抗老化耐冲击改性聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，涉及一种抗老化耐冲击改性聚丙烯材料及其制备方法。本发明专利技术包括以下组分，聚丙烯树脂、对烷氧基苯酚、聚合松香和纳米二氧化钛，上述各组分共混制得改性聚丙烯材料。本发明专利技术添加有对烷氧基苯酚和聚合松香，二者可产生协同作用，使产生的叔碳自由基及时迁移至对烷氧基苯酚上，从而防止分子链之间发生反应，使聚丙烯丧失原有性能，致使材料老化，并且本发明专利技术在结晶时可定向结晶为β晶型，可有效提高材料的抗冲击强度。

【技术实现步骤摘要】
抗老化耐冲击改性聚丙烯材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，涉及一种抗老化耐冲击改性聚丙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯是一种热塑性塑料，比重轻，成品表面硬度大，弹性高，耐热性、化学稳定性、绝缘性良好，在汽车零部件、家用电器等领域得到广泛的应用，近年来，聚丙烯材料的市场需求量呈急剧上升的趋势，但由于聚丙烯分子链上存在着大量不稳定的叔碳原子，在有氧存在的情况下，只需要很小一部分能量就可将叔碳原子上的氢脱除，使之成为叔碳自由基，叔碳自由基与分子链发生各类反应，使聚丙烯丧失原有性能，致使材料老化，导致其性能不断降低，使用寿命不断缩短，从而影响其使用价值。例如，中国专利技术专利申请公开了一种具有高抗冲击性能的聚丙烯[申请号：201611184490.0]，该专利技术包括聚丙烯树脂120-140份、聚丙烯酰胺20-26份、聚环氧乙烷11-14份、吡咯13-20份、溴代聚苯乙烯10-18份、阻燃聚酯多元醇12-20份、氢氧化铝8-16份、玻璃纤维3-8份、润滑剂15-22份、增韧剂17-25份、偶剂9-17份、阻燃剂13-21份、线性低密度聚乙烯5-14份、茂金属聚乙烯9-16份、成核剂21-29份、金属玻璃10-16份、氮化碳16-21份、六方金刚石5-9份、水性胶22-29份。该专利技术申请所提供的聚丙烯材料在抗冲击性能方面有所提高，但仍未解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种抗老化耐冲击改性聚丙烯材料，本专利技术的另一目的是提供一种抗老化耐冲击改性聚丙烯材料的制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种抗老化耐冲击改性聚丙烯材料，包括以下组分：聚丙烯树脂、对烷氧基苯酚、聚合松香和纳米二氧化钛，上述各组分共混制得改性聚丙烯材料。在上述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料中，所述改性聚丙烯材料包括质量份数为100-120份的聚丙烯树脂，12-16份的对烷氧基苯酚，1-2份的聚合松香和1-5份的纳米二氧化钛。在上述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料中，所述改性聚丙烯材料包括质量份数为110份的聚丙烯树脂，14份的对烷氧基苯酚，1.5份的聚合松香和3份的纳米二氧化钛。在上述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料中，所述对烷氧基苯酚为4-甲氧基苯酚、4-乙氧基苯酚或4-丙氧基苯酚。在上述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料中，所述聚合松香加热后形成液体，并经过均质泵乳化后形成乳液，喷洒在聚丙烯树脂上。在上述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料中，所述的聚合松香在130℃以上熔融后，经均质泵在20MPa压力下乳化2h以上，之后用高压喷枪喷洒在聚丙烯树脂上与聚丙烯树脂混合均匀，冷却后形成表面包裹有聚合松香的聚丙烯树脂，所述纳米二氧化钛的粒径为50-100nm，晶体结构为金红石型。在上述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料中，还包括质量份数为0.1-1份的成核剂。在上述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料中，所述成核剂为β晶型成核剂。在上述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料中，还包括质量份数为6-12份的玻璃纤维。一种抗老化耐冲击改性聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：取若干重量的聚丙烯树脂，将聚丙烯树脂置于真空干燥箱中，70-80℃真空干燥2-4h，得干燥后的聚丙烯树脂；步骤二：取干燥后的聚丙烯树脂和100-120份，聚合松香1-2份，所述的聚合松香在130℃以上熔融后，经均质泵在20MPa压力下乳化2h以上，之后用高压喷枪喷洒在聚丙烯树脂上与聚丙烯树脂混合均匀，冷却后形成表面包裹有聚合松香的聚丙烯树脂；步骤三：将完成步骤二的聚丙烯树脂与对烷氧基苯酚12-16份、纳米二氧化钛1-5份、成核剂0.1-1份和玻璃纤维6-12份加入至双螺杆挤出机中，180-200℃加热熔融混合，1-2h后挤出造粒，挤出温度为210-230℃，螺杆转速为250-350r/min，挤出样条冷却后切粒得改性聚丙烯材料。