[发明专利]一种提高聚丙烯耐低温能力的功能母粒

说明书

技术领域

本发明涉及功能性母料领域，具体涉及一种用于提高聚丙烯耐低温能力的功能母粒。

背景技术

聚丙烯(PP)是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，无毒、无臭、无味，乳白色高结晶，按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种，其中甲基排列在分子主链的同一侧的称为等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95％，其馀为无规或间规聚丙烯。由于结构规整而高度结晶化，聚丙烯的熔点可高达167℃，耐热、耐腐蚀，表面刚度和抗划痕特性很好，且聚丙烯不存在环境应力开裂问题。但是聚丙烯的耐寒性差，在-35℃时会发生脆化破裂，造成聚丙烯制品失效，从而限制了聚丙烯在低温领域的应用。中国专利CN201610400593.X，专利名称一种耐寒聚丙烯，公开日期2016年9月28日，公开了一种向无规共聚聚丙烯中添加耐寒剂、硅烷交联剂的耐寒聚丙烯。但该专利未公开耐寒剂是何种物质，无法通过专利中公开的内容制造出该耐寒聚丙烯。

母粒是将超常量改性化学助剂均匀负载在载体树脂中而得到的粒状聚集体。将母粒添加加在目标树脂中，母粒的分散效果好使目标树脂性能均匀，母粒的载体树脂与目标树脂的相容性好。而且与使用添加剂相比，母粒的使用更安全、功能全面，且不会出现粉尘污染。

发明内容

针对聚丙烯的耐寒性差而限制聚丙烯在低温领域应用的问题，本发明的目的在于提供一种用于提高聚丙烯耐低温能力的功能母粒，能够显著提高聚丙烯树脂的耐低温能力，且添加到聚丙烯树脂中分散均匀，保持树脂性能均匀。

本发明提供如下的技术方案：

一种提高聚丙烯耐低温能力的功能母粒，由以下重量份的组份制备而成：载体树脂100～120份、高密度聚乙烯树脂25～45份、交联剂2～5份、纳米氧化硅1.6～2.4份、纳米氧化铝1.2～1.8份、纳米级高岭土粉1.5～3份、纳米氧化镍0.5～0.8份、纳米氧化铁1.2～2.0份、纳米氧化钛0.4～0.8份、偶联剂0.8～1.2份、分散剂0.6～0.8份，其中载体树脂为聚丙烯树脂。

本发明的提高聚丙烯耐低温能力的功能母粒，采用聚丙烯树脂作为载体树脂使功能母粒添加到聚丙烯中与聚丙烯的相容性好，保证添加功能母粒的聚丙烯性能均匀一致。高密度聚乙烯树脂是指密度在0.94～0.96之间的聚乙烯树脂，结晶度高，具有良好的耐低温能力，在-40℃时仍具有较好的抗冲击性和韧性，其低温脆化温度为-70℃～-100℃。将功能母粒添加到聚乙烯树脂中，高密度聚乙烯树脂与聚丙烯树脂共混交联，高密度聚乙烯树脂作为强化剂提高聚丙烯树脂的耐低温能力。纳米氧化铝、纳米氧化硅和高岭土粉可以在聚丙烯树脂内部熔融分散过程中形成陶瓷化结构，协同高密度聚乙烯树脂共混交联聚丙烯，进而提升聚丙烯树脂的耐低温性能，纳米氧化镍、纳米氧化铁和纳米氧化钛通过进一步形成类似合金的结构强化陶瓷化结构耐温能力，使添加有功能母粒的聚丙烯树脂的耐低温性能极大提高。

作为本发明的一种改进，所述交联剂为氧化锌、醋酸锌或异丙醇铝中的一种。交联剂可以提高高密度聚乙烯树脂与聚丙烯树脂之间的共混交联程度，紧密化聚丙烯树脂内部的网状交联结构。

作为本发明的一种改进，所述偶联剂为KR-41B或三异硬脂酰基钛酸酯。偶联剂可以有效改善聚丙烯、高密度聚乙烯树脂与纳米氧化铝、高岭土、纳米氧化硅等无机材料之间的界面性能、分散效果及树脂之间的粘合性，提高树脂的机械性能。

作为本发明的一种改进，所述分散剂为木质素纤维、氧化聚乙烯蜡、三硬脂酸甘油酯或硬脂酸钙中的一种。分散剂使纳米氧化铝、纳米氧化硅粉和高岭土粉等在聚丙烯树脂中均匀分散，避免出现团结，保证聚丙烯树脂性能均匀。且木质素纤维具有良好的耐低温能力。

一种提高聚丙烯耐低温能力的功能母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将重量份的各原料组份混合搅拌均匀；(2)保持螺杆造粒机的搅拌速度100～140r/min、各段温度处于150～210℃内，将混合物料投入螺杆造粒机中挤出成粒；(3)将所得颗粒在125～145℃下通风干燥1～3小时；(4)将干燥后的颗粒经-18目～+22目的筛网过筛。