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CN115572482B - 一种高耐刮有机硅添加剂及其应用 - Google Patents

一种高耐刮有机硅添加剂及其应用 Download PDF

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CN115572482B CN202111571715.9A CN202111571715A CN115572482B CN 115572482 B CN115572482 B CN 115572482B CN 202111571715 A CN202111571715 A CN 202111571715A CN 115572482 B CN115572482 B CN 115572482B
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
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Abstract

本发明涉及一种高耐刮有机硅添加剂(IPC分类号:C08G18/80),尤其涉及一种高耐刮有机硅添加剂及其应用。按重量份计,原料至少包含:有机硅生胶30~60份,聚丙烯40~70份,过氧化物0.01~0.3份,乙烯基共聚物10~20份。本发明制备了一种高耐刮有机硅添加剂,通过DBPMH,cPP以及有机硅生胶的协同作用,使其制备的有机硅添加剂具有良好耐刮擦和力学性能。同时,制备的有机硅添加剂气味低,添加到聚丙烯材料中,当添加量为1~2wt%时,聚丙烯材料也具有良好的耐刮擦性能以及优异的力学性能。

Description

一种高耐刮有机硅添加剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种高耐刮有机硅添加剂(IPC分类号:C08G18/80),尤其涉及一种高耐刮有机硅添加剂及其应用。
背景技术
聚丙烯材料具有良好的力学性能和加工性能,具有可回收、重量轻、成本低等优势,因此被应用到更多的领域中,然而聚丙烯材料的高耐刮性能较差,其较差的耐刮性能成为影响聚丙烯材料的外观和使用寿命的最重要因素,因此大大限制了聚丙烯材料的应用,目前市面上虽然也有针对上述问题进行改进的聚丙烯材料,但这类材料大多是通过在聚丙烯基体树脂中添加各种粉体填充物来增加其高耐刮性能的,这样虽然有效的改进了其高耐刮性能,但粉体的加入却大大增加了此类材料的密度,使得聚丙烯材料的重量大大提升,难以应用在有轻量化要求的领域中。专利申请CN201811210672.X公开了一种耐刮聚丙烯复合材料,该复合材料中加入了大量的增韧材料,使聚丙烯材料具有良好的耐刮性能,但是球状硅粉的加入大大的增加了聚丙烯材料的重量,其限制聚丙烯的使用。因此现在急需开发一种防高耐刮效果的添加剂,应用到聚丙烯填料中,使其聚丙烯材料具有良好的高耐刮性能。
本发明制备了一种高耐刮有机硅添加剂,通过DBPMH,cPP以及有机硅生胶的协同作用,使其制备的有机硅添加剂具有良好耐刮擦和力学性能。同时,制备的有机硅添加剂气味小,添加到聚丙烯材料中,当添加量为1~2wt%时,聚丙烯材料也具有良好的耐刮擦性能以及优异的力学性能。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的第一方面提供了一种高耐刮有机硅添加剂,按重量份计,原料至少包含:有机硅生胶30~60份,聚丙烯40~70份,过氧化物0.01~0.3份,乙烯基共聚物10~20份。
作为一种优选的方案,所述高耐刮有机硅添加剂,按重量份计,原料至少包含:有机硅生胶40~50份,聚丙烯50~60份,过氧化物0.15~0.2份,乙烯基共聚物12~17份
作为一种优选的方案,所述有机硅生胶是指处于未交联的状态,且具有流动性的块状、粒状或者粉末状的胶料。
作为一种优选的方案,所述有机硅生胶的乙烯基含量占有机硅生胶的摩尔分数为0.01~0.1%。
作为一种优选的方案,所述有机硅生胶的乙烯基含量占有机硅生胶的摩尔分数为0.03~0.05%。
作为一种优选的方案,所述有机硅生胶的重均相对分子量为120万~200万。
作为一种优选的方案,所述有机硅生胶为甲基乙烯基硅橡胶,甲基苯基乙烯基橡胶中的一种或多种。
作为一种优选的方案,所述有机硅生胶为甲基乙烯基硅橡胶。
作为一种优选的方案,所述有机硅生胶,可市售,购买自上海涵点科技有限公司。
作为一种优选的方案,所述聚丙烯为共聚聚丙烯(cPP)。
作为一种优选的方案,所述cPP为熔体流动速率5~8g/10min的cPP和30~35g/10min的cPP的混合物。
作为一种优选的方案,所述熔体流动速率5~8g/10min的cPP和30~35g/10min的cPP的重量比为(0.7~0.9):1。
作为一种优选的方案,所述熔体流动速率5~8g/10min的cPP为K8025,购买自中国台湾台化。
作为一种优选的方案,所述熔体流动速率30~35g/10min的cPP为K3029,购买自中国台湾台化。
作为一种优选的方案,所述过氧化物为烷基过氧化物。
作为一种优选的方案,所述烷基过氧化物为1,1-二叔丁基过氧基-3,3,3-三甲基环己烷(BPMC)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷(DBPMH)、二叔丁基过氧化物(DTBP)的一种或多种。
作为一种优选的方案,所述烷基过氧化物为DBPMH。
作为一种优选的方案,所述聚丙烯,过氧化物的重量比为(320~330):1。
