CN107556623B - 一种耐注塑停留有色聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐注塑停留有色聚丙烯复合材料及其制备方法，按重量份计，包括如下组分：聚丙烯70份‑90份；增韧剂1份‑10份；抗氧剂0.05份‑2份；光稳定剂0.05份‑2份；复合着色剂0.4份‑4份；其中，复合着色剂为白色粉、黑色粉、绿色粉、黄色粉、蓝色粉中四种着色剂的复合。本发明通过在聚丙烯基体树脂中添加特定复配重量比以及特定种类的复合着色剂，制备得到的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料在保持基本力学性能的基础上，具有明显改善的耐注塑停留性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料颜色开发技术领域，具体涉及一种耐注塑停留有色聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯其自身性质由于具有密度小、耐热性好、耐腐蚀性好、强度高、较好的抗吸湿性等优点，广泛应用于包装、汽车、家电、日用品等各个领域，其应用程度已满足人们的衣食住行。人们除了对聚丙烯材料机械性能、耐候性能等的要求不断提高外，还对加工性能有较高的要求，如使用在汽车内饰件中的仪表板、立柱、杂物箱、门板等，人们不仅需要其具有良好的力学性能、耐候性能与耐划伤性能外，还需要较稳定的加工性能来保证产品连续生产的稳定性。
随着产品结构的日益复杂化，采用双射或三射注塑成型的材料也日趋增加，加工成型时间较长，因此对材料的性能要求较高，因此产品的质量稳定性和颜色稳定性必然成为产品过程管控的重要指标，聚丙烯虽有较好的耐热性，但在注塑机中长时间停留后会造成老化，也容易产生降解，从而造成产品生产中的不良或不稳定，添加着色剂的有色聚丙烯复合材料，在注塑机料筒中长时间停留且连续注塑的条件下也会出现逐步变色的现象。
现有技术中，为提高聚丙烯在注塑过程中的耐停留时间，保证产品的稳定性，主要是通过添加足量高效的抗氧剂。中国专利CN 103509244A公开了一种耐候聚丙烯材料的制备方法，配方中通过提高抗氧剂的量来提高产品的耐候性和稳定性，同时也改善了产品色差，但忽略了有些着色剂其本身会覆盖抗氧剂的作用，很大程度上减弱了抗氧剂的效果，同时抗氧剂对颜色的稳定性提升有限。中国专利CN 103571159A公开了一种紫色材料的制备方法，配方中通过添加两种颜料来制备紫色颜料，通过复配的方式来提高颜料的耐温性，但此方法制成的产品只测试了5min注塑机停留时间，并不能适应停留时间较长的产品。
发明内容
为了解决现有长时间料筒注塑停留制品出现变色现象的技术问题，本发明的首要目的旨在提供一种耐注塑停留有色聚丙烯复合材料，该复合材料的耐注塑停留性能得到明显改善。
本发明的另一个目的在于提供上述耐注塑停留有色聚丙烯复合材料的制备方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种耐注塑停留有色聚丙烯复合材料，按重量份计，包括如下组分：
聚丙烯 70份-90份；
增韧剂 1份-10份；
抗氧剂 0.05份-2份；
光稳定剂 0.05份-2份；
复合着色剂 0.4份-4份；
其中，复合着色剂为白色粉、黑色粉、绿色粉、黄色粉、蓝色粉中四种着色剂的复合。
其中，所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：绿色粉：黄色粉：蓝色粉的复配重量比为1-3：6-9：0-5：0-5：9-13。
其中，所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：绿色粉：蓝色粉的复配重量比为2：8：3：11；所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：黄色粉：蓝色粉的复配重量比为2：8：3：11。
其中，所述白色粉选自平均粒径为2μm-4μm的钛白粉；所述黑色粉为炭黑含量在20%-40%黑母粒；所述绿色粉为酞青绿；所述黄色粉为铋黄；所述蓝色粉为群青蓝和/或酞青蓝。
其中，所述聚丙烯选自熔融指数按照ASTM D-1238标准，在温度为230℃、负荷为2.16kg条件下为10g/10min-100 g/10min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的一种或几种。
其中，所述增韧剂选自熔体流动指数按照ASTM D-1238标准，在温度为190℃、负荷为2.16kg条件下0.5 g/10min -10g/10min，密度0.8 g/cm3-0.9 g/cm3的乙烯辛烯共聚物和/或乙烯丁烯共聚物。
