低收縮率聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于塑料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低收縮率聚丙烯復(fù)合材料及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯具有機(jī)械性能好、無毒、相對密度低、耐熱、耐化學(xué)品、易于加工成型等優(yōu) 點(diǎn)，且價(jià)格低廉。通過加工改性，能賦予該樹脂突出的物理機(jī)械性能，并由此取代某些工 程塑料，近年來在通用塑料工程化方面取得了很大進(jìn)展，是五大通用合成樹脂中增長速 度最快、新品種開發(fā)最活躍的品種。盡管聚丙烯及聚丙烯合金材料在諸多領(lǐng)域有著廣泛 的應(yīng)用，但此類材料的成型收縮率通常在1.0% -2.0%之間，相比于某些工程塑料（如 ABS0. 4% -0. 7% )要大得多，在加工相對精密的部件時(shí)，受到了很大的限制，只有在保持或 提高原有性能的同時(shí)，有效地降低成型收縮率，聚丙烯才有可能真正取代工程塑料。
[0003] 目前改善聚丙烯材料收縮率的主要方法大致為以下兩種：1、加入無機(jī)填料：本方 法具有有一定效果，但會(huì)導(dǎo)致材料的韌性下降；2、加入玻璃纖維：本方法效果明顯，但加工 難度提高，且會(huì)明顯影響制品外觀。
[0004] 中國專利CN102952342A提供了一種低收縮率聚丙烯組合物的制備方法，是通過 無機(jī)粉體、茂金屬線性低密度聚乙烯、增韌劑、耐候劑等實(shí)現(xiàn)的，存在的問題是由于無機(jī)粉 體用量較大，造成了組合物密度大幅度增加，且生產(chǎn)的制品在色澤上無法控制到聚丙烯原 色，在汽車等部件應(yīng)用時(shí)受到一定的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種低收縮率聚丙烯復(fù)合材料，在保 留聚丙烯優(yōu)勢性能的同時(shí)，有效降低其成型收縮率，拓寬了聚丙烯材料的應(yīng)用領(lǐng)域；本發(fā)明 還提供一種其制備方法，工藝合理。
[0006] 本發(fā)明所述的低收縮率聚丙烯復(fù)合材料，由如下質(zhì)量份數(shù)的原料制成：
[0007]
[0008] 其中：聚丙烯樹脂平行方向收縮率< 0. 7%、垂直方向收縮率< 1. 2%，本發(fā)明 所用的聚丙烯樹脂較普通聚丙烯收縮率低，該聚丙烯樹脂為市購，優(yōu)選為韓國大林聚丙烯 EC5084。
[0009] 所述的茂金屬線性低密度聚乙烯采用現(xiàn)有技術(shù)制備，乙烯與高級(jí)α-烯烴在茂金 屬催化劑作用下在氣相法工藝裝置上生產(chǎn)得到的。其中高級(jí)α-烯烴優(yōu)選為1-丁烯、1-己 烯、1-辛烯或1-四甲基戊烯中的一種，更優(yōu)選1-丁烯。
[0010] 茂金屬線性低密度聚乙烯的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.9-30g/10min，密度為 0. 912-0. 930g/cm3,分子量分布為2-4。添加茂金屬線性低密度聚乙烯的作用是降低聚丙烯 復(fù)合材料的成型收縮率，同時(shí)提高材料的沖擊性能。
[0011] 增韌劑為EPDM(三元乙丙橡膠）、丁苯橡膠或Ρ0Ε(聚烯烴彈性體）中的一種，優(yōu)選 丁苯橡膠，其作用是提高材料的沖擊性能，同時(shí)與茂金屬線性低密度聚乙烯共同降低聚丙 烯收縮率。
[0012] 滑石粉粒徑為2000-3000目，滑石粉重量份數(shù)為0. 05-0. 5份，優(yōu)選為0. 05-0. 3 份，此種目數(shù)及含量的滑石粉的加入，可以進(jìn)一步降低收縮率的同時(shí)、使制備得到的復(fù)合材 料具有低密度的優(yōu)勢。本發(fā)明中各組分協(xié)同作用，最大限度的達(dá)到了降低收縮率的目的，同 時(shí)使復(fù)合材料在提高抗沖性、降低密度上得到有效控制。
[0013] 本發(fā)明所述的低收縮率聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)將聚丙烯樹脂、茂金屬線性低密度聚乙烯、增韌劑以及滑石粉置于高速攪拌 機(jī)，在1000~1500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌3_5min，混合均勻；
[0015] (2)將混合均勻的物料加入同向雙螺桿擠出機(jī)熔融混煉，擠出造粒，擠出溫度為 180~220°C，擠出機(jī)主機(jī)轉(zhuǎn)速170-190r/min，喂料轉(zhuǎn)速35-45r/min。
[0016] 綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] (1)本發(fā)明采用低收縮率的聚丙烯為基礎(chǔ)樹脂，并同時(shí)添加茂金屬線性低密度聚 乙烯、增韌劑、滑石粉，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到具有低收縮率的改性聚丙烯組合物。
[0018] (2)本發(fā)明所述的復(fù)合材料在保留聚丙烯優(yōu)勢性能的同時(shí)，有效降低其成型收縮 率，拓寬了聚丙烯材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0019] (3)本發(fā)明所述的復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于對收縮率要求較高的高檔部件的直接注塑 生產(chǎn)及用于再度改性的基礎(chǔ)樹脂。
[0020] (4)本發(fā)明通過采用不同的原料及配比組合，大幅度減少了無機(jī)粉體的用量，很好 的控制組合物及其制品收縮率的同時(shí)，有效降低了其密度，進(jìn)一步改善了性能的同時(shí)，為減 少相同體積下制品的重量提供了有效手段。
[0021] (5)本發(fā)明還提供一種其制備方法，工藝合理。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0023] 實(shí)施例1~4
[0024] 實(shí)施例1~4各組分配方見表1，性能指標(biāo)見表2。
[0025] 對比例1~6各組分配方見表3,性能指標(biāo)見表4。
[0026] 各實(shí)施例的制備步驟如下：
