一种耐寒聚丙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐寒聚丙烯复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，是无毒、无臭、无味的乳白色高 结晶的聚合物，密度只有〇. 90-0. 91g/cm3,是目前所有塑料中最轻的品种之一。
[0003] 聚丙烯具有许多优良特性：（1)相对密度小，仅为0. 89-0. 91，是塑料中最轻的品 种之一；（2)良好的力学性能，除耐冲击性外，其他力学性能均比聚乙烯好，成型加工性能 好；（3)具有较高的耐热性，连续使用温度可达110-120°C; (4)化学性能好，几乎不吸水，与 绝大多数化学药品不反应；（5)质地纯净，无毒性；（6)电绝缘性好；（7)聚丙烯制品的透明 性比高密度聚乙烯制品的透明性好。
[0004] 聚丙烯用于汽车工业具有较强的竞争力，但是其耐寒性较差、低温冲击强度低，因 此不能直接用作汽车配件，如仪表盘、保险杠等。
【发明内容】
[0005] 为了克服以上现有技术的不足，本发明提供了一种耐寒聚丙烯复合材料及其制备 方法，使得复合材料具有耐寒性能好，低温冲击强度高的优点，可广泛应用于汽车仪表盘、 保险杠等领域。
[0006] 本发明采用的技术方案是：一种耐寒聚丙烯复合材料，由以下质量份的各组分组 成：聚丙烯34-48份、聚苯醚13-21份、丁腈橡胶7-18份、苯乙烯接枝聚丙烯6-23份、氢氧 化镁3-12份、聚乙二醇4-12份、三羟甲基丙烷6-19份、抗氧剂1010 4-16份、双十二碳醇 酯3-9份。
[0007] 优选的，一种耐寒聚丙烯复合材料，由以下质量份的各组分组成：聚丙烯39-45 份、聚苯醚16-20份、丁腈橡胶9-15份、苯乙烯接枝聚丙烯8-16份、氢氧化镁5-11份、聚乙 二醇5-8份、三羟甲基丙烷8-14份、抗氧剂1010 7-13份、双十二碳醇酯4-7份。
[0008] 更优选的，一种耐寒聚丙烯复合材料，由以下质量份的各组分组成：聚丙烯42份、 聚苯醚17份、丁腈橡胶13份、苯乙烯接枝聚丙烯12份、氢氧化镁8份、聚乙二醇7份、三羟 甲基丙烷12份、抗氧剂1010 11份、双十二碳醇酯6份。一种耐寒聚丙烯复合材料的制备 方法，包括以下步骤： (1) 按上述质量份，将聚丙烯、聚苯醚、丁腈橡胶、苯乙烯接枝聚丙烯、氢氧化镁、三羟甲 基丙烷和双十二碳醇酯加入混合搅拌机中，在70-90°C温度下混合20-25min，搅拌速率为 300-500r/min，得到主料； (2) 向步骤（1)所得主料中加入聚乙二醇和抗氧剂1010,在120-150°C温度下混合 5-8min，搅拌速率为800-1000r/min，得到混合物； (3) 将步骤（2)所得混合物经双螺杆挤出机，在220-240°C的温度条件下熔融挤出，即 得耐寒聚丙烯复合材料。
[0009] 上述步骤（3)中双螺杆挤出机的螺杆长度与直径比为36:1。
[0010] 上述步骤（3)中熔融压力为1. 2-1. 4MPa。
[0011] 有益效果：本发明制得的聚丙烯复合材料通过组分之前的协同作用，可以提高复 合材料的耐寒性和低温冲击性，-23°C低温尖锤冲击不变形，-23°C Izod缺口冲击强度在 29. 6-32. 6 Kj/M2之间，可广泛应用于汽车仪表盘、保险杠等领域。
【具体实施方式】
[0012] 实施例1 一种耐寒聚丙烯复合材料，由以下质量份的各组分组成：聚丙烯34份、聚苯醚13份、丁 腈橡胶7份、苯乙烯接枝聚丙烯6份、氢氧化镁3份、聚乙二醇4份、三羟甲基丙烷6份、抗 氧剂1010 4份、双十二碳醇酯3份。
[0013] 制备方法： (1) 按上述质量份，将聚丙烯、聚苯醚、丁腈橡胶、苯乙烯接枝聚丙烯、氢氧化镁、三羟 甲基丙烷和双十二碳醇酯加入混合搅拌机中，在70°C温度下混合20min，搅拌速率为300r/ min，得到主料； (2) 向步骤（1)所得主料中加入聚乙二醇和抗氧剂1010,在120°C温度下混合5min，搅 拌速率为800r/min，得到混合物； (3) 将步骤（2)所得混合物经双螺杆挤出机，在220°C的温度条件下熔融挤出，即得耐 寒聚丙烯复合材料，其中双螺杆挤出机的螺杆长度与直径比为36:1，熔融压力为I. 2MPa。
