一种抗老化增强pp塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种塑料及其制备方法，尤其涉及一种抗老化增强PP塑料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯（Poyropylene，PP)已经被广泛应用于工业、农业、医疗、卫生等包装和日 常生活的各个领域中，是目前世界高分子材料中用量最大、增长速度最快的一类产品，主要 是由于其原料来源多、价格低、材料性能优良、电绝缘性和化学稳定性好，同时又具有易于 加工成型的优点。虽然PP优点较多，但也有其不足，主要表现为韧性、耐低温、耐老化性能 较差，且成型收缩率大、易燃烧，同时由于其非极性的特点，使其与其它极性聚合物、无机填 料的相容性较差，从而限制了作为注塑、纤维、薄膜等制品的原料或专用料的应用。因此，为 了拓展PP的应用领域，必须对PP进行改性，提高其性能。
[0003] 按改性中是否发生了化学反应，可将聚丙烯的改性方法分为物理改性和化学改 性；按使用功能可分为共混增韧改性、填充增强改性、功能化改性和阻燃改性。聚丙烯的 物理改性主要通过加入其它聚合物、填料及相容剂，达到改善材料性能的目的，包括共混改 性、无机粒子增强增韧改性和阻燃改性等。聚烯烃共混物研究和应用已得到了学术界与工 业界的广泛关注和迅速发展。
[0004] 聚合物改性的最简单的方法是无机粒子的填充改性。按尺寸大小，无机粒子可分 为微米粒子、纳米粒子和晶须粒子三类。无机粒子的填充改性方法不仅能提高聚合物的刚 度、硬度、模量、冲击韧性和热变形温度，还能降低成本。由于聚合物复合材料的强度和韧性 主要受填料粒子的粒径、形状、以及基体与粒子间的界面粘结强度的影响，因此采用界面增 韧剂或弹性体等与无机刚性粒子共同增强增韧PP，能有效提高材料韧性，同时使材料也具 有较高的强度，最终实现PP增强与增韧。由此通过将无机粒子的超细化、纳米化和表面功 能化，使填料转变为功能填料，与弹性体协同增加聚合物的强度与韧性已成为聚合物/无 机填料复合材料的研究热点。
[0005] 微米级无机刚性粒子改善PP的韧性，可在不降低其拉伸强度和刚性的同时，还能 提高材料抗冲性能和热变形温度。纳米材料与技术从20世纪90年代开始兴起，逐渐使无 机填料粒子向纳米化和功能化方向发展。纳米粒子填充聚合物必须实现纳米粒子与聚合物 在纳米尺度上的均匀分散，才能达到较好的增强、增韧效果。因此，采用纳米粒子改性聚合 物，应当进行适当的表面处理，降低粒子的表面能，并增加塑化过程中粒子与基体之间的界 面相互作用，提高机械剪切力，最终达到纳米粒子均匀分散的效果。
[0006] 本发明提供了一种抗老化增强PP塑料，强度高，并具有优异的抗老化性能。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种抗 老化增强PP塑料。
[0008] 本发明所要解决的技术问题之二是提供一种抗老化增强PP塑料的制备方法。
[0009] 本发明目的是通过如下技术方案实现的：
[0010] -种抗老化增强PP塑料，由下述重量份的原料制备而成：
[0011] PP树脂90-110份、苯乙烯1-5份、硬脂酸锌1-5份、二氧化钛5-15份、偶联剂 0. 1-0. 5份、抗老化剂0. 3-0. 7份。
[0012] 优选地，所述的偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶 联剂中一种或多种的混合物。
[0013] 更优选地，所述的偶联剂由40-60wt% 3_(异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和 40-60wt%N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷混合而成。
[0014] 优选地，所述的抗老化剂由40_60wt%硫代二丙酸双十二烧酯和40_60wt% 3, 3' -硫代二丙酸双十八酯混合而成。
[0015] 优选地，所述的二氧化钛为纳米二氧化钛，粒径为10_50nm。
[0016] 本发明还提供了上述抗老化增强PP塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0017] (1)二氧化钛改性：将二氧化钛与偶联剂混合制备改性二氧化钛；
[0018] (2)将改性二氧化钛、PP树脂、苯乙烯、硬脂酸锌、抗老化剂混合均勾，混炼塑化， 挤出造粒。
[0019] 优选地，所述步骤（1)二氧化钛与偶联剂在高速混匀机中75-85Γ温度下搅拌 15-25min混合均匀，得到改性二氧化钛。
[0020] 优选地，所述步骤（2)为加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为 190-270°C，主机转速为300-400转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
[0021] 本发明所述一种抗老化增强PP塑料及其制备方法，通过合理的配比，优选出适合 提高PP力学性能的无机填料、抗老化剂的种类及用量，提高了抗老化性能和强度。
[0022] 本发明抗老化增强PP塑料具有良好的综合性能，可广泛应用于汽车内饰件如仪 表板、立柱、杂物箱、门板等，外饰件如保险杜、防擦条、扰流板等。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施 例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示 的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明 的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
[0024] 实施例中各原料介绍：
[0025] PP树脂：CAS号：9003-07-0,采用中国石油化工股份有限公司茂名分公司生产的 牌号为N-T30S的聚丙烯树脂。
[0026] 3-(异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，CAS号：2530-85-0。
[0027] N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，CAS号：41051-80-3。
[0028]二氧化钛，CAS号：1317-80-2,粒径为 15-25nm。
[0029] 硫代二丙酸双十二烷酯，CAS号：123-28-4。
