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CN104017348A - 一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料及其制备方法 Download PDF

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赵银主
张爱文
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Abstract

本发明公开了一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料，由如下重量份数的组分：60-75份聚碳酸亚丙酯、15-30份聚丙烯、5-10份相容剂、0.1-0.2份主抗氧剂、0.1-0.2份辅助抗氧剂、0.15-0.3份紫外线吸收剂以及0.3-0.8份助剂共混而成。本发明还公开了上述聚碳酸亚丙酯改性复合材料的制备方法。通过PP改性后的PPC具有良好的热稳定性，从而拓宽了PPC的加工温度范围，能够满足PPC材料在高性能要求场合的应用，通过热性能测试结果表明，PPC/PP共混物玻璃化转变温度和热分解温度都比改性前的PPC高，因此本发明的复合材料可广泛应用在汽车工业、日用品、家具工业、包装工业以及生物医药等领域。

Description

一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料及其制备方法
 
技术领域
本发明涉及一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料，还涉及上述复合材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
对材料改性简单而有效的方法是将几种聚合物共混。PPC的玻璃化转变温度低、热稳定性差、力学性能差，极大地限制了PPC（即聚碳酸亚丙酯，以下简称PPC）的应用和加工范围。基于PPC的可降解性能和满足工业上的使用要求条件下，可将PPC与其他高性能聚合物共混，综合考虑PPC的加工温度，与其他聚合物之间的优势互补。
PP（即聚丙烯，以下简称PP）综合性能好，原料来源丰富，生产工艺简单，而且价格低廉。PP密度为0.90-0.91 g/cm3，分子量为80000-150000，是日前所有塑料中最轻的品种之一，它对水特别稳定，几乎不吸水，所以绝缘性能不受湿度的影响，有较高的介电系数以及良好的电绝缘性。
PPC主链上存在酸键(-0-)，所以PPC的主链段容易绕醚键发生内旋转，导致其玻璃化转变温度(Tg)较低，一般为25℃左右，且无熔融温度。加上PPC为非晶聚合物，在熔融加工过程中易发生“解拉链式”降解和无规则断链降解，从而极大的限制了 PPC的加工温度和应用范围。采用PPC进行加工成品时，在低于120℃以下时难加工，而高于165℃时难造粒，在180℃以上易发生热降解反应，所以PPC的加工温度一般为140-175℃之间。为了拓宽PPC的加工窗口，需提高PPC的热稳定性， PP加工温度与PPC接近，而且PP价格较低，通过研究发现，采用PP与PPC共混得到的复合材料能够大大提高PPC的热稳定性。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料，该复合材料大大提高了PPC的热稳定性，从而拓宽了PPC加工的温度范围。
本发明还要解决的技术问题是提供上述聚碳酸亚丙酯改性复合材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：
一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料，由如下重量份数的组分：60-75份聚碳酸亚丙酯、15-30份聚丙烯、5-10份相容剂、0.1-0.2份主抗氧剂、0.1-0.2份辅助抗氧剂、0.15-0.3份紫外线吸收剂以及0.3-0.8份助剂共混而成。
其中，所述相容剂为聚丙烯接枝聚合物PP-g-AA。以PP无纺布为基材，以丙烯酸(AA)为单体，采用辐射接枝聚合方法制备PP-g-AA共聚物。
其中，所述主抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂168或抗氧剂DSTP中的任意一种或任意几种按任意比例的混合。
其中，所述辅助抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂626和抗氧剂618中的任意一种或任意几种按任意比例的混合。
其中，所述紫外线吸收剂为UV944、UV324、UV-P或UV-770中的任意一种或任意几种按任意比例的混合。
其中，所述助剂为成核剂、交联剂和耐刮擦剂按任意比例的混合。
上述聚碳酸亚丙酯改性复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将配方量的聚丙烯、相容剂和聚碳酸亚丙酯混合，得到混合物料I；
步骤2，往步骤1的混合物料I中加入配方量的主抗氧剂、辅助抗氧剂、紫外线吸收剂和助剂，搅拌均匀后得到混合物料II；
步骤3，将步骤2的混合物料II加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机挤出造粒，得到所需的复合材料，其中，挤出温度为170~180℃。
其中，步骤3中，所述双螺杆挤出机各工序段挤出温度为：一区170~175℃，二区为175℃，三区175℃，四区175~180℃，五区180℃，六区180℃，七区为175~180℃。
有益效果：通过PP改性后的PPC具有良好的热稳定性，从而极大的拓宽了PPC的加工温度范围，从而能够满足PPC材料在高性能要求场合的应用，通过热性能测试结果表明，PPC/PP共混物玻璃化转变温度和热分解温度都比改性前的PPC高，因此本发明的复合材料可广泛应用在汽车工业、日用品、家具工业、包装工业以及生物医药等领域，另外，PP价格低廉，本发明复合材料生产成本低，制备方法工艺简单、合理。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明复合材料中的聚碳酸亚丙酯、聚丙烯、PP-g-AA共聚物、抗氧剂、系外线吸收剂以及助剂均为市售商品。
实施例1
一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料，由如下重量份数的组分：70份聚碳酸亚丙酯、20份聚丙烯、10份PP-g-AA共聚物、0.2份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.15份UV944以及0.8份助剂共混而成。
上述聚碳酸亚丙酯改性复合材料具体采用如下步骤制备得来：
步骤1，将70份聚碳酸亚丙酯、20份聚丙烯和10份PP-g-AA共聚物混合，得到混合物料I；
步骤2，往步骤1的混合物料I中加入0.2份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.15份UV944以及0.8份助剂，搅拌均匀后得到混合物料II；
