[发明专利]一种耐热聚丙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电水壶制造，特别涉及一种耐热聚丙烯及其制备方法。

背景技术

电水壶采用的是蒸气智能感应控温，具有加热速度快，保温效果好，过滤功能强，式样多等优点，因此被千家万户所使用。目前，电水壶加工工艺主要是先利用聚丙烯吹塑或者注塑成型为上、下壶体，然后将成型后的上、下壶体组合在一起，进而形成完整的部件。

聚丙烯的产量及用量极大，是一种有很高性价比的通用型塑料。由于聚丙烯价格低廉，综合性能优良，同时易于改性加工，因此得到了广泛地关注。但是其分子链结构存在叔碳原子，使得聚丙烯容易受大气中的氧、紫外线和热的作用，进而发生热氧老化降解，影响聚丙烯材料及其产品的使用，甚至会影响到聚丙烯及其产品原有的机械性能和使用价值。因此近几年，聚丙烯的耐热性受到人们广泛的重视。

《中国塑料》2000年5月第14卷第5期由洛阳石化总厂研究所发表的《多种无机填充材料在聚丙烯共混体系中的不同作用》中指出，在多种无机填充材料中，轻质碳酸钙使聚丙烯的熔点提高较高，对材料的耐热性有较大的提升，但是其在提升材料耐热性的同时，会导致聚丙烯的冲击性能下降，影响聚丙烯材料的力学性能。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种耐热聚丙烯，在保证聚丙烯刚性强度的前提下，提高聚丙烯的耐热性能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种耐热聚丙烯，由以下组分组成，各组分及各组分的质量份数如下：聚丙烯60～70份、硅树脂微球10～15份、轻质碳酸钙15～25份、云母粉15～25份、相容剂5～8份、有机磷酸酯盐成核剂0.5～1.0份、硅烷偶联剂0.5～1.0份、抗氧剂0.1～0.5份。

通过采用上述技术方案，以聚丙烯作为基材，轻质碳酸钙的填充能够起到改变热系数，提高聚丙烯的熔点的作用，在其中加入硅树脂微球，硅树脂是一种典型的有机-无机杂化高分子，其分子主链为Si-O键的无机结构，侧链为有机基团，具有优良的耐热性，润滑性，透气性，相容性，同时兼具高分子材料的韧性和高弹性，将其制成微球，能够降低表面应力，降低体系内摩擦，能够进一步提高聚丙烯耐热性能并且起到补强的效果；云母粉是一种层状结构的硅酸盐，结构由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式硅氧层，能够提高聚丙烯的耐热性和刚性，增强尺寸稳定性和耐高温蠕变性；相容剂的添加能够起到降低界面张力、增加界面层厚度、降低分散粒子尺寸的作用，使体系最终形成具有宏观均匀微观相分离特征的热力学稳定的相态结构；有机磷酸酯盐成核剂为α晶型成核剂，具有提高聚丙烯制品刚度和耐热性能的效果；硅烷偶联剂的添加能够改善轻质碳酸钙和云母粉与聚丙烯之间的粘合性能，同时能够对轻质碳酸钙和云母粉进行改性，增强材料的耐热性和刚度；抗氧剂的添加能够延缓聚丙烯在空气中的氧化降解，通过上述组分之间的协同作用，轻质碳酸钙、云母粉和硅树脂微球形成互相穿插的补强结构，同时由于硅树脂微球的球形结构以及表面具有有机基团，能够降低填料之间的表面应力和内摩擦，降低粘度，改善加工性性能；同时通过硅烷偶联剂对轻质碳酸钙和云母粉的改性，提高了轻质碳酸钙和云母粉的表面性能，进而提高了耐热性，通过有机磷酸酯盐成核剂与有机硅树脂微球的协同作用，在成核过程中，使聚丙烯球晶在成长过程中互相挤压，达到细化球晶，提高交联致密度，提高聚丙烯的结构强度。

作为优选，所述聚丙烯包括有均聚聚丙烯和共聚聚丙烯，其质量比为均聚聚丙烯∶共聚聚丙烯＝3∶1。

通过采用上述技术方案，均聚聚丙烯分子链中不含乙烯单体，因此分子链的规整度很高，强度较高；通过与共聚聚丙烯共混，共聚聚丙烯能够用于补充均聚聚丙烯的耐冲击性和韧性；3∶1的共混能够在保证聚丙烯强度的前提下提高其韧性。

作为优选，所述共聚聚丙烯包括有嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯，其质量比为嵌段共聚聚丙烯∶无规共聚聚丙烯＝4∶1。

通过采用上述技术方案，嵌段共聚聚丙烯的耐冲击下较好，但是容易老化，无规共聚聚丙烯性能较好但是价格较贵，且无规共聚聚丙烯虽然韧性好，无规共聚聚丙烯的添加能够补充嵌段共聚聚丙烯的韧性和热稳定性。

作为优选，所述硅树脂微球为苯基硅树脂微球、乙烯基硅树脂微球、甲基硅树脂微球的其中一种或两种。

通过采用上述技术方案，苯基硅树脂微球中的苯基能够改善硅树脂微球与聚丙烯的共混性，改善加工性能；乙烯基硅树脂微球能够改善硅树脂的固化性能并赋予偶联性，从而改善聚丙烯的刚度；甲基硅树脂微球的甲基能够赋予硅树脂热稳定性、憎水性、脱模性、耐电弧性，从而进一步提升聚丙烯的热稳定性。