作为一种优选的方案,所述聚丙烯,过氧化物的重量比为(325~327):1。
作为一种优选的方案,所述乙烯基共聚物为乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸正丁酯-羰基三元共聚物的一种或多种。
作为一种优选的方案,所述乙烯共聚物为乙烯-丙烯酸酯甲酯共聚物(POE)。
作为一种优选的方案,所述POE的硬度为65~75shore A;所述POE的熔融指数为0.5~1.3g/10min(190℃/2.16kg)。
作为一种优选的方案,所述POE为DF810、DF710、Engage 8150的一种或多种。
作为一种优选的方案,所述POE为Engage 8150,购买自美国陶氏。
作为一种优选的方案,所述乙烯基共聚物,聚丙烯的重量比为1:(3.5~4)。
作为一种优选的方案,所述乙烯基共聚物,聚丙烯的重量比为1:3.7。
作为一种优选的方案,所述过氧化物,乙烯基共聚物的重量比为1:(85~90)。
本发明的第二方面提供了高耐刮有机硅添加剂的制备方法,主要包括以下步骤:
有机硅生胶,聚丙烯,过氧化物,乙烯基共聚物按照比例放入密炼机,25℃下密炼反应15~30min,然后在160~250℃下进行造粒,即得高耐刮有机硅添加剂。
本发明中通过限定有机硅生胶的乙烯基含量,分子量以及cPP和DBPMH的重量比,提高了有机硅橡胶和cPP的交联反应,从而提高了产品的弯曲强度,同时也提高了产品在聚丙烯材料中分散程度,即添加量为1~2%,也能实现聚丙烯材料的高耐刮性能。本申请人推测,本发明中的DBPMH可以促使cPP发生降解,cPP的无规结构,有利于有机硅向其表面迁移,降解的cPP与有机硅生胶的乙烯基发生反应,形成了cPP-有机硅生胶共聚物。此外,本申请人通过大量的实验发现,有机硅生胶的乙烯基含量过大时,容易发生交联,不利于分散,迁移到表面,但是有机硅生胶的乙烯基含量过小时,不利于cPP的接枝,容易析出发粘。同时,本申请在实验中意外发现,当有机硅生胶的重均相对分子量为120~200万时,聚丙烯的耐刮性能最佳。
有益效果:
1.本申请通过限定DBPMH和POE的重量比为1:(85~90),提高了产品的耐冲击强度,同时能够抑制POE的结晶,有效改善了有机硅生胶和聚丙烯的界面性能。
2.本申请通过限定cPP和DBPMH的重量比为(300~310):1,提高了有机硅橡胶和cPP的交联反应,从而提高了产品的弯曲强度,同时也提高了产品在聚丙烯材料中分散程度,即添加量为1~2%,也能实现聚丙烯材料的高耐刮性能。
3.本申请文件限定有机硅生胶的乙烯基含量占有机硅生胶的摩尔分数为0.01~0.1%以及重均相对分子量为120~200万时,提高了有机硅生胶的分散以及与cPP的相容性,同时,也更有利于cPP和有机硅生胶的交联,形成稳定的cPP-有机硅共聚物,提高了产品的拉伸强度以及耐刮擦性能。
4.本发明通过将熔体流动速率5~8g/10min的cPP和30~35g/10min的cPP的协同作用,有效地改善了混合体系的加工性能,同时也提高了聚丙烯和有机硅生胶之间的相容性。
5.本发明中通过Engage 8150和cPP的协同作用,有效地提高共混体系的相容性,更加有利于聚丙烯的分散,同时也提高了产品的缺口冲击强度。
具体实施方式
实施例
实施例1
本发明的实施例1提供了一种高耐刮有机硅添加剂,按重量份计,原料包含:有机硅生胶45份,聚丙烯55.5份,过氧化物0.17份,乙烯基共聚物15份
本实施例中的有机硅生胶的乙烯基含量占有机硅生胶的摩尔分数为0.04%。
本实施例中的有机硅生胶单体的重均相对分子量为150万。
本实施例中的有机硅生胶为甲基乙烯基硅橡胶,购买自上海涵点科技有限公司。
本实施中的聚丙烯为cPP。
本实施例中熔体流动速率6.5g/10min的cPP和32g/10min的cPP重量比为0.15:1。
本实施例中的熔体流动速率6.5g/10min的cPP为K8025,购买自中国台湾台化。
本实施例中的熔体流动速率32g/10min的cPP为K3029,购买自中国台湾台化。
本实施例中的过氧化物为DBPMH,购买自湖北鑫红利化工有限公司。
本实施例中的乙烯共聚物为POE。
本实施例中的POE为Engage 8150,购买自美国陶氏。
本实施例中所述高耐刮有机硅添加剂的制备方法,主要包括以下步骤:有机硅生胶,聚丙烯,过氧化物,乙烯基共聚物按照比例放入密炼机,25℃下密炼反应20min,然后在200℃下进行造粒,即得高耐刮有机硅添加剂。
将制备的高耐刮有机硅添加剂,PP+T20进行熔融,造粒。
在本实施例中高耐刮有机硅添加剂的添加量为PP+T20质量的0.26%。
本实施例中的PP+T20为一种改性聚丙烯塑料产品,购买上海涵点科技有限公司。
对比例1
将外购的有机硅添加剂,PP+T20进行熔融,造粒。
在本对比例中有机硅添加剂的添加量为PP+T20质量的0.26%。
在本对比例中所述有机硅添加剂,购买自上海锶铭橡塑科技有限公司的FSX801。
在本对比例中,所述PP+T20,购买自上海涵点科技有限公司。
性能测试:
(1)耐刮擦等级ΔL:依据PV-3952。
(2)气味:依据PV-3900。
(3)粘性:依据PV-1306。
(4)拉伸强度:依据ISO-527。
(5)弯曲强度:依据ISO-178。
(6)悬臂梁缺口冲击:依据ISO-180。
性能测试结果:
表1为实施例1以及对比例1的性能测试结果。
表1
项目 实施例1 对比例1
ΔL 0.68 2.31
材料气味 3.5 4
粘性曝光 1 1
拉伸强度/MPa 36.1 35.9
弯曲强度/MPa 38.5 38.9
悬臂梁缺口冲击KJ/m2 5.2 4.7
本实施方式中,PP+T20为同一批料。

