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延伸-PP填充配方实例

2017年8月14日

 一对一制定聚乙烯蜡技术解决方案

填充的主要目的:降低制品的成本,提高制品的刚性、耐热性和尺寸稳定性。其中改性成分越来越大,提高拉伸强度和冲击强度的填充制品已很成熟。

 

随着木材资源的越来越贫乏,以塑代木塑料制品在建材、家具、装饰、包装等方面需求量越来越大,以PP为树脂填充有机填料的仿木制品正在兴起。在有些PP制品中,加入填料很有必要性。如PP打包带制品,加入碳酸钙可提高制品刚性,以满足机器打包的需要。由于PP与大多数填料的相容性不好,填料与PP复合前需要进行表面处理。

常用填料:碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母、高岭土、木粉、纸粉、麻纤维及农作物杆壳粉等。 

仿木PP制品

PP 50
木粉(200目以上) 50
马来酸酐接枝PP 6

加工条件:在200℃挤出造粒,再挤出片材。

 

 

2
 PP塑料门窗

 

 

 

PP 50
木粉 45
ZnSt 3~4
炭黑 1~2
抗氧剂1010 0.25
抗氧剂DLTP 0.25

 

 

 

3
 木粉填充PP

 

 

 

PP

92.5%

木粉(用17.5%NaOH溶液处理,40~60μm)

7.5%

 

 

4
 PP/云母填充塑料

 

 

 

PP 100
0.9%钛酸酯偶联剂处理的云母(500目) 10
相容剂PP-g-MAH 10

 

 

5
 碳酸钙填充PP打包带

 

 

 

PP 100
APP母料 20
硬脂酸钙 0.2
亚磷酸三苯酯 0.2
白油 0.2

APP:无规PP为载体,CaCO3填充母料

亚磷酸三苯酯:光热或氧热稳定剂

 

 

补充实例

 

1

摩托车仪表盘PP专用料

 

均聚聚丙烯存在低温脆性、冲击强度差、易老化、成型收缩率大等,采用增强剂改性PP的刚性和成型收缩率,并加入抗氧剂改善其耐老化性能,加入相容剂改善树脂与增强剂的相容性能,以增加其抗冲性能。

增强剂以碳酸钙、滑石粉、云母、玻璃纤维最为常用。碳酸钙为球状粒子,对增强贡献不大,云母的成本较高,玻璃纤维增强虽然能极大地提高聚丙烯的强度,但对制品外观影响较大,因而采用滑石粉作为专用料的填充增强剂。

1
选材

聚丙烯:MFR=2~4g/10min(粉料) 。 

滑石粉:800目,市售。

丙烯酸(AA):工业品,市售。 

甲基丙烯酸(MAA):工业品,市售。 

马来酸酐(MAH):工业品,市售。 

双马来酰亚胺(BM):工业品,市售。 

过氧化二异丙苯(DCP):工业品,市售。

 

2
相容剂的选择

 

不同的聚丙烯接枝物对PP/增强剂体系界面的增容效果会有所差异。

 

3
PP-g-MAA的用量

当相容剂的用量增加时,相容剂包覆增强剂的表面逐渐增大,使增强剂与树脂的界面亲和力增大,材料的力学性能相应得到提高; 


当相容剂用量达到基本包覆所有增强剂表面时,材料力学性能达到最佳。

 

随着相容剂的含量进一步增加,多余的相容剂已不起作用,反而成为杂质起反作用,使材料性能下降。

 

配方

 

02
PP方椅专用料
选材

均聚PP:粉料,牡丹江石油化工厂。 

