專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種復(fù)合改性聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種復(fù)合改性聚丙烯材料及其制備方法，屬于聚合物加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：聚丙烯(PP)是最重要的熱塑性塑料之一，它的密度為0.90g/cm3，是最輕的通用高分子材料。由于聚丙烯原料來(lái)源豐富，價(jià)格便宜，而且具有耐化學(xué)腐蝕性好、耐熱性好、無(wú)毒、無(wú)異味、易加工成型等優(yōu)點(diǎn)，它可廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、家用電器、電子儀表工業(yè)、紡織工業(yè)中。但是由于分子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)特性，PP樹(shù)脂存在著脆性大、韌性差、尺寸穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。為了進(jìn)一步拓寬PP樹(shù)脂應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是在家用電器和汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用，要求聚丙烯材料除具有較高的韌性外，還要兼具較高的流動(dòng)性，以縮短循環(huán)周期、降低能耗。傳統(tǒng)增韌聚丙烯的主要方法是添加橡膠或者彈性體共混改性。這種方法雖然可以大幅提高聚丙烯的沖擊性能，但是存在一定的局限性，即隨橡膠或者彈性體用量增加，改性PP沖擊強(qiáng)度增大，但拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度等大幅降低，難以達(dá)到強(qiáng)度和韌性的綜合。另外，由于橡膠或者彈性體材料的引入，聚丙烯材料的加工性能會(huì)變差。目前，納米技術(shù)的發(fā)展使聚丙烯改性出現(xiàn)新的突破。無(wú)機(jī)納米粒子由于其比表面積大，表面能較高，在制備復(fù)合材料過(guò)程中易團(tuán)聚，所以必須對(duì)其進(jìn)行有機(jī)改性。單獨(dú)加入有機(jī)改性納米粒子可以使聚丙烯同時(shí)達(dá)到增強(qiáng)增韌的目的，但是聚丙烯材料增強(qiáng)增韌的增幅有限，流動(dòng)性的提高也不多。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是針對(duì)目前技術(shù)不足而提供的一種復(fù)合改性聚丙烯材料及其制備方法，其特點(diǎn)是在聚丙烯中添加了復(fù)合改性助劑，同時(shí)達(dá)到增韌和提高聚丙烯流動(dòng)性的目的。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所有原料分?jǐn)?shù)除特殊說(shuō)明外，均為重量份數(shù)。復(fù)合改性聚丙烯材料的起始原料由以下組分組成，聚丙烯100份復(fù)合改性助劑15份抗氧化劑0.10.5份聚丙烯熔融指數(shù)為1100g/10min。復(fù)合改性助劑為鈉基蒙脫土或有機(jī)蒙脫土與聚乙二醇或十八胺聚氧乙烯醚共混制得的混合物?？寡趸瘎樗腫甲基_(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯。復(fù)合改性聚丙烯材料的制備方法包括以下步驟(1).復(fù)合改性助劑的制備將分子量為400-20000的聚乙二醇或十八胺聚氧乙烯醚與鈉基蒙脫土或有機(jī)蒙脫土以重量比為11加入高速混合器中，密閉，于溫度6090°C下攪拌3090分鐘，冷卻后出料，獲得復(fù)合改性助劑。(2).復(fù)合改性聚丙烯材料的制備將聚丙烯100份，復(fù)合改性助劑15份，抗氧化劑0.10.5份加入高速混合器中，于溫度20°C60°C攪拌混合26分鐘，用雙螺桿擠出機(jī)造粒，擠出溫度為170°C210°C。粒料可通過(guò)擠出、注塑成型工藝加工成制品。性能測(cè)試結(jié)果表明在剪切速率為11.5s—12880.Os—1范圍內(nèi)，添加復(fù)合改性劑的聚丙烯材料具有比純聚丙烯更低的熔體粘度，較高的流動(dòng)性(詳見(jiàn)表1所示)。同時(shí)該材料綜合性能好，沖擊強(qiáng)度提高了195%，斷裂伸長(zhǎng)率提高了277%，拉伸強(qiáng)度能基本保持不變。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.復(fù)合改性聚丙烯材料的綜合性能好，特別是沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率大幅提高，而拉伸強(qiáng)度基本保持不變。同時(shí)材料的流動(dòng)性得到明顯改善。2.復(fù)合改性助劑原料來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜，復(fù)合方法簡(jiǎn)便，加工溫度低，有利于工業(yè)化生產(chǎn)，添加少量復(fù)合改性助劑就能起到降低粘度和提高力學(xué)性能的效果。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。