生產(chǎn)的Irganoxl68)、硫酯類抗氧劑等。所述穩(wěn)定劑為市售產(chǎn)品。所述的加工助劑選用硅酮類或硬脂酸鹽類。如硬脂酸鋅是一種優(yōu)良的潤滑劑，能夠改善加工性能，降低加工能耗。一種耐低溫 共聚聚丙烯改性材料的制備方法，包括:(I)將共聚聚丙烯、彈性體、線性低密度聚乙烯、接枝聚乙烯、穩(wěn)定劑和加工助劑，加入到高速混合鍋中，攪拌、混合均勻，得到混合物料；(2)將混合物料放入雙螺桿擠出機中，物料在螺桿內(nèi)停留時間50秒 120秒，從雙螺桿擠出機中熔融擠出，經(jīng)冷卻、干燥、切粒，即制得所述耐低溫共聚聚丙烯改性材料。其中，雙螺桿擠出機由進料段到機頭的溫度依次為:175°C 185°C、210°C 220°C、210°C 220°C、210°C 220°C、210°C 220°C、210°C 220°C、210°C 220 O、210°C 220°C，模頭的溫度為215°C 225°C。所述的雙螺桿擠出機選用本領(lǐng)域常用的通用設(shè)備即可。一種耐低溫共聚聚丙烯改性材料的應(yīng)用，所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料用于制作封條。所述耐低溫共聚聚丙烯改性材料用于制作封條的方法，包括:將上述耐低溫共聚聚丙烯改性材料壓入模具中利用注射成型機進行一次注塑成型，得到預(yù)成型物質(zhì)，注塑加工工藝條件為:注射成型機由后段到噴嘴的溫度依次為:195°C 205°C、205°C 215°C、210°C 2201:、2151: 2251:，模具溫度為30 °C 40°C，注射壓力為70 90MPa，注射速度為60%-80% ；
將預(yù)成型物質(zhì)冷卻，出模得到所需的封條。本發(fā)明具有如下有益效果:(I)本發(fā)明耐低溫共聚聚丙烯改性材料既具有好的拉伸強度和高溫性能，又具有良好的耐低溫性能，即可提高目前聚丙烯塑料封條的性能，滿足塑料封條高低溫使用的要求。(2)本發(fā)明采用特定的原料組成制得了能夠滿足塑料封條要求的耐低溫共聚聚丙烯改性材料，使用后材料可回收利用，符合循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展要求，環(huán)保性好。(3)本發(fā)明制備方法操作簡單，無需特殊的設(shè)備，成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。(4)本發(fā)明可用于制作各種塑料封條，如航空貨柜封條、養(yǎng)殖封條、自鎖式封條、防盜封條等等。同時，因聚丙烯改性材料具有良好的耐酸、耐堿性能和優(yōu)異的絕緣性能，其用于制作的塑料封條還可用來固定電線、電纜等線路，應(yīng)用廣。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。應(yīng)當明白，以下僅作為例示性，并不限制本發(fā)明的范圍。實施例1
將共聚聚丙烯、彈性體、線性低密度聚乙烯、接枝聚乙烯、穩(wěn)定劑(包括IrganoxlOlO和Irganoxl68)及加工助劑按表6中所示用量加入到高速混合鍋中，攪拌、混合均勻，得到混合物料，其中原料來源及性能見表I。將混合物料由喂料器送入雙螺桿擠出機中，物料在螺桿內(nèi)停留時間50秒 120秒，雙螺桿擠出機由進料段到機頭的溫度依次為:180°C、215°C、215°C、215°C、215°C、215°C、215°C，模頭的溫度為:220°C。經(jīng)過雙螺桿高速(螺桿轉(zhuǎn)速為600r/min)剪切、混煉，由機頭擠出、拉條、風(fēng)冷、干燥、切粒和包裝，制得耐低溫共聚聚丙烯改性材料。表I原料來源及性能
權(quán)利要求
1.一種耐低溫共聚聚丙烯改性材料，其特征在于，包括如下以重量百分比計的原料組成 共聚聚丙烯60% 98% ； 彈性體1% 20% ； 線性低密度聚乙烯O 10%; 接枝聚乙烯O 8% ; 穩(wěn)定劑O. 1% 1% ； 加工助劑O. 1% 1% ； 其中，所述的共聚聚丙烯中乙烯基的摩爾百分含量為5% 18%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料，其特征在于，包括如下以重量百分比計的原料組成 共聚聚丙烯70% 90% ； 彈性體5% 18% ； 線性低密度聚乙烯0% 7% ； 接枝聚乙烯0% 5%; 穩(wěn)定劑O. 2% O. 4% ； 加工助劑O. 1% O. 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料，其特征在于，所述彈性體為乙烯-辛烯共聚物，其中，共聚單體辛烯的含量為20% 30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料，其特征在于，包括如下以重量百分比計的原料組成 共聚聚丙烯71. 5% ； 乙烯-辛烯共聚物 18% ； 線性低密度聚乙烯6%; 接枝聚乙烯4%; 穩(wěn)定劑O. 3% ； 加工助劑O. 2%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料，其特征在于，所述彈性體的熔體流動速率在190 °C X 2. 16kg條件下為O. 5g/10min 5g/10min,密度為O. 85g/cm3 O.88g/cm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料，其特征在于，所述共聚聚丙烯的熔體流動速率在230°C X 2. 16kg條件下為5g/10min 30g/10min。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料，其特征在于，所述接枝聚乙烯的熔體流動速率在190°C X 2. 16kg條件下為O. lg/10min 5g/10min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料，其特征在于，所述接枝聚乙烯為接枝馬來酸酐單體的接枝聚合物，其中馬來酸酐接枝率為O. 3%-1. 5%。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料的制備方法，包括 (I)將共聚聚丙烯、彈性體、線性低密度聚乙烯、接枝聚乙烯、穩(wěn)定劑和加工助劑，加入到高速混合鍋中，攪拌、混合均勻，得到混合物料； (2)將混合物料放入雙螺桿擠出機中，物料在螺桿內(nèi)停留時間50秒 120秒，從雙螺桿擠出機中熔融擠出，經(jīng)冷卻、干燥、切粒，即制得所述耐低溫共聚聚丙烯改性材料。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料的應(yīng)用，其特征在于所述的耐低溫共聚聚丙烯改性材料用于制作封條。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐低溫共聚聚丙烯改性材料及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明的耐低溫共聚聚丙烯改性材料，包括如下以重量百分比計的原料組成共聚聚丙烯60%～98%；彈性體1%～20%；線性低密度聚乙烯0～10%；接枝聚乙烯0～8%；穩(wěn)定劑0.1%～1%；加工助劑0.1%～1%。該改性材料既具有好的拉伸強度和高溫性能，又具有良好的耐低溫性能，即可提高目前聚丙烯塑料封條的性能，滿足塑料封條高低溫使用的要求，可用于制備各種塑料封條，如航空貨柜封條、養(yǎng)殖封條、自鎖式封條、防盜封條等等。
文檔編號C08L51/06GK103254515SQ201310159700
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月2日
發(fā)明者鄭京連, 黃志杰, 李俊, 張鑫 申請人:浙江俊爾新材料股份有限公司, 上?？栃虏牧嫌邢薰?br>