Claims (3)

1.一种高耐刮有机硅添加剂,其特征在于,按重量份计,原料包含:有机硅生胶30~60份,聚丙烯40~70份,过氧化物0.01~0.3份,乙烯基共聚物10~20份;
所述有机硅生胶的乙烯基含量占有机硅生胶的摩尔分数为0.03~0.05%;所述有机硅生胶的重均相对分子量为120万~200万;
所述乙烯基共聚物为POE,所述POE的硬度为65~75shoreA;所述POE的熔融指数为0.5~1.3g/10min;
所述聚丙烯为cPP;所述cPP为熔体流动速率5~8g/10min的cPP和30~35g/10min的cPP的混合物;
所述过氧化物为烷基过氧化物;所述烷基过氧化物为DBPMH;
所述聚丙烯,过氧化物的重量比为(320~330):1;
所述过氧化物,乙烯基共聚物的重量比为1:(85~90);
所述高耐刮有机硅添加剂的制备方法,主要包括以下步骤:有机硅生胶,聚丙烯,过氧化物,乙烯基共聚物按照比例放入密炼机,25℃下密炼反应15~30min,然后在160~250℃下进行造粒,即得高耐刮有机硅添加剂。
2.根据权利要求1所述的高耐刮有机硅添加剂,其特征在于,按重量份计,原料包含:有机硅生胶40~50份,聚丙烯50~60份,过氧化物0.15~0.2份,乙烯基共聚物12~17份。
3.根据权利要求1-2任一项所述的高耐刮有机硅添加剂的应用,其特征在于,在聚丙烯填料体系中的应用。
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