其中，所述抗氧剂选自酚类、亚磷酸酯类、含硫类、胺类中的一种或几种；所述光稳定剂选自二苯甲酮类、水杨酸类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、受阻胺类中的一种或几种。
上述耐注塑停留有色聚丙烯复合材料，还可以包括1份-15份矿物填充剂和0.05份-1.0份成核剂；所述矿物填充剂选自800-3000目的滑石粉、碳酸钙、二氧化硅、云母粉中的一种或几种；所述成核剂选自苯甲酸碱金属或铝盐、特丁基甲苯酸铝盐、磷酸酯金属盐和磷酸酯碱金属及其复配物、二苄叉山梨醇DBS、二（对氯取代苄叉）山梨醇中的一种或几种。
此外，上述耐注塑停留有色聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
1）按上述比例称取好聚丙烯、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、复合着色剂和/或矿物填充剂和/或成核剂加入到预混机内，混合3min-5min，得到混匀物料；
2）将混匀物料投入挤出机，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，冷却，得到耐注塑停留有色聚丙烯复合材料。
其中，所述挤出机的挤出螺杆长径比为46:1-50:1，挤出机温度设置按T1区80℃-120℃，T2-T5区180℃-200℃，T6-T12区200℃-230℃，转速300r/min-450r/min；所述冷却中拉条过水长度为1M-1.5M。
本发明与现有技术相比，有益效果如下：
本发明通过在聚丙烯基体树脂中添加特定复配重量比以及特定种类的复合着色剂，制备得到的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料在保持基本力学性能的基础上，具有明显改善的耐注塑停留性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
现对实施例及对比例所用的原材料做如下说明，但不限于这些材料：
聚丙烯：PP BX3800，共聚聚丙烯，在温度为230℃、负荷为2.16kg条件下熔体流动速率为30g/10min，上海景祥塑化；
PP 7555KNE2，共聚聚丙烯，在温度为230℃、负荷为2.16kg条件下熔体流动速率为50g/10min，苏州齐汇达工程塑料；
增韧剂：POE ENGAGE 7447，在温度为230℃、负荷为2.16kg条件下熔体流动速率为5.0g/10min，苏州苏昌塑化；
抗氧剂：抗氧剂SONOX 225G，是抗氧剂SONOX 1010与抗氧剂SONOX 168复配，临沂市三丰化工；
光稳定剂：受阻胺类，UV-3808PP5，烟台市裕盛化工有限公司；
矿物填充剂：滑石粉，TYT-777A，3000目，厦门海川达工贸；
成核剂：TMP-6，取代芳基磷酸酯盐类，广州三杰化工；
复合着色剂：白色粉：钛白粉，R104，平均粒径为3.18μm，杜邦；
黑色粉：BB-576V，40%炭黑含量的黑母粒，茂康材料；
绿色粉：酞青绿，鼎泰化工；
黄色粉：秘黄，杭州恩宝瑞化工；
蓝色粉：群青蓝，鼎泰化工；
酞青蓝，亚邦化工。
各项性能测试方法：
耐注塑停留性能的测试方法：在注塑机料筒中分别设置220℃和240℃停留20min、40min、60min等条件进行注塑，将按此条件注塑的样板与正常注塑周期30s的样板进行比色（柯尼卡美能达CM-700D/600D分光测色仪），将色差分为6个等级，如表1所示：
表1
国家标准（GB/T 7705-2008）对彩色印刷包装瓶的同批色差为：一般产品△E≤5，精细产品△E≤3；但一般企业对塑料件色差标准（行业标准）为：△E≤1.0
，其中△L≤0.75，△a≤0.7, △b≤0.63 ），精细产品△E≤0.5。
拉伸强度测试标准依据ISO 527-2，测试条件：温度23℃，拉伸速率50 mm/min；
弯曲强度测试标准依据ISO 178，测试条件：温度23℃，弯曲速率2 mm/min，跨距64mm；
缺口冲击强度测试标准依据ISO 179-1eA，测试条件：温度23℃。
实施例1-20及对比例1-12：耐注塑停留有色聚丙烯复合材料及其制备
按表2中的配方比例称取好聚丙烯、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂、复合着色剂和/或矿物填充剂和/或成核剂加入到预混机内，混合3min-5min，得到混匀物料；将混匀物料投入挤出机，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，冷却，得到耐注塑停留有色聚丙烯复合材料；其中，所述挤出机的挤出螺杆长径比为46:1-50:1，挤出机温度设置按T1区80℃-120℃，T2-T5区180℃-200℃，T6-T12区200℃-230℃，转速300r/min-450r/min；所述冷却中拉条过水长度为1M-1.5M。制备得到的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料的耐注塑停留颜色色差值（ΔE）（220℃和240℃停留20min、40min、60min）、拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度等性能指标如表2所示。