[0014] 实施例2 一种耐寒聚丙烯复合材料，由以下质量份的各组分组成：聚丙烯48份、聚苯醚21份、丁 腈橡胶18份、苯乙烯接枝聚丙烯23份、氢氧化镁12份、聚乙二醇12份、三羟甲基丙烷19 份、抗氧剂1010 16份、双十二碳醇醋9份。
[0015] 制备方法： (1) 按上述质量份，将聚丙烯、聚苯醚、丁腈橡胶、苯乙烯接枝聚丙烯、氢氧化镁、三羟 甲基丙烷和双十二碳醇酯加入混合搅拌机中，在90°C温度下混合25min，搅拌速率为500r/ min，得到主料； (2) 向步骤（1)所得主料中加入聚乙二醇和抗氧剂1010,在150°C温度下混合8min，搅 拌速率为lOOOr/min，得到混合物； (3) 将步骤（2)所得混合物经双螺杆挤出机，在240°C的温度条件下熔融挤出，即得耐 寒聚丙烯复合材料，其中双螺杆挤出机的螺杆长度与直径比为36:1，熔融压力为I. 4MPa。
[0016] 实施例3 一种耐寒聚丙烯复合材料，由以下质量份的各组分组成：聚丙烯39份、聚苯醚16份、丁 腈橡胶9份、苯乙烯接枝聚丙烯8份、氢氧化镁5份、聚乙二醇5份、三羟甲基丙烷8份、抗 氧剂1010 7份、双十二碳醇酯4份。
[0017] 制备方法： (1)按上述质量份，将聚丙烯、聚苯醚、丁腈橡胶、苯乙烯接枝聚丙烯、氢氧化镁、三羟 甲基丙烷和双十二碳醇酯加入混合搅拌机中，在75°C温度下混合22min，搅拌速率为400r/ min，得到主料； (2) 向步骤（1)所得主料中加入聚乙二醇和抗氧剂1010,在130°C温度下混合6min，搅 拌速率为900r/min，得到混合物； (3) 将步骤（2)所得混合物经双螺杆挤出机，在230°C的温度条件下熔融挤出，即得耐 寒聚丙烯复合材料，其中双螺杆挤出机的螺杆长度与直径比为36:1，熔融压力为I. 3MPa。 [0018] 实施例4 一种耐寒聚丙烯复合材料，由以下质量份的各组分组成：聚丙烯45份、聚苯醚20份、 丁腈橡胶15份、苯乙烯接枝聚丙烯16份、氢氧化镁11份、聚乙二醇8份、三羟甲基丙烷14 份、抗氧剂1010 13份、双十二碳醇酯7份。
[0019] 制备方法： (1) 按上述质量份，将聚丙烯、聚苯醚、丁腈橡胶、苯乙烯接枝聚丙烯、氢氧化镁、三羟 甲基丙烷和双十二碳醇酯加入混合搅拌机中，在80°C温度下混合23min，搅拌速率为400r/ min，得到主料； (2) 向步骤（1)所得主料中加入聚乙二醇和抗氧剂1010,在135°C温度下混合6min，搅 拌速率为900r/min，得到混合物； (3) 将步骤（2)所得混合物经双螺杆挤出机，在230°C的温度条件下熔融挤出，即得耐 寒聚丙烯复合材料，其中双螺杆挤出机的螺杆长度与直径比为36:1，熔融压力为I. 3MPa。
[0020] 实施例5 一种耐寒聚丙烯复合材料，由以下质量份的各组分组成：聚丙烯42份、聚苯醚17份、丁 腈橡胶13份、苯乙烯接枝聚丙烯12份、氢氧化镁8份、聚乙二醇7份、三羟甲基丙烷12份、 抗氧剂1010 11份、双十二碳醇醋6份。
[0021] 制备方法： (1) 按上述质量份，将聚丙烯、聚苯醚、丁腈橡胶、苯乙烯接枝聚丙烯、氢氧化镁、三羟 甲基丙烷和双十二碳醇酯加入混合搅拌机中，在80°C温度下混合22min，搅拌速率为400r/ min，得到主料； (2) 向步骤（1)所得主料中加入聚乙二醇和抗氧剂1010,在140°C温度下混合6min，搅 拌速率为900r/min，得到混合物； (3) 将步骤（2)所得混合物经双螺杆挤出机，在230°C的温度条件下熔融挤出，即得耐 寒聚丙烯复合材料，其中双螺杆挤出机的螺杆长度与直径比为36:1，熔融压力为I. 3MPa。
[0022] 性能测试： 实施例1-5和普通聚丙烯材料制得的复合材料性能测试结果如下表所示：