与现有的技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术添加有对烷氧基苯酚和聚合松香，二者可产生协同作用，使产生的叔碳自由基及时迁移至对烷氧基苯酚上，从而防止分子链之间发生反应，使聚丙烯丧失原有性能，致使材料老化，同时纳米二氧化钛具有较好的紫外线吸收效果，进一步保证了材料的长时间使用。2、本专利技术在结晶时可定向结晶为β晶型，可有效提高材料的抗冲击强度。3、本专利技术的制备方法工艺流程简单，操作方便，生产效率高，易应用于大规模的工业化生产。具体实施方式下述实施例中所用的试剂，如无特殊说明，可以从常规生化试剂商店购买得到。实施例1本实施例提供一种抗老化耐冲击改性聚丙烯材料，具体的说，抗老化耐冲击改性聚丙烯材料包括质量份数分别为100份的聚丙烯树脂、16份的对烷氧基苯酚、2份的聚合松香、5份的纳米二氧化钛、12份的玻璃纤维和1份的β晶型成核剂。其中对烷氧基苯酚为4-甲氧基苯酚，聚丙烯分子链上存在着大量不稳定的叔碳原子，在有氧存在的情况下，只需要很小一部分能量就可将叔碳原子上的氢脱除，使之成为叔碳自由基，叔碳自由基与分子链发生各类反应，使聚丙烯丧失原有性能，致使材料老化导致其性能不断降低，使用寿命不断缩短，从而影响其使用价值，而4-甲氧基苯酚具有p-π共轭体系，可以稳定自由基，使得产生的叔碳自由基迁移，从而防止分子链发生各类反应，防止材料发生老化，通过实验发现，聚合松香(CAS：65997-05-9)在防止材料老化上与对烷氧基苯酚具有一定的协同作用，添加聚合松香后，材料整体的抗老化性能得到大大加强。本专利技术选用的纳米二氧化钛的粒径为50-100nm，晶体结构为金红石型，金红石型稳定而致密，具有较高的折射率、遮盖力和着色力，纳米二氧化钛为电子型半导体，电子结构为一个满的价带和一个空的导带，其禁带宽度小于等于紫外光的能量，故可有效地吸收紫外线，保证材料的长时间使用。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，其具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高等众多优点，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，并且玻璃纤维对塑料的增强作用非常明显，这是因为玻璃纤维本身的模量很高，且玻璃纤维沿机体内部生长，受到外力时外力扩散与整个材料，抗冲击及弯曲性能提高。具体的说，当复合材料受到外界力的作用时，无论是横向力还是纵向力，无论是拉伸力还是挤压力，复合材料内部都会产生一个应力。当复合材料中添加有玻璃纤维时，应力借助复合材料基体相与玻璃纤维间优良的界面结合力得以很好地分散，使性能优异的纤维承担了大部分应力，从而改善了复合材料的综合性能。已有实验结果可以表明，当复合材料受到沿玻璃纤维纵向的力时，应力集中产生在玻璃纤维的两端，且在玻璃纤维周围存在应力低于平均应力的椭圆形区域，这样玻璃纤维通过降低复合材料基体相的平均应力从而达到了增强效果；当复合材料受到沿玻璃纤维横向的力时，复合材料基体由于外力的影响发生形变，基体的模量比玻璃纤维的模量要小，而两者又结合较为紧密，因而玻璃纤维制约了基体形变并且将载荷传至玻璃纤维上，这样载荷就由基体和玻璃纤维共同承担，由于玻璃纤维的刚度和强度都远高于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗老化耐冲击改性聚丙烯材料，其特征在于，包括以下组分：聚丙烯树脂、对烷氧基苯酚、聚合松香和纳米二氧化钛，上述各组分共混制得改性聚丙烯材料。

【技术特征摘要】
1.一种抗老化耐冲击改性聚丙烯材料，其特征在于，包括以下组分：聚丙烯树脂、对烷氧基苯酚、聚合松香和纳米二氧化钛，上述各组分共混制得改性聚丙烯材料。2.如权利要求1所述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料，其特征在于：所述改性聚丙烯材料包括质量份数为100-120份的聚丙烯树脂，12-16份的对烷氧基苯酚，1-2份的聚合松香和1-5份的纳米二氧化钛。3.如权利要求2所述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料，其特征在于：所述改性聚丙烯材料包括质量份数为110份的聚丙烯树脂，14份的对烷氧基苯酚，1.5份的聚合松香和3份的纳米二氧化钛。4.如权利要求1所述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料，其特征在于：所述对烷氧基苯酚为4-甲氧基苯酚、4-乙氧基苯酚或4-丙氧基苯酚。5.如权利要求1所述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料，其特征在于：所述聚合松香加热后形成液体，并经过均质泵乳化后形成乳液，喷洒在聚丙烯树脂上。6.如权利要求5所述的抗老化耐冲击改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚合松香在130℃以上熔融后，经均质泵在20MPa压力下乳化2小时以上，之后用高压喷枪喷洒在聚丙烯树脂上与聚丙烯树脂混合均匀，冷却后形成表面包裹有聚合松香的聚丙烯树脂，所述纳米二氧化钛的粒径为50-100...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜祥波，
申请(专利权)人：台州市黄岩广环工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33