[0030] 3, 3'-硫代二丙酸双十八酯，CAS号：693-36-7。
[0031] 苯乙烯，CAS号：100-42-5。
[0032]硬脂酸锌，CAS号：557-05-1。
[0033] 实施例1
[0034] 称取各原料（重量份）：PP树脂100份、苯乙烯2份、硬脂酸锌2份、二氧化钛10 份、偶联剂〇. 2份、抗老化剂0. 4份。
[0035] 所述的偶联剂由0. 1份3-(异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和0. 1份N，N-二乙 基-3-氨丙基三甲氧基硅烷混合而成。
[0036] 所述的抗老化剂由0. 2份硫代二丙酸双十二烷酯和0. 2份3, 3' -硫代二丙酸双 十八酯混合而成。
[0037] (1)二氧化钛改性：将二氧化钛与偶联剂在高速混匀机中80°C温度下搅拌20min 混合均匀，得到改性二氧化钛；
[0038] (2)将改性二氧化钛、PP树脂、苯乙烯、硬脂酸锌、抗老化剂混合均匀，加入双螺杆 挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度240°C，主机转速为350转/分；挤出后冷却牵条、风干 切粒，即制备本发明所述的抗老化增强PP塑料。
[0039] 实施例2
[0040] 按实施例1的原料配比和方法制备抗老化增强PP塑料，区别仅在于：所述的偶联 剂为0. 2份3-(异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷。得到实施例2的抗老化增强PP塑料。
[0041] 实施例3
[0042] 按实施例1的原料配比和方法制备抗老化增强PP塑料，区别仅在于：所述的偶联 剂为0. 2份N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷。得到实施例3的抗老化增强PP塑料。
[0043] 实施例4
[0044] 按实施例1的原料配比和方法制备抗老化增强PP塑料，区别仅在于：所述的抗老 化剂为〇. 4份硫代二丙酸双十二烷酯。得到实施例4的抗老化增强PP塑料。
[0045] 实施例5
[0046] 按实施例1的原料配比和方法制备抗老化增强PP塑料，区别仅在于：所述的抗老 化剂为〇. 4份3, 3' -硫代二丙酸双十八酯。得到实施例5的抗老化增强PP塑料。
[0047] 测试例1
[0048] 对实施例1-5制备得到的抗老化增强PP塑料的常规性能进行测试。具体测试结 果见表1 :
[0049] 表1 :抗老化增强PP塑料常规性能测试数据
[0050]
[0051] 比较实施例1与实施例2-3,在偶联剂加入总量相同的情况下，实施例1(3-(异 丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷复配）抗老化增强 PP塑料的常规性能明显优于实施例2-3 (3-(异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和N，N-二乙 基-3-氨丙基三甲氧基硅烷中单一原料）。
[0052] 测试例2
[0053] 对实施例1-5制备得到的抗老化增强PP塑料的抗老化性能进行测试，根据热氧老 化实验标准GB/T7141-2008进行人工加速老化实验（90°C，500h)。具体测试结果见表2 :
[0054] 表2:抗老化性能测试表（90°C，500h)
[0055]
[0056] 比较实施例1与实施例4-5,在抗老化剂加入总量相同的情况下，实施例1(硫代二 丙酸双十二烷酯和3, 3' -硫代二丙酸双十八酯复配）抗老化增强PP塑料的抗老化性能明 显优于实施例4-5 (硫代二丙酸双十二烷酯和3, 3'-硫代二丙酸双十八酯中单一原料）。
【主权项】
1. 一种抗老化增强PP塑料，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成：PP树脂 90-110份、苯乙烯1-5份、硬脂酸锌1-5份、二氧化钛5-15份、偶联剂0. 1-0. 5份、抗老化剂 0· 3-0. 7 份。2. 如权利要求1所述的抗老化增强PP塑料，其特征在于，所述的偶联剂由40-60wt% 3-(异丁稀醜氧）丙基二甲氧基硅烷和40-60wt%N,N- 二乙基_3-氣丙基二甲氧基硅烷混 合而成。3. 如权利要求1所述的抗老化增强PP塑料，其特征在于，所述的抗老化剂由 40-60wt%硫代二丙酸双十二烷酯和40-60wt% 3, 3' -硫代二丙酸双十八酯混合而成。4. 如权利要求1所述的抗老化增强PP塑料，其特征在于，所述的二氧化钛为纳米二氧 化钛，粒径为10_50nm。5. 如权利要求1-4任一项所述的抗老化增强PP塑料的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1) 二氧化钛改性：将二氧化钛与偶联剂混合制备改性二氧化钛； (2) 将改性二氧化钛、PP树脂、苯乙烯、硬脂酸锌、抗老化剂混合均匀，混炼塑化，挤出 造粒。6. 如权利要求5所述的抗老化增强PP塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤⑴二 氧化钛与偶联剂在高速混匀机中75-85Γ温度下搅拌15-25min混合均匀，得到改性二氧化 钛。7. 如权利要求5所述的抗老化增强PP塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤⑵为 加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为190-270°C，主机转速为300-400转/分， 挤出后冷却牵条、风干切粒。
【专利摘要】本发明公开了一种抗老化增强PP塑料及其制备方法，所述抗老化增强PP塑料由下述重量份的原料制备而成：PP树脂90-110份、苯乙烯1-5份、硬脂酸锌1-5份、二氧化钛5-15份、偶联剂0.1-0.5份、抗老化剂0.3-0.7份。本发明所述一种抗老化增强PP塑料及其制备方法，通过合理的配比，优选出适合提高PP力学性能的无机填料、抗老化剂的种类及用量，提高了抗老化性能和强度。
【IPC分类】C08K5/372, C08K5/098, C08K3/22, C08K9/06, C08L23/12, C08K13/06
【公开号】CN105419103
【申请号】CN201511008492
【发明人】陈斌, 张荣福, 印玲, 赵亚红, 陆一鸣
【申请人】上海瀚氏模具成型有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月29日