本發(fā)明屬于改性材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種低收縮低密度PP材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：PP是五大通用塑料之一，密度低，廣泛運(yùn)用于汽車、家電、玩具等領(lǐng)域。然而，PP有一個(gè)最大的弱點(diǎn)是成型收縮率大，這給開模和成型制件尺寸穩(wěn)定性帶來一定的困擾。目前最常用降低PP收縮率的方法有兩種：其一是添加礦物填充，運(yùn)用礦物的空間位置效益降低材料收縮率。此方法效果顯著，但增加了材料的密度，破壞了PP材料本身具備的低密度的優(yōu)勢(shì)；其二是采用合金的方式，添加另一高分子材料，破壞PP材料的結(jié)構(gòu)規(guī)整度，降低材料結(jié)晶來降低材料收縮率，此方法需要添加較大量的合金組分才有效果，會(huì)影響PP材料的機(jī)械性能。公開號(hào)為CN201511018344的專利文件公開了一種通過添加礦物填料和烯烴改性劑協(xié)效制備出一種比重低至0.97g/cm3，收縮率為0.6~0.8%的低收縮低比重聚丙烯材料。公開號(hào)為CN201310432874的專利文件公開了一種通過PP/ABS合金的方式降低PP的收縮率。公開號(hào)為CN200810030391的專利文件公開了一種通過PP/PS合金的方式制備出成型收縮率為0.7~0.9%的PP材料，接近ABS的水平。公開號(hào)為CN201210124421的專利文件公開了一種原位增容反應(yīng)擠出的方式制備出較低成型收縮率PO/PS合金材料。然而，目前的低密度低收縮PP密度普遍做到0.97g/cm3以上，相較于PP樹脂的0.9g/cm3的密度，還存在一定的差距。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種PP材料，既不損壞PP材料原有的低密度優(yōu)勢(shì)，又不大影響PP材料機(jī)械性能，同時(shí)達(dá)到成型收縮率低的要求。本發(fā)明的另一目的是提供該P(yáng)P材料的制備方法。為達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種低收縮低密度PP材料，按照重量份數(shù)，包括以下組分：聚丙烯樹脂85~95份聚烯烴彈性體1~5份剛性分子鏈材料3~8份環(huán)氧樹脂1~5份交聯(lián)劑0.1~0.5份交聯(lián)助劑0.1~0.5份抗氧劑0.2~0.4份耐候劑0.2~0.4份。進(jìn)一步地，所述聚丙烯樹脂選自均聚或者共聚聚丙烯中的一種或者兩種的混合物，在230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)為1~100g/10min。進(jìn)一步地，所述聚烯烴彈性體選自乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯烴共聚物中的至少一種；優(yōu)選乙烯-辛烯共聚物，熔融指數(shù)1~15g/10min（ISO1133，230℃/2.16kg），辛烯含量大于25%。進(jìn)一步地，所述剛性分子鏈材料選自聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物中的至少一種；優(yōu)選聚甲基丙烯酸甲酯。進(jìn)一步地，所述環(huán)氧樹脂選自雙酚A型環(huán)氧樹脂、縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、有機(jī)鈦環(huán)氧樹脂或脂環(huán)族環(huán)氧樹脂；優(yōu)選脂環(huán)族環(huán)氧樹脂。進(jìn)一步地，所述交聯(lián)劑選自過氧化二異丙苯、1,4-雙叔丁基過氧異丙基苯、過氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5二(叔丁基過氧基)己烷中的至少一種；優(yōu)選1,4-雙叔丁基過氧異丙基苯。進(jìn)一步地，所述交聯(lián)助劑選自聚丁二烯和/或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，分子量＜6000。進(jìn)一步地，所述抗氧劑選自受阻酚類抗氧劑168和/或亞磷酸酯類抗氧劑1010。進(jìn)一步地，所述耐候劑選自受阻胺類光穩(wěn)定劑UV-3808PP5。一種制備權(quán)利要求1~9任意一項(xiàng)所述的低收縮低密度PP材料的方法，具體是：將原料放入混料機(jī)混合均勻，然后放入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，熔融段采用三節(jié)90°旋轉(zhuǎn)角捏合元件和一節(jié)小導(dǎo)程輸送元件嵌段安裝，主機(jī)轉(zhuǎn)速350~450r/min，擠出工藝溫度為180~200℃。