专利名称：：一种高光泽聚丙烯材料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种高光泽聚丙烯材料及其制备方法，特别涉及一种表面光泽度高、环保、价格低廉的聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
：聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，密度为0.卯g/，3，是现有树脂第二轻的高分子材料(仅大于聚甲基戊烯，密度为0.85g/，3)。因其具有性能好、比重小、易于成型加工等特点，而广泛应用于汽车工业、家用电器、电子仪表工业、纺织工业中。因此，人们研制出了高光泽PP，以其较低的价格、高光泽的表面、优良的综合性能来代替价格高的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)材料，以生产家电产品的外壳等。目前，生产高光泽PP材料主要采用在均聚PP中添加25~40Phr的硫酸钡，并加入适量的润滑剂、抗氧剂等加工助剂来制作。然而，由于硫酸钡价格较高，在市场竞争日益激烈的情况下，这种制作高光PP材料的方法已无法满足人们物美价廉的需求。随着人们环保要求的日益严格，这就要求高光泽PP材料利于环保、表面光泽度高且价格低廉等性能，满足人们的需求。
发明内容本发明要解决的技术问题在于克服传统的高光泽聚丙烯材料生产工艺使用的硫酸钡价格高、不够环保的问题，提供一种表面光泽度高、环保、价格低廉的聚丙烯材料及其制备方法。为解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案一种高光泽聚丙烯材料，其包括以下组分和含量聚丙烯树脂100份；填充剂2535份；分散剂0.5~1.5份；交联剂0.10.5份；成核剂0.10.5份；抗氧剂0.10.5份；以上含量按重量计，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，所述填充剂为纳米级碳酸钙，所述交联剂为过氧化二异丙苯，所述成核剂为3晶型成核剂。上述技术方案的进一步改进在于所述分散剂为乙撑双脂肪酸酰胺类高光润滑分散剂TAS-2A。上述技术方案的进一步改进在于所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯(俗称168)和受阻酚类抗氧剂四[fi一(3',5'一二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(俗称1010)按2:1复配而成。上述技术方案的进一步改进在于该高光泽聚丙烯材料还包括紫外光吸收剂，其重量份数为0.10.5份。上述技术方案的进一步改进在于所述紫外光吸收剂为受阻胺类光稳定剂，其重量份数为0.20.3份。上述技术方案的进一步改进在于该高光泽聚丙烯材料还包括润滑剂，该润滑剂为硬脂酸盐类，其重量份数为0.10.5份。本发明还提出一种制备所述高光泽聚丙烯材料的制备方法的技术方案该制备方法包括以下步骤步骤l:按重量比称取聚丙烯树脂100份、填充剂2535份、分散剂0.51.5份、交联剂0.1~0.5份、成核剂0.10.5份、抗氧剂0.10.5份；步骤2:将步骤1称取的各组分在高速混合机中混合3—5分钟；步骤3:将混好的各组分置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒。上述技术方案的进一步改进在于该平行双螺杆挤出机的挤出工艺条件为一区170—180°C、二区180—190°C、三区180—190°C、四区175—185°C，螺杆转速350400r/min，喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.03—-0.06Mpa。上述技术方案的进一步改进在于步骤l中还包括称取0.0.5份重量的紫外光吸收剂。上述技术方案的进一步改进在于步骤l中还包括称取0.10.5份重量的润滑剂。本发明具有以下效果本发明使用纳米级碳酸钙代替硫酸钡来做填充剂，大幅度降低材料的生产成本；本发明使用了过氧化二异丙苯交联剂(DCP)，交联剂DCP与PP发生反应，使PP大分子断链，降低材料的分子量，大幅提升了材料的熔融指数，改善了材料的加工流动性；本发明使用了乙撑双脂肪酸酰胺类高光润滑分散剂TAS-2A，增加PP树脂与纳米碳酸钙大分子之间的表面亲和力，提高材料的表面光亮度；本发明使用了P晶型成核剂，使PP大分子快速结晶，在不降低材料其它性能有基础上大幅提高材料的表面光亮度；通过加入抗氧剂，使得材料的耐热氧化性能得到提高，解决材料黄变现象；通过加入紫外光吸收剂，使得材料的耐光氧化性能、耐候性能得到提升；通过加入润滑剂，提高材料中各组分的分散效果及加工性能；本发明提出的PP材料的制备工艺简单，无需添加复杂设备，且成本低廉。图1是本发明高光泽聚丙烯材料的制备方法的流程图。具体实施例方式本发明提出了一种高光泽聚丙烯材料，其包括以下组分和含量聚丙烯树脂100份；填充剂2535份；分散剂0.51.5份；交联剂(U0.5份；成核剂0.10.5份；抗氧剂0.1~0.5份；紫外光吸收剂0.10.5份；润滑剂0.10.5份；以上含量按重量计。所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯。所述填充剂为纳米级碳酸钙。所述交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)。