實(shí)施例1將分子量為6000的聚乙二醇IOOg和有機(jī)蒙脫土IOOg加入高速混合器中，密閉，于溫度80°C高速攪拌15分鐘，冷卻出料，獲得復(fù)合改性助劑(POM)，然后將聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、復(fù)合改性助劑POM2g、抗氧化劑四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2g混合均勻，用雙螺桿擠出造粒。其擠出溫度從進(jìn)料口到出料口的各段溫度分別為170°C190°C，180°C210°C，180°C210°C，180°C200°C。所得粒料的性能詳見(jiàn)表1。實(shí)施例2將復(fù)合改性助劑POM含量變?yōu)?g，再與聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、抗氧化劑四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2g混合均勻，操作條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表1。實(shí)施例3將復(fù)合改性助劑POM含量變?yōu)?0g，再與聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、抗氧化劑四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2g混合均勻，操作條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表1。實(shí)施例4將分子量為6000的聚乙二醇IOOg和鈉基蒙脫土IOOg加入高速混合器中，密閉，于溫度80°C高速攪拌15分鐘，冷卻出料，獲得復(fù)合改性助劑(PM)，然后將聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、復(fù)合改性助劑PM10g、抗氧化劑四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2g混合均勻，用雙螺桿擠出造粒，造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表1。實(shí)施例5將分子量為2500的十八胺聚氧乙烯醚IOOg和有機(jī)蒙脫土IOOg加入高速混合器中，密閉，于溫度80°C高速攪拌15分鐘，冷卻出料，獲得復(fù)合改性助劑(AOM)，然后將聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、復(fù)合改性助劑AOM2g、抗氧化劑3，5-二叔丁基_4_羥基苯丙酸十八酯Ig混合均勻，用雙螺桿擠出造粒。造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表1。實(shí)施例6將復(fù)合改性助劑AOM含量變?yōu)?g，再與聚丙烯(牌號(hào)？401)20(^、抗氧化劑3，5_二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯Ig混合均勻，用雙螺桿擠出造粒。造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表1。實(shí)施例7將復(fù)合改性助劑AOM含量變?yōu)?0g，再與聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、抗氧化劑3，5_二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯Ig混合均勻，用雙螺桿擠出造粒。造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表1。實(shí)施例8將分子量為2500的十八胺聚氧乙烯醚IOOg和鈉基蒙脫土IOOg加入高速混合器中，密閉，于溫度80°C高速攪拌15分鐘，冷卻出料，獲得復(fù)合改性助劑(AM)，然后將聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、復(fù)合改性助劑AM10g、抗氧化劑3，5-二叔丁基_4_羥基苯丙酸十八酯Ig混合均勻，用雙螺桿擠出造粒。造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表1。對(duì)比例1將聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、抗氧化劑四[甲基-(3，5_二叔丁基_4_羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2g混合均勻，用雙螺桿擠出造粒，造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表2。對(duì)比例2將聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、有機(jī)蒙脫土lg、抗氧化劑四[甲基_(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2g混合均勻，用雙螺桿擠出造粒。造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表2。對(duì)比例3將聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、有機(jī)蒙脫土3g、抗氧化劑四[甲基_(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2g混合均勻，用雙螺桿擠出造粒。造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表2。