步骤3，将步骤2的混合物料II加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机挤出造粒，得到所需的复合材料，双螺杆挤出机各工序段挤出温度为：一区170~175℃，二区为175℃，三区175℃，四区175~180℃，五区180℃，六区180℃，七区为175~180℃。
实施例2
一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料，由如下重量份数的组分：75份聚碳酸亚丙酯、15份聚丙烯、5份PP-g-AA共聚物、0.1份抗氧剂1098、0.1份抗氧剂626、0.2份UV324以及0.3份助剂共混而成。
上述聚碳酸亚丙酯改性复合材料具体采用如下步骤制备得来：
步骤1，75份聚碳酸亚丙酯、15份聚丙烯和5份PP-g-AA共聚物混合，得到混合物料I；
步骤2，往步骤1的混合物料I中加入0.1份抗氧剂1098、0.1份抗氧剂626、0.2份UV324以及0.3份助剂，搅拌均匀后得到混合物料II；
步骤3，将步骤2的混合物料II加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机挤出造粒，得到所需的复合材料，双螺杆挤出机各工序段挤出温度为：一区170~175℃，二区为175℃，三区175℃，四区175~180℃，五区180℃，六区180℃，七区为175~180℃。
实施例3
一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料，由如下重量份数的组分：60份聚碳酸亚丙酯、30份聚丙烯、10份PP-g-AA共聚物、0.2份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂618、0.3份UV-P以及0.5份助剂共混而成。
上述聚碳酸亚丙酯改性复合材料具体采用如下步骤制备得来：
步骤1，60份聚碳酸亚丙酯、30份聚丙烯和10份PP-g-AA共聚物混合，得到混合物料I；
步骤2，往步骤1的混合物料I中加入0.2份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂618、0.3份UV-P以及0.5份助剂，搅拌均匀后得到混合物料II；
步骤3，将步骤2的混合物料II加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机挤出造粒，得到所需的复合材料，双螺杆挤出机各工序段挤出温度为：一区170~175℃，二区为175℃，三区175℃，四区175~180℃，五区180℃，六区180℃，七区为175~180℃。
实施例4
一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料，由如下重量份数的组分：75份聚碳酸亚丙酯、20份聚丙烯、5份PP-g-AA共聚物、0.2份抗氧剂DSTP、0.2份抗氧剂618、0.3份UV-770以及0.8份助剂共混而成。
上述聚碳酸亚丙酯改性复合材料具体采用如下步骤制备得来：
步骤1，75份聚碳酸亚丙酯、20份聚丙烯和5份PP-g-AA共聚物混合，得到混合物料I；
步骤2，往步骤1的混合物料I中加入0.2份抗氧剂DSTP、0.2份抗氧剂618、0.3份UV-770以及0.8份助剂，搅拌均匀后得到混合物料II；
步骤3，将步骤2的混合物料II加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机挤出造粒，得到所需的复合材料，双螺杆挤出机各工序段挤出温度为：一区170~175℃，二区为175℃，三区175℃，四区175~180℃，五区180℃，六区180℃，七区为175~180℃。
 材料性能指标：
表1
将表1 中的实施例数据与对比例数据相比可知，本发明实施例所得的聚碳酸亚丙酯改性复合材料的力学性能有了很大提高，并且通过热性能测试结果表明，共混物的玻璃化转变温度（Tg）和热分解温度（Td）都比PPC高，可用于制备高性能的包装材料，随着复合材料中PP加入量的增加，复合材料的热稳定性呈递增趋势。
上述实施方式为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料，其特征在于：由如下重量份数的组分：60-75份聚碳酸亚丙酯、15-30份聚丙烯、5-10份相容剂、0.1-0.2份主抗氧剂、0.1-0.2份辅助抗氧剂、0.15-0.3份紫外线吸收剂以及0.3-0.8份助剂共混而成。
2. 根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯改性复合材料，其特征在于，所述相容剂为聚丙烯接枝聚合物PP-g-AA。
3.根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯改性复合材料，其特征在于，所述主抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂1076或抗氧剂DSTP中的任意一种或任意几种按任意比例的混合。
4.根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯改性复合材料，其特征在于，所述辅助抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂626和抗氧剂618中的任意一种或任意几种按任意比例的混合。
5.根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯改性复合材料，其特征在于，所述紫外线吸收剂为UV944、UV324、UV-P或UV-770中的任意一种或任意几种按任意比例的混合。
6.根据权利要求1所述的聚碳酸亚丙酯改性复合材料，其特征在于，所述助剂为成核剂、交联剂和耐刮擦剂按任意比例的混合。
7.权利要求1所述聚碳酸亚丙酯改性复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将配方量的聚丙烯、相容剂和聚碳酸亚丙酯混合，得到混合物料I；
步骤2，往步骤1的混合物料I中加入配方量的主抗氧剂、辅助抗氧剂、紫外线吸收剂和助剂，搅拌均匀后得到混合物料II；
步骤3，将步骤2的混合物料II加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机挤出造粒，得到所需的复合材料，其中，挤出温度为170~180℃。
8.根据权利要求7所述聚碳酸亚丙酯改性复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述双螺杆挤出机各工序段挤出温度为：一区170~175℃，二区为175℃，三区175℃，四区175~180℃，五区180℃，六区180℃，七区为175~180℃。
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