所述成核剂为pp专用e晶型成核剂。所述分散剂为乙撑双脂肪酸酰胺类高光润滑分散剂TAS-2A。所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯(俗称168)和受阻酚类抗氧剂四[e—(3，，5'_二叔丁基-4，-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(俗称1010)按2:1复配而成。所述紫外光吸收剂为受阻胺类光稳定剂，如美国氰特公司的Cyasorb的受阻胺类UV-3346，其重量份数为0.20.3份。该润滑剂为硬脂酸盐类。请参阅图1，制备所述高光泽聚丙烯材料的制备方法包括以下步骤步骤1:按重量比称取聚丙烯树脂100份、填充剂25~35份、分散剂0.51.5份、交联剂0.10.5份、成核剂0.10.5份、抗氧剂0.10.5份，必要时称取紫外光吸收剂0.10.5份、润滑剂0.10.5份；步骤2:将步骤1称取的各组分在高速混合机中混合3-5分钟；步骤3:将混好的各组分置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒。该平行双螺杆挤出机的挤出工艺条件为一区170-18(TC、二区180—1卯。C、三区180—190°C、四区175—185°C，螺杆转速350400r/mim喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.03-0.06Mpa。下面通过实施例对本发明进行进一步阐述实施例1至3中的原料没有紫外光吸收剂和润滑剂，实施例4至6中的原料全部使用本发明所给出的原料，对比例1至3中的原料没有抗氧剂、紫外光吸收剂和润滑剂。实施例1按重量份数，将PP树脂100份，填充剂25份，分散剂0.5份，交联剂0.1份，成核剂0.1份，抗氧剂0.1份，在高速混合机中混合35分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混合好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为一区170--180°C、二区180—190°C、三区180—190。C、四区175—185。C，螺杆转速350400r/min,喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.030.06MPa。实施例2按重量份数，将PP树脂100份、填充剂30份，分散剂1.0份，交联剂0.3份，成核剂0.3份，抗氧剂0.3份，在高速混合机中混合3-5分钊i，高速混合机转速为800转/分；然后将混合好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为一区170—180°C、二区180—190°C、三区180—190。C、四区175—185°C，螺杆转速350400r/min,喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.030.06MPa。实施例3按重量份数，将PP树脂100份、填充剂35份，分散剂1.5份，交联剂0.5份，成核剂0.5份，抗氧剂0.5份，在高速混合机中混合3—5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混合好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为一区170—180°C、二区180—190°C、三区180—190。C、四区175—185°C,螺杆转速350400r/min,喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.030.06MPa。实施例4按重量份数，将PP树脂100份、填充剂25份、分散剂0.5份、交联剂0.1份、e晶型成核剂0.1份、抗氧剂0.1份、紫外光吸收剂受阻胺类光稳定剂0.1份、润滑剂硬脂酸钙0.1份，在高速混合机中混合3—5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为一区170—180°C、二区180—190°C、三区180—190°C、四区175—185°C，螺杆转速350400r/min，喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.03—0.06MPa。实施例5按重量份数，将PP树脂100份、填充剂30份、分散剂1.0份、交联剂0.3份、P晶型成核剂0.3份、抗氧剂0.3份、紫外光吸收剂受阻胺类光稳定剂0.3份、润滑剂硬脂酸钙0.3份，在高速混合机中混合3-5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为一区170--180°C、二区180—1卯。C、三区180—1卯。C、四区175-185。C，螺杆转速350400r/min，喂料频率202,5Hz，'熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.03—-0.06MPa。实施例6按重量份数，将PP树脂100份、填充剂35份、分散剂1.5份、交联剂0.5份、g晶型成核剂0.5份、抗氧剂0.5份、紫外光吸收剂受阻胺类光稳定剂0.5份、润滑剂硬脂酸钙0.5份，在高速混合机中混合3-5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为一区170—180°C、二区180—190°C、三区180—1卯。