[0027]將聚丙烯樹脂、茂金屬線性低密度聚乙烯（mLLDPE)、增韌劑、滑石粉置于高速攪拌 機(jī)中，在1400±50r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌4±lmin，混合均勻；然后將得到的預(yù)混料加入到同 向雙螺桿擠出機(jī)中熔融混煉，擠出溫度為200± 10°C，擠出機(jī)主機(jī)轉(zhuǎn)速180± 10r/min，喂料 轉(zhuǎn)速40 ± 5r/min，擠出造粒得到具有低收縮率的改性聚丙烯組合物。實(shí)施例中mLLDPE的熔 體質(zhì)量流動(dòng)速率（MFR)為3. 7g/10min(測試條件：230°C，砝碼2. 16kg)，密度0. 913g/cm3。
[0028] 將得到的低收縮率聚丙烯組合物，采用德國MILACR0N公司生產(chǎn)的K-TEC85型注射 成型機(jī)，制備測試試樣。
[0029] 按照相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)測試方法來測試性能：
[0030] 拉伸性能按照GB/T1040-2006測試，采用1A型試樣，拉伸速度50mm/min;
[0031] 懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按照GB/T1043-2008測試；
[0032] 彎曲性能按照GB/T9341-2008測試；
[0033] 成型收縮率按GB/T17037. 4-2003測試，指的是試樣成型后在16~24h內(nèi)，試驗(yàn)室 溫度下測量的干燥的試樣和模塑它的模具型腔之間的尺寸差異，試樣為60X60X2mm的小 方片，測試試樣的長度h和寬度h以及模具型腔的長度1。和寬度b。，平行于熔體流動(dòng)方向 的模塑收縮率SMp，在試樣寬度的中間測定；垂直于熔體流動(dòng)方向的模塑收縮率SMn，在試樣 長度的中間測定，計(jì)算公式為：SMp =KKUHU。/和SMn =KKUba-bJ/V
[0034] 表1實(shí)施例1-4的各組分配比（以質(zhì)量份數(shù)計(jì)）
[0036] 表2實(shí)施例1-4的基本性能數(shù)據(jù)表
[0037]
[0038]
[0039] 表3對比例1-6的各組分配比（以質(zhì)量份數(shù)計(jì)）
[0040]
[0041] 表4對比例1-6的基本性能數(shù)據(jù)表
[0042]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低收縮率聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：由如下質(zhì)量份數(shù)的原料制成： 聚內(nèi)烯樹衙 59,5-級(jí)95份 茂金屬線性低密度聚乙烯 10-35份 增韌劑 汾 滑芯粉 U.U5-0.5份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮率聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：聚丙烯樹脂平行方 向收縮率< 〇. 7%、垂直方向收縮率< 1. 2%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮率聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：茂金屬線性低密度 聚乙烯是乙烯與高級(jí)α-烯烴在茂金屬催化劑作用下在氣相法工藝裝置上生產(chǎn)得到的。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的低收縮率聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：高級(jí)a-烯烴為 1-丁烯、1-己烯、1-辛烯或1-四甲基戊烯中的一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮率聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：茂金屬線性低密度 聚乙烯的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0. 9-30g/10min，密度為0. 912-0. 930g/cm3,分子量分布為 2_4〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮率聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：增韌劑為EPDM、丁苯 橡膠或Ρ0Ε中的一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮率聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：滑石粉粒徑為 2000-3000 目。8. -種權(quán)利要求1-7任一所述的低收縮率聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 將聚丙烯樹脂、茂金屬線性低密度聚乙烯、增韌劑以及滑石粉置于高速攪拌機(jī)，在 1000~1500r/min的轉(zhuǎn)速下攬泮3_5min，混合均勻； (2) 將混合均勻的物料加入同向雙螺桿擠出機(jī)熔融混煉，擠出造粒，擠出溫度為180~ 220°C，擠出機(jī)主機(jī)轉(zhuǎn)速170-190r/min，喂料轉(zhuǎn)速35-45r/min。
【專利摘要】本發(fā)明屬于塑料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低收縮率聚丙烯復(fù)合材料。由如下質(zhì)量份數(shù)的原料制成：聚丙烯樹脂59.5-89.95份，茂金屬線性低密度聚乙烯10-35份，增韌劑1-5份和滑石粉0.05-0.5份。本發(fā)明利用茂金屬線性低密度聚乙烯、增韌劑以及滑石粉的混合物與低收縮率的聚丙烯共混改性制備得到，解決了聚丙烯收縮率大的問題，操作簡便，可廣泛應(yīng)用于對收縮率要求較高的高檔部件的直接注塑生產(chǎn)及用于再度改性的基礎(chǔ)樹脂。本發(fā)明還提供一種其制備方法，工藝合理。
【IPC分類】B29B9/06, C08L23/08, C08K3/34, C08L23/12, C08L9/06
【公開號(hào)】CN105273301
【申請?zhí)枴緾N201410251238
【發(fā)明人】陳華賚, 李麗, 李延亮, 陳智能, 王秀麗, 黃峰, 王曉蕾
【申請人】中國石油化工股份有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年6月6日