專利名稱：：用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及聚丙烯材料，尤其涉及一種用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
：聚丙烯(PP)作為一種通用樹脂，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面，如家用電子電器、辦公用制品等行業(yè)，成為僅次于PE的第二大通用塑料材料，它具有優(yōu)良的機械性能和良好的可加工性能、耐熱性、耐化學(xué)性，并且密度小，價格相對低廉，性能穩(wěn)定。冰箱頂蓋用塑料通常采用綜合性能優(yōu)異的專用高光澤ABS樹脂，ABS綜合性能優(yōu)越，成型件表面光潔度高。然而，ABS由于價格較高，給其應(yīng)用帶來了一定的限制，特別是自2004年初以來，隨著石油價格的上漲帶動下游樹脂價格的一路上揚，使得許多廠家開始考慮用更便宜的樹脂來取代ABS用于某些領(lǐng)域。于是，一些廠家采用高抗沖聚苯乙烯(HIPS)來替代ABS，以降低電冰箱的制造成本，但HIPS注塑的制品光澤度低，廢品率高，成本的降低也有限。并且無論是ABS還是HIPS在冰箱上的應(yīng)用都遇到了嚴(yán)重的問題，除了價格高的因素外，還有一個問題是隔熱層發(fā)泡劑的更新帶來的。目前普遍采用的新型發(fā)泡劑是HCFC-14b和HCFC-123，并己逐步取代原來的CFC-11，然而，這些新型發(fā)泡劑對帶有芳香基團(tuán)的ABS和HIPS有明顯的腐蝕作用，對HIPS更為嚴(yán)重。為降低成本及滿足冰箱對塑料材料的要求，需要尋找一種ABS及HIPS的替代材料。聚丙烯(PP)由于性能穩(wěn)定，原料來源豐富，價格便宜，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，除發(fā)煙硫酸及強氧化劑外，與大多數(shù)介質(zhì)均不起化學(xué)反應(yīng)，因此成為替代ABS和fflPS的首選材料。PP盡管有很多優(yōu)點，但是也存在一些不足之處，與ABS相比，PP收縮率大，力學(xué)性能差，制品表面光澤度不夠，制品尺寸穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生翹曲變形，為克服這些缺點，目前普遍采用添加劑、填充與聚丙烯共混改性，以滿足制品的使用要求。在聚丙稀共混改性體系中，加入無機填充物可以降低制品的原料成本，提高改性聚丙烯制品的剛性和耐熱性?，F(xiàn)有技術(shù)中，普遍選擇碳酸鈣作為填充物，其原因(1)碳酸鈣原料來源豐富，價格較低；(2)碳酸鈣的白度高，顏色穩(wěn)定，在配色過程中對體系的影響?。?3)體系中填充碳酸鈣，增加光的散射，透光率降低。但是，在用碳酸鈣填充改性PP替代ABS或HIPS時，材料的收縮率較大，制品翹曲變形嚴(yán)重，光潔度不夠，在很大程度上制約著改性PP在冰箱頂蓋上的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料及其制備方法，通用對PP改性，旨在有效提高PP的強度和硬度，改善材料的光澤度，降低PP的成型收縮率。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，特點在于包含以下成分(重量百分比)高結(jié)晶PPHJ4045:1520wt%，PPCB5290:1520wt%，高結(jié)晶PPHJ730L:1015wt%，PPK8303:1520wt%，硫酸鋇1020wt%，滑石粉1020wt%，成核劑0.050.15wt%，抗氧劑0.30.6wt%，潤滑劑0.20.5wt%。進(jìn)一歩地，上述的用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其組分高結(jié)晶PPHJ4045:20wt%，PPCB5290:18wt%，高結(jié)晶PPHJ730L:12wt%，PPK8303:16wt%，硫酸鋇15wt%，滑石粉18.2wt%，成核劑0.1wt%，抗氧劑0.4wt%，潤滑劑0.3Wt%。更進(jìn)一步地，上述的用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，所述硫酸鋇和滑石粉的粒徑在30004000目；所述的成核劑為超級成核劑HPN-68L;所述的抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168的復(fù)配物；所述的潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺。再進(jìn)一步地，用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料的制備方法，包括以下步驟——①原料混合均勻按照配比將各組分材料加入高速混合桶中使之混合均勻；②在雙螺桿擠出機內(nèi)反應(yīng)將步驟①得到的混合物加入雙螺桿擠出機內(nèi)混煉；雙螺桿擠出機共有六段，第一段和第二段擠出溫度在1701%°C，其它幾段擠出溫度在190220°C之間；反應(yīng)物在雙螺桿擠出機中的總停留時間為38min，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速在300350rpm;(D將得到的物料擠出后冷卻、切粒，即得到用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。再進(jìn)一步地，上述的用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料的制備方法，首先，將20份高結(jié)晶PPHJ4045、18份PPCB5290、12份高結(jié)晶PPHJ730L、16份PPK8303、15份硫酸鋇、18.2份滑石粉、0.1份超級成核劑HPN-68L、0.4份抗氧劑、0.3份乙撐雙硬脂酰胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然后，在雙螺桿擠出機混煉，雙螺桿每段的溫度分別為T產(chǎn)17(TC，T2=180°C，T產(chǎn)190。C，T4=205°C，T5=210°C，T6=220°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=350rpm，最后，擠出、冷卻、切粒即得到用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)歩主要體現(xiàn)在①本發(fā)明采用剛性較高的高結(jié)晶PP和無機填料填充改性的方法提高材料的剛性，無機填料選用滑石粉，加快PP的結(jié)晶速度，使PP的球晶細(xì)化，一方面加快注塑的成型速度，同時消除PP成型收縮所帶來的縮痕表面、產(chǎn)品成型收縮率偏大等現(xiàn)象；②通過在復(fù)合體系中加入硫酸鋇提高材料的光澤度，以滿足冰箱頂蓋的使用要求，與冰箱整體協(xié)調(diào)性較好；③在復(fù)合體系中加入高效結(jié)晶成核劑，加快pp的結(jié)晶速度，使球徑減小，降低材料的收縮率，提高材料的硬度和熱變形溫度，使得制品注塑周期縮短，生產(chǎn)率提高，并且有效防止制品翹曲，提高產(chǎn)品質(zhì)量，制備的改性聚丙烯材料的成型收縮率在0.8%左右，較好的滿足使用要求，光澤度較好，值得在業(yè)內(nèi)廣泛推廣應(yīng)用，前景尤為看好。具體實施例方式用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，成分的質(zhì)量比為高結(jié)晶PPHJ4045:1520wt%，PPCB5290:1520wt%，高結(jié)晶PPHJ730L:1015wt%，PPK8303:1520wt%，硫酸鋇1020wt%，滑石粉1020wt%，成核劑0.050.15wt%，抗氧劑0.30.6wt%，潤滑劑0.20.5wt%。優(yōu)選配方為高結(jié)晶PPHJ4045:20wt%，PPCB52卯18wt%，高結(jié)晶PPHJ730L:12wt%，PPK8303:16wt%，硫酸鋇15wt%，滑石粉18.2Wt%，成核劑0.1wt%，抗氧劑0.4wt%，潤滑劑0.3Wt%。其中，硫酸鋇和滑石粉的粒徑在30004000目；成核劑為超級成核劑HPN-68L;抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168的復(fù)配物；潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺。采用剛性較高的高結(jié)晶PP和無機填料填充改性的方法提高材料的剛性，無機填料選用滑石粉，無機填料能夠加快PP的結(jié)晶速度，使PP的球晶細(xì)化，加快注塑的成型速度，同時減小PP成型收縮所帶來的縮痕表面、產(chǎn)品成型收縮率偏大等現(xiàn)象。另外，通過在復(fù)合體系中加入硫酸鋇來提高材料的光澤度，即在PP中加入硫酸鋇提高PP的表面光澤度，取得較好的效果，以滿足冰箱頂蓋的使用要求，與冰箱整體協(xié)調(diào)性較好。通過在復(fù)合體系中加入結(jié)晶成核劑，提高PP的結(jié)晶速度，使球徑減小，降低材料的成型收縮率，提高材料的硬度和熱變形溫度，防止制品翹曲變形。實施例l:將20份高結(jié)晶PPHJ4045、15份PPCB5290、10份高結(jié)晶PPHJ730L、19.8份PPK8303、15份硫酸鋇、19.5份滑石粉、0.05份超級成核劑HPN-68L、0.3份抗氧劑(0.1份抗氧劑1010與0.2份抗氧劑168的復(fù)配)、0.35份乙撐雙硬脂酰胺加入到高速混合桶中使之混合均勻；然后在雙螺桿擠出機混煉，雙螺桿每段的溫度分別為T產(chǎn)170。C，T產(chǎn)180。C，T3=190°C，T4=205°C，T5=210°C，T6=220°C，反應(yīng)物在雙螺桿擠出機中的總停留時間在5min，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為320350rpm，擠出、冷卻、切粒即得到用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。