由上表可知：普通的聚丙烯材料-23°C低温尖锤冲击后变形，-23°C Izod缺口冲击强 度为10.6 Kj/M2,而本发明制得的聚丙烯复合材料通过组分之前的协同作用，可以提高复 合材料的耐寒性和低温冲击性，-23°C低温尖锤冲击不变形，-23°C Izod缺口冲击强度在 29. 6-32. 6 Kj/M2之间，可广泛应用于汽车仪表盘、保险杠等领域。
【主权项】
1. 一种耐寒聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下质量份的组分组成：聚丙烯34-48 份、聚苯醚13-21份、丁腈橡胶7-18份、苯乙烯接枝聚丙烯6-23份、氢氧化镁3-12份、聚乙 二醇4-12份、三羟甲基丙烷6-19份、抗氧剂1010 4-16份、双十二碳醇酯3-9份。2. 根据权利要求1所述的一种耐寒聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下质量份的组 分组成：聚丙烯39-45份、聚苯醚16-20份、丁腈橡胶9-15份、苯乙烯接枝聚丙烯8-16份、 氢氧化镁5-11份、聚乙二醇5-8份、三羟甲基丙烷8-14份、抗氧剂1010 7-13份、双十二碳 醇酯4-7份。3. 根据权利要求1所述的一种耐寒聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下质量份的组 分组成：聚丙烯42份、聚苯醚17份、丁腈橡胶13份、苯乙烯接枝聚丙烯12份、氢氧化镁8 份、聚乙二醇7份、三羟甲基丙烷12份、抗氧剂1010 11份、双十二碳醇酯6份。4. 权利要求1至3任何一项所述的一种耐寒聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于： 包括以下步骤： (1) 按上述质量份，将聚丙烯、聚苯醚、丁腈橡胶、苯乙烯接枝聚丙烯、氢氧化镁、三羟甲 基丙烷和双十二碳醇酯加入混合搅拌机中，在70-90°C温度下混合20-25min，搅拌速率为 300-500r/min，得到主料； (2) 向步骤（1)所得主料中加入聚乙二醇和抗氧剂1010,在120-150°C温度下混合 5-8min，搅拌速率为800-1000r/min，得到混合物； (3) 将步骤（2)所得混合物经双螺杆挤出机，在220-240°C的温度条件下熔融挤出，即 得耐寒聚丙烯复合材料。5. 根据权利要求4所述的一种耐寒聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步 骤（3)中双螺杆挤出机的螺杆长度与直径比为36:1。6. 根据权利要求4所述的一种耐寒聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步 骤（3)中熔融压力为I. 2-1. 4MPa。
【专利摘要】本发明公开了一种耐寒聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料由以下质量份的各组分组成：聚丙烯34-48份、聚苯醚13-21份、丁腈橡胶7-18份、苯乙烯接枝聚丙烯6-23份、氢氧化镁3-12份、聚乙二醇4-12份、三羟甲基丙烷6-19份、抗氧剂1010 4-16份、双十二碳醇酯3-9份。本发明制得的复合材料具有耐寒性能好，低温冲击强度高的优点，可广泛应用于汽车仪表盘、保险杠等领域。
【IPC分类】C08L71/08, C08L9/02, C08K5/103, C08L51/06, C08K5/10, C08K13/02, C08K5/053, C08K3/22, C08L23/12, C08L71/12
【公开号】CN104927186
【申请号】CN201510277803
【发明人】翟红波, 杨振枢, 韦洪屹
【申请人】苏州博利迈新材料科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月27日