表2 实施例1-20及对比例1-12中各组成的具体配比（重量份）及其测试性能结果
续表2
续表2
从实施例1-20及对比例1-12的比较可以看出：本发明通过在聚丙烯基体树脂中添加特定复配重量比以及特定种类的复合着色剂，制备得到的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料在保持基本力学性能的基础上，具有明显改善的耐注塑停留性能。
Claims (9)
1.一种耐注塑停留有色聚丙烯复合材料，按重量份计，包括如下组分：
聚丙烯 70份-90份；
增韧剂 1份-10份；
抗氧剂 0.05份-2份；
光稳定剂 0.05份-2份；
复合着色剂 0.4份-4份；
其中，复合着色剂为白色粉、黑色粉、绿色粉、黄色粉、蓝色粉中四种着色剂的复合；
所述白色粉选自平均粒径为2μm-4μm的钛白粉；所述黑色粉为炭黑含量在20%-40%黑母粒；所述绿色粉为酞青绿；所述黄色粉为铋黄；所述蓝色粉为群青蓝和/或酞青蓝；
所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：绿色粉：蓝色粉的复配重量比为2：8：3：11；所述复合着色剂中白色粉：黑色粉：黄色粉：蓝色粉的复配重量比为2：8：3：11。
2.根据权利要求1所述的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯选自熔融指数按照ASTM D-1238标准，在温度为230℃、负荷为2.16kg条件下为10g/10min-100g/10min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料，其特征在于，所述共聚聚丙烯为无规共聚聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增韧剂选自熔体流动指数按照ASTM D-1238标准，在温度为190℃、负荷为2.16kg条件下0.5g/10min-10g/10min，密度0.8 g/cm3-0.9 g/cm3的乙烯辛烯共聚物和/或乙烯丁烯共聚物。
5.根据权利要求1所述的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自酚类、亚磷酸酯类、含硫类、胺类中的一种或几种；所述光稳定剂选自二苯甲酮类、水杨酸类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、受阻胺类中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料，其特征在于，还包括1份-15份矿物填充剂和0.05份-1.0份成核剂；所述矿物填充剂选自800目-3000目的滑石粉、碳酸钙、二氧化硅、云母粉中的一种或几种；所述成核剂选自苯甲酸碱金属或铝盐、磷酸酯金属盐及其复配物、二苄叉山梨醇DBS、二（对氯取代苄叉）山梨醇中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料，其特征在于，所述磷酸酯金属盐为磷酸酯碱金属。
8.如权利要求1-7任一项所述的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）按上述比例称取好聚丙烯、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂和复合着色剂，选择性添加矿物填充剂和/或成核剂加入到预混机内，混合3min-5min，得到混匀物料；
2）将混匀物料投入挤出机，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，冷却，得到耐注塑停留有色聚丙烯复合材料。
9.根据权利要求8所述的耐注塑停留有色聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述挤出机的挤出螺杆长径比为46:1-50:1，挤出机温度设置按T1区80℃-120℃，T2-T5区180℃-200℃，T6-T12区200℃-230℃，转速300r/min-450r/min；所述冷却中拉条过水长度为1m-1.5m 。
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