C、四区175—185°C，螺杆转速350400r/min，喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.03-—0.06MPa。在上述实施例4至6中，需要说明的是，若需要加入紫外光吸收剂，其最宜用量在0.2~0.3份。下面对本发明实施例中所制备材料的性能进行说明将按上述方法完成造粒的粒子材料事先在809(TC的烘箱下干燥2小时，然后将干燥好的粒子材料在注塑成型机上注塑出标准测试样条。拉伸性能按ISO527进行，试样尺寸为150X10X4mm，拉伸速度为50mm/min;弯曲性能按ISO178进行，试样尺寸为80X10X4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为50mm;简支梁缺口冲击强度按ISO180进行，试样尺寸为80X10X4mm,缺口深度为试样厚度的1/3;热变形温试按ISO75进行，试样尺寸为120X15X10mm，负载为1.82MPa，密度按ISO118323。C进行。材料的综合性能通过测试所得的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、IZOD缺口冲击强度、热变形温度以及阻燃性能的数值进行评判。其中，实施例13的配方及各项性能测试结果见下表(一)表(一)实施例13配方性能对照表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>其中，实施例46的配方及各项性能测试结果见下表(二)表(二)实施例46配方性能对照表原料名称及物性参数实施例4实施例5实施例6<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>从表(一)和表(二)中可以看出，随着填充剂纳米碳酸钙含量及各种加工助剂的增加，材料的拉伸强度呈大幅上升；断裂伸长率基本不变；弯曲性能大幅提高；IZOD简支梁缺口冲击强度有轻微下降但幅度不大；熔融指数大幅上升；热变形温度略有提高。对比例l按重量份数，将PP树脂100份、填充剂纳米碳酸钙25份、分散剂TAS-2A0.5份、交联剂DCP0.1份、P晶型成核剂0.1份，在高速混合机中混合3-5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为一区170--180°C、二区180—190。C、三区180—190。C、四区175—185°C，螺杆转速350400r/mi:n,喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.03—-0.06MPa。对比例2按重量份数，将PP树脂100份、填充剂纳米碳酸钙30份、分散剂TAS-2A1.0份、交联剂DCP0.3份、P晶型成核剂0.3份，在高速混合机中混合3—5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺々一区170--180°C、二区180—190。C、三区180—190。C、四区175—185°C，螺杆转速350400r/min,喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.03—-0.06MPa。对比例3按重量份数，将PP树脂100份、填充剂纳米碳酸钙35份、分散剂1.5份、交联剂DCP0.5份、e晶型成核剂0.5份，在高速混合机中混合3-5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为一区170—180°C、二区180—l卯。C、三区180—190°C、四区175—185°C，螺杆转速350400r/min，喂料频率2025Hz，熔体压力3.04雇Pa，真空度-0.03—-0.06MPa。对比例1~3的配方及各项性能测试结果见下表(三)表(三)对比例13配方性能对照表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由表(一)、表(二)与表(三)比较可知，不加入抗氧剂，材料本身力学性能无明显影响，但最终产品表面出现发黄现象，表面光泽度稍差，这是因为在挤出过程中，材料受热分解所致，所以为了实现本发明的表面光亮度高的目的，抗氧剂必须加入到原料中。对比例4按重量份数，按PP树脂100份，硫酸钡25份，分散剂0.5份，交联剂0.1份，成核剂0.1份，抗氧剂0.1份，在高速混合机中混合3—5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混合好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为一区170—18(TC、二区180—190°C、三区180—190。C、四区175—185°C，螺杆转速350400r/min,喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.03—-0.06MPa。对比例5按重量份数，将PP树脂100份、硫酸钡30份，分散剂1.0份，交联剂0.3份，成核剂0.3份，抗氧剂0.3份，在高速混合机中混合3—5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混合好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为一区170--180°C、二区180—190°C、三区180—190。