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過添加少量的剛性分子鏈材料，運(yùn)用交聯(lián)劑引發(fā)接枝，降低PP材料的結(jié)構(gòu)規(guī)整度而降低材料的結(jié)晶，再加上環(huán)氧樹脂的接枝輔助作用提高了接枝效率，同時(shí)環(huán)氧樹脂自身的空間位阻效應(yīng)，使分子鏈之間相互纏繞，從而達(dá)到低收縮的效果。所以，本發(fā)明有如下優(yōu)勢(shì)：1、相比于PP合金材料，簡單的物料共混方式雖然也可以降低材料的收縮率，但要達(dá)到較低的收縮率效果，非PP成分需要添加份數(shù)較多，嚴(yán)重影響PP材料的機(jī)械性能。本發(fā)明只需添加極少量的大位阻官能團(tuán)剛性分子鏈段的材料即可達(dá)到0.7~0.9%的低成型收縮率，因此，本發(fā)明制備的材料降低材料成型收縮率的同時(shí)，對(duì)PP材料的剛韌性影響較輕微。2、相比于礦物填充PP材料，在達(dá)到相同的成型收縮率的前提下，本發(fā)明制備的材料密度低（＜0.93g/cm3），滿足輕量化趨勢(shì)的需求，可直接替代高密度礦物填充PP材料而不用更換模具，也可以做成母粒用于汽車/家電材料做收縮率調(diào)節(jié)劑。3、通過剛性粒子和環(huán)氧樹脂的加入，提高了材料的表面硬度，改善了PP材料的耐劃傷性能。4、本發(fā)明采用特殊工藝螺桿組合，熔融段采用三節(jié)90°旋轉(zhuǎn)角捏合元件和一節(jié)小導(dǎo)程輸送元件嵌段安裝，具備低生熱強(qiáng)分散能力，避免材料出現(xiàn)局部過熱而影響接枝。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。以下實(shí)施例中，所用聚丙烯樹脂選自均聚或者共聚聚丙烯中的一種或者兩種的混合物，在230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)為1~100g/10min。所用交聯(lián)劑選自過氧化二異丙苯、1,4-雙叔丁基過氧異丙基苯、過氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5二(叔丁基過氧基)己烷中的至少一種。所用交聯(lián)助劑選自聚丁二烯和/或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，分子量＜6000。所用抗氧劑選自受阻酚類抗氧劑168和/或亞磷酸酯類抗氧劑1010。所用耐候劑選自受阻胺類光穩(wěn)定劑UV-3808PP5。均購自商業(yè)化產(chǎn)品。實(shí)施例1一種低收縮低密度聚丙烯材料，由以下重量份的原料組成：聚丙烯樹脂85份乙烯-辛烯共聚物5份聚甲基丙烯酸甲酯8份雙酚A型環(huán)氧樹脂2份交聯(lián)劑0.2份交聯(lián)助劑0.2份抗氧劑0.4份耐候劑0.2份將聚丙烯樹脂、乙烯-辛烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、雙酚A型環(huán)氧樹脂、交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、抗氧劑、耐候劑放入混料機(jī)混合均勻（3分鐘），然后放入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，熔融段采用三節(jié)90°旋轉(zhuǎn)角捏合元件和一節(jié)小導(dǎo)程輸送元件嵌段安裝，該螺桿組合具備低生熱強(qiáng)分散能力，避免材料出現(xiàn)局部過熱而影響接枝，主機(jī)轉(zhuǎn)速350~450r/min，擠出工藝溫度為180~200℃。其性能參數(shù)如表1所示。實(shí)施例2一種低收縮低密度聚丙烯材料，由以下重量份的原料組成：聚丙烯樹脂85份乙烯-辛烯共聚物2份聚甲基丙烯酸甲酯8份雙酚A型環(huán)氧樹脂5份交聯(lián)劑0.2份交聯(lián)助劑0.2份抗氧劑0.4份耐候劑0.2份其制備工藝同實(shí)例1，其性能參數(shù)如表1所示。實(shí)施例3一種低收縮低密度聚丙烯材料，由以下重量份的原料組成：聚丙烯樹脂95份乙烯-辛烯共聚物5份聚甲基丙烯酸甲酯5份雙酚A型環(huán)氧樹脂5份交聯(lián)劑0.5份交聯(lián)助劑0.5份抗氧劑0.4份耐候劑0.2份其制備工藝同實(shí)例1，性能參數(shù)如表1所示。實(shí)施例4一種低收縮低密度聚丙烯材料，由以下重量份的原料組成：聚丙烯樹脂87份乙烯-丁烯共聚物1份聚苯乙烯3份甘油環(huán)氧樹脂1份交聯(lián)劑0.1份交聯(lián)助劑0.1份抗氧劑0.2份耐候劑0.4份其制備工藝同實(shí)例1。實(shí)施例5一種低收縮低密度聚丙烯材料，由以下重量份的原料組成：聚丙烯樹脂92份乙烯-丙烯-二烯烴共聚物3份苯乙烯-丙烯腈共聚物8份有機(jī)鈦環(huán)氧樹脂2份交聯(lián)劑0.3份交聯(lián)助劑0.3份抗氧劑0.3份耐候劑0.3份其制備工藝同實(shí)例1。