實施例2:將19份高結(jié)晶PPHJ4045、20份PPCB5290、15份高結(jié)晶PPHJ730L、15份PPK8303、IO份硫酸鋇、20份滑石粉、O.IO份成核劑、0.6份抗氧劑(0.2份抗氧劑1010與0.4份抗氧劑168的復(fù)配)、0.3份乙撐雙硬脂酰胺加入到高速混合桶中使之混合均勻；然后在雙螺桿擠出機內(nèi)反應(yīng)，雙螺桿每段的溫度分別為T產(chǎn)170。C，T2=190°C，T3=195°C，T4=200°C，T5=205°C，T6=210°C，反應(yīng)物在雙螺桿擠出機中的總停留時間在8min，主機轉(zhuǎn)速為300320rpm下進(jìn)行熔融接枝，然后將接枝產(chǎn)物擠出冷卻，切粒即得到用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。實施例3:將15份高結(jié)晶PPHJ4045、20份PPCB5290、14份高結(jié)晶PPHJ730L、20份PPK8303、20份硫酸鋇、IO份滑石粉、0.15份MillikenChemical的超級成核劑HPN-68L、0.4份抗氧劑(0.2份抗氧劑1010與0.2份抗氧劑168的復(fù)配)、0.45份潤滑劑加入到高速混合桶中使之混合均勻；然后在雙螺桿擠出機內(nèi)反應(yīng)，雙螺桿每段的溫度分別為T尸170。C，T2=180°C，T3=190°C，T4=200°C，T5=205°C，T6=220°C，反應(yīng)物在雙螺桿擠出機中的總停留時間在3min，主機轉(zhuǎn)速為330350rpm下進(jìn)行熔融接枝，然后將接枝產(chǎn)物擠出冷卻，切粒即得到用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。實施例4:將20份高結(jié)晶PPHJ4045、18份PPCB5290、12份高結(jié)晶PPHJ730L、16份PPK8303、15份硫酸鋇、18.2份滑石粉、0.1份超級成核劑HPN-68L、0.4份抗氧劑(0.13份抗氧劑1010與0.27份抗氧劑168的復(fù)配)、0.3份乙撐雙硬脂酰胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然后，在雙螺桿擠出機混煉，雙螺桿每段的溫度分別為T尸170。C，T2=180°C，T3=190°C，T4=205°C，T5=210°C，T6=220°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=350rpm，最后，擠出、冷卻、切粒即得到用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。經(jīng)檢測，采用本發(fā)明技術(shù)方案獲得的改性聚丙烯材料，其主要技術(shù)性能指標(biāo)與ABS相比，見表1。材料的拉伸性能按照GB1040標(biāo)準(zhǔn)、彎曲模量按照GB9341在英國產(chǎn)TiniusOlsen材料試驗機上進(jìn)行，沖擊性能在承德產(chǎn)沖擊試驗儀上按照GB1843標(biāo)準(zhǔn)測試，熔融指數(shù)按照GB3682標(biāo)準(zhǔn)在上海思而達(dá)科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)的熔融指數(shù)儀上測試，材料熱變形溫度按照GB1634標(biāo)準(zhǔn)在承德產(chǎn)熱變形、維卡軟化點溫度測定系統(tǒng)上測試，洛氏硬度按照GB9342標(biāo)準(zhǔn)在上海材料試驗機廠產(chǎn)的洛氏硬度儀上測量。表l實施例與ABS的性能比較<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在復(fù)合體系中加入滑石粉，滑石粉的加入一方面降低成型收縮率，同時提高材料的剛性。硫酸鋇的加入除了達(dá)到進(jìn)一步強化效果外，還對提高復(fù)合材料的表面光澤度起到至關(guān)重要的作用。在此基礎(chǔ)上，還在復(fù)合體系中加入結(jié)晶成核劑，提高pp的結(jié)晶速度，使球徑減小，減少成型收縮率，制備的材料的成型收縮率在0.8%左右，克服制品的翹曲變形問題，滿足使用要求。綜上明顯表明，本發(fā)明對通用樹脂PP進(jìn)行改性，大大提高PP的強度和硬度，加快PP的結(jié)晶速度，降低PP的成型收縮率，制備的改性聚丙烯材料可代替ABS用于冰箱頂蓋，產(chǎn)品性能優(yōu)異、光澤度較好，大大降低冰箱頂蓋的成本，實現(xiàn)通用樹脂工程化，帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，成功應(yīng)用于LG、新飛、美菱等知名品牌的冰箱產(chǎn)品上，其效果非常理想。