C、四区175—185°C，螺杆转速350400r/min,喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.03—-0.06MPa。对比例6按重量份数，将PP树脂100份、硫酸钡35份，分散剂1.5份，交联剂0.5份，成核剂0.5份，抗氧剂0.5份，在高速混合机中混合3-5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混合好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为一区170—180°C、二区180—190°C、三区180—190。C、四区175—185。C，螺杆转速350400r/min,喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.03—隱0.06MPa。表(四)对比例46配方性能对照表<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>由表(一)、表(二)与表(四)比较可知，用相同重量份数的硫酸钡代替纳米碳酸钙，材料的拉伸强度和缺口冲击强度下降，断裂伸长率大大降低，而熔融指数和弯曲性能增大，且材料的密度增大，但产品表面均高光亮白。故用纳米碳酸钙来代替硫酸钡不仅可降低材料的成本，还可增加材料的韧性，且产品表面高光泽。综上所述，本发明通过加入一种新型纳米级碳酸钙代替传统的硫酸钡而降低材料的成本、交联剂使pp大分子链产生断链生成小分子而提高材料流动性、pp用成核剂提高材料表面光亮度，从而制备出一种韧性好、表面光亮度高且成本低廉聚丙烯材料。同时，本发明还介绍了具有韧性好、表面光亮度高且成本低廉的pp材料的制备方法。权利要求1、一种高光泽聚丙烯材料，其包括以下组分和含量聚丙烯树脂100份；填充剂25～35份；分散剂0.5～1.5份；交联剂0.1～0.5份；成核剂0.1～0.5份；抗氧剂0.1～0.5份；以上含量按重量计，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，所述填充剂为纳米级碳酸钙，所述交联剂为过氧化二异丙苯，所述成核剂为β晶型成核剂。2、根据权利要求1所述的高光泽聚丙烯材料，其特征在于所述分散剂为乙撑双脂肪酸酰胺类高光润滑分散剂TAS-2A。3、根据权利要求1所述的高光泽聚丙烯材料，其特征在于所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂(2，4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯和受阻酚类抗氧剂四[P—(3，，5'—二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯按2:1复配而成。4、根据权利要求1所述的高光泽聚丙烯材料，其特征在于该高光泽聚丙烯材料还包括紫外光吸收剂，其重量份数为0.10.5份。5、根据权利要求4所述的高光泽聚丙烯材料，其特征在于所述紫外光吸收剂为受阻胺类光稳定剂，其重量份数为0.2~0.3份。6、根据权利要求1至5任一所述的高光泽聚丙烯材料，其特征在于该高光泽聚丙烯材料还包括润滑剂，该润滑剂为硬脂酸盐类，其重量份数为0.10.5份。7、一种制备如权利要求1所述的高光泽聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤步骤1:按重量比称取聚丙烯树脂100份、填充剂2535份、分散剂t).51.5伤、、交联齐U0.10.5份、成核剂0.10.5份、抗氧齐U0.10.5份；步骤2:将步骤1称取的各组分在高速混合机中混合3-5分钟；步骤3:将混好的各组分置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒。8、根据权利要求7所述的高光泽聚丙烯材料的制备方法，其特征在于该平行双螺杆挤出机的挤出工艺条件为一区170—180°C、二区180—190。C、三区180—1卯。C、四区175-185°C，螺杆转速350400r/min，喂料频率2025Hz，熔体压力3.04.0MPa，真空度-0.03—-0.06Mpa。9、根据权利要求7所述的高光泽聚丙烯材料的制备方法，其特征在于:步骤1中还包括称取0.10.5份重量的紫外光吸收剂。10、根据权利要求7或9所述的高光泽聚丙烯材料的制备方法，其特征在于步骤l中还包括称取0.10.5份重量的润滑剂。全文摘要一种高光泽聚丙烯材料，其包括以下组分和含量聚丙烯树脂100份；填充剂25～35份；分散剂0.5～1.5份；交联剂0.1～0.5份；成核剂0.1～0.5份；抗氧剂0.1～0.5份；以上含量按重量计，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，所述填充剂为纳米级碳酸钙，所述交联剂为过氧化二异丙苯，所述成核剂为β晶型成核剂。本发明还提出了制备所述高光泽聚丙烯材料的制备方法。本发明高光泽聚丙烯材料韧性好、表面光亮度高且成本低廉。文档编号C08K3/26GK101100539SQ20071007485公开日2008年1月9日申请日期2007年6月8日优先权日2007年6月8日发明者东徐,杨书涛,永贺申请人:深圳市科聚新材料有限公司