實(shí)施例6一種低收縮低密度聚丙烯材料，由以下重量份的原料組成：聚丙烯樹脂90份乙烯-丙烯-二烯烴共聚物4份聚苯乙烯6份脂環(huán)族環(huán)氧樹脂4份交聯(lián)劑0.4份交聯(lián)助劑0.4份抗氧劑0.3份耐候劑0.3份其制備工藝同實(shí)例1。對(duì)比例1一種聚丙烯材料，由以下重量份的原料組成：聚丙烯樹脂90份抗氧劑0.4份耐候劑0.2份其制備工藝同實(shí)例1，性能參數(shù)如表1所示。對(duì)比例2一種聚丙烯合金材料，由以下重量份的原料組成：聚丙烯樹脂90份乙烯-辛烯共聚物5份聚甲基丙烯酸甲酯5份抗氧劑0.4份耐候劑0.2份其制備工藝同實(shí)例1，性能參數(shù)如表1所示。對(duì)比例3一種聚丙烯合金材料，由以下重量份的原料組成：聚丙烯樹脂85份乙烯-辛烯共聚物5份聚甲基丙烯酸甲酯5份雙酚A型環(huán)氧樹脂5份抗氧劑0.4份耐候劑0.2份其制備工藝同實(shí)例1，性能參數(shù)如表1所示。對(duì)比例4一種聚丙烯合金材料，由以下重量份的原料組成：聚丙烯樹脂90份乙烯-辛烯共聚物5份聚甲基丙烯酸甲酯5份交聯(lián)劑0.5份交聯(lián)助劑0.5份抗氧劑0.4份耐候劑0.2份其制備工藝同實(shí)例1，性能參數(shù)如表1所示。對(duì)比例5一種聚丙烯合金材料，由以下重量份的原料組成：聚丙烯樹脂85份乙烯-辛烯共聚物5份聚甲基丙烯酸甲酯5份雙酚A型環(huán)氧樹脂5份交聯(lián)劑0.5份交聯(lián)助劑0.5份抗氧劑0.4份耐候劑0.2份將聚丙烯樹脂、乙烯-辛烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、環(huán)氧樹脂、交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、抗氧劑、耐候劑放入混料機(jī)混合均勻（3分鐘），然后放入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，工藝螺桿組合按普通PP材料的高生熱強(qiáng)分散能力設(shè)計(jì)，主機(jī)轉(zhuǎn)速350~450r/min，擠出工藝溫度為180~200℃。其性能參數(shù)如表1所示。性能測(cè)試將上述制備出的材料放入注塑機(jī)中打力學(xué)樣條、色板和收縮率板，收縮率板的模具規(guī)格為厚度2.0mm、長度150mm、寬度15mm，力學(xué)樣條和色板注塑工藝為溫度200℃、注塑壓力45bar、射速45mm/s、保壓15sec，收縮率板注塑工藝為溫度200℃、注塑壓力45bar、射速45mm/s、保壓5sec。各案例按ISO測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)得的物性、收縮率、十字刮擦色差結(jié)果如下：表1本發(fā)明各實(shí)施例與對(duì)比例的組分配比及產(chǎn)品的性能參數(shù)測(cè)試項(xiàng)目拉伸強(qiáng)度（MPa）彎曲強(qiáng)度（MPa）彎曲模量（MPa）沖擊強(qiáng)度（MPa）密度（g/cm3）收縮率（%）色差△L實(shí)施例124.527.3120910.70.920.770.9實(shí)施例224.827.613159.10.920.781.0實(shí)施例324.928.113779.60.920.730.8實(shí)施例425.330.313367.80.910.941.6實(shí)施例524.829.113048.70.920.750.9實(shí)施例624.928.813319.10.920.730.8對(duì)比例125.129.712809.70.901.583.1對(duì)比例224.426.712135.20.911.352.6對(duì)比例324.827.412504.30.921.211.7對(duì)比例424.326.912039.20.911.071.0對(duì)比例524.827.914038.20.920.850.8由表1可以得出：1、通過對(duì)比例2、對(duì)比例3、實(shí)施例1~6可以看出，相較于普通物理共混，化學(xué)接枝的方式明顯降低了材料的成型收縮率，尤其是有了環(huán)氧樹脂的協(xié)效作用，材料的成型收縮率有了明顯的降低。2、通過對(duì)比例1~4、實(shí)施例1~6可以得出，通過化學(xué)接枝剛性粒子協(xié)效環(huán)氧樹脂的方法制備的材料既具備成型收縮率低，又具備接近PP材料的低密度，同時(shí)對(duì)PP材料的物性影響不大。引入接枝剛性粒子后，材料的耐劃傷性能明顯提升。3、通過對(duì)比例5和實(shí)施例1~6可以得出，新型螺桿組合工藝設(shè)計(jì)提高了材料的接枝效率，改善了材料的相容性，降低材料成型收縮率的同時(shí)，提高材料的沖擊性能。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3