對(duì)比例4將聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、有機(jī)蒙脫土5g、抗氧化劑四[甲基_(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2g混合均勻，用雙螺桿擠出造粒。造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表2。對(duì)比例5將聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、鈉基蒙脫土5g、抗氧化劑四[甲基_(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2g混合均勻，用雙螺桿擠出造粒。造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表2。對(duì)比例6將聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、分子量為6000的聚乙二醇5g、抗氧化劑四[甲基-(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2g混合均勻，用雙螺桿擠出造粒。造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表2。對(duì)比例7將聚丙烯(牌號(hào)F401)200g、分子量為2500的十八胺聚氧乙烯醚5g、抗氧化劑3，5_二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯lg，用雙螺桿擠出造粒。造粒條件同實(shí)施例1。所得粒料的性能詳見(jiàn)表2。實(shí)施例1-8和對(duì)比例1-7的測(cè)試結(jié)果表明1.復(fù)合改性聚丙烯材料的綜合性能好，特別是沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率大幅提高，而拉伸強(qiáng)度基本保持不變。2.添加少量復(fù)合改性助劑就能降低聚丙烯熔體粘度，提高加工流動(dòng)性。表1實(shí)施例I2Γ~3ΓΙΓ~5Γ~678復(fù)合改性助劑POMPOMPOMPMAOMAOMAOMAM復(fù)合改性助劑含量g261010261010PP含量g200200200200200200200200~抗氧化劑含量g02020202IIII表觀粘度Pa.s(11.5s_1)32842366215427541788164215181817表觀粘度Pa.s(57.6s’1305Ιθ7981.9978858.7824775598~表觀粘度Pa.s(230.4s_1)529497.8468428.5407.2401.4382.5348.2表觀粘度Pa.s(576.Os"1)276.8271.9263.5249.9238.2229.6217.8230.5拉伸強(qiáng)度MPa3ΤΓ53Γθ3053063063(Π29^428.7沖擊強(qiáng)度kj/m267397ΓΤΓδΤΛ65OΓΤ768~斷裂伸長(zhǎng)率％165.0207.3181.181.2262.2316.2254.2205.8表2對(duì)比例~~Γ~23Γ^5Γ~67PP含量g200200200200200200200~<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求一種復(fù)合改性聚丙烯材料，其特征在于該聚丙烯材料的起始原料由以下組分組成，按重量計(jì)為聚丙烯100份復(fù)合改性助劑1～5份抗氧化劑0.1～0.5份2.如權(quán)利1所述復(fù)合改性聚丙烯材料，其特征在于聚丙烯熔融指數(shù)為1100g/10min。3.如權(quán)利1所述復(fù)合改性聚丙烯材料，其特征在于復(fù)合改性助劑為鈉基蒙脫土或有機(jī)蒙脫土與聚乙二醇或十八胺聚氧乙烯醚共混制得的混合物。4.如權(quán)利1所述復(fù)合改性聚丙烯材料，其特征在于抗氧化劑為所述抗氧化劑為四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯。5.如權(quán)利要求14之一所述復(fù)合改性聚丙烯材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1).復(fù)合改性助劑的制備將分子量為400-20000的聚乙二醇或十八胺聚氧乙烯醚與鈉基蒙脫土或有機(jī)蒙脫土以重量比為11加入高速混合器中，密閉，于溫度6090°C下攪拌3090分鐘，冷卻后出料，獲得復(fù)合改性助劑。(2).復(fù)合改性聚丙烯材料的制備將聚丙烯100份，復(fù)合改性助劑15份，抗氧化劑0.10.5份加入高速混合器中，于溫度20°C60°C攪拌混合26分鐘，用雙螺桿擠出機(jī)造粒，擠出溫度為170°C210°C，粒料可通過(guò)擠出、注塑成型工藝加工成制品。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合改性聚丙烯材料及其制備方法，其特點(diǎn)是將聚丙烯100重量份，復(fù)合改性助劑1～5重量份與抗氧化劑0.1～0.5重量份加入高速混合器中，于溫度20℃～60℃攪拌混合2～6分鐘，用雙螺桿擠出機(jī)造粒，擠出溫度為170℃～210℃。該方法制得的聚丙烯具有較好的加工性能，沖擊強(qiáng)度提高了195％，斷裂伸長(zhǎng)率提高了277％，拉伸強(qiáng)度能基本保持不變。文檔編號(hào)C08L23/12GK101831108SQ20101014524公開(kāi)日2010年9月15日申請(qǐng)日期2010年4月13日優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日發(fā)明者左源,曹亞,朱世鵬,李惠林,蓋景剛,陳金耀申請(qǐng)人:四川大學(xué)