以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特征在于包含以下成分(重量百分比)高結(jié)晶PPHJ404515～20wt％，PPCB529015～20wt％，高結(jié)晶PPHJ730L10～15wt％，PPK830315～20wt％，硫酸鋇10～20wt％，滑石粉10～20wt％，成核劑0.05～0.15wt％，抗氧劑0.3～0.6wt％，潤滑劑0.2～0.5wt％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特征在于其組分具有如下的重量百分比高結(jié)晶PPHJ4045:20wt%，PPCB5290:18wt%，高結(jié)晶PPHJ730L:12wt%，PPK8303:16wt%，硫酸鋇15wt%，滑石粉18.2Wt%，成核劑0.1wt%，抗氧劑0.4wt%，潤滑劑0.3Wt%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特征在于所述硫酸鋇和滑石粉的粒徑在30004000目。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特征在于所述的成核劑為超級成核劑HPN-68L。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特征在于所述的抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168的復(fù)配物。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料，其特征在于所述的潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺。7.制備權(quán)利要求1所述用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料的方法，其特征在于包括以下步驟——①原料混合均勻按照配比將各組分材料加入高速混合桶中使之混合均勻；②在雙螺桿擠出機內(nèi)反應(yīng)將步驟①得到的混合物加入雙螺桿擠出機內(nèi)混煉；雙螺桿擠出機共有六段，第一段和第二段擠出溫度在170190°C，其它幾段擠出溫度在190220°C之間；反應(yīng)物在雙螺桿擠出機中的總停留時間為38min，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速在300350rpm;③將得到的物料擠出后冷卻、切粒，即得到用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料的制備方法，其特征在于首先，將20份高結(jié)晶PPHJ4045、18份PPCB5290、12份高結(jié)晶PPHJ730L、16份PPK8303、15份硫酸鋇、18.2份滑石粉、0.1份超級成核劑HPN-68L、0.4份抗氧劑、0.3份乙撐雙硬脂酰胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然后，在雙螺桿擠出機混煉，雙螺桿每段的溫度分別為T產(chǎn)170。C，T2=180°C，T3=190°C，T4=205°C，T5=210°C，T6=220°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=350rpm，最后，擠出、冷卻、切粒即得到用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。全文摘要本發(fā)明涉及用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料及制備方法，成分的重量比為高結(jié)晶PPHJ404515～20wt％，PPCB529015～20wt％，高結(jié)晶PPHJ730L10～15wt％，PPK830315～20wt％，硫酸鋇10～20wt％，滑石粉10～20wt％，成核劑0.05～0.15wt％，抗氧劑0.3～0.6wt％，潤滑劑0.2～0.5wt％。其工藝先按照配比將各組分材料加入混合桶中使之混合均勻；再將混合物加入雙螺桿擠出機內(nèi)混煉；雙螺桿擠出機第一段和第二段擠出溫度在170～190℃，其它幾段擠出溫度在190～220℃；最后將得到的物料擠出后冷卻、切粒即得到用于冰箱頂蓋的改性聚丙烯材料。通用對PP改性，提高PP的強度和硬度，降低PP的成型收縮率，制備的改性聚丙烯材料代替ABS用于冰箱頂蓋，產(chǎn)品性能優(yōu)異。文檔編號F25D23/02GK101338054SQ20081002250公開日2009年1月7日申請日期2008年8月14日優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日發(fā)明者汪倩文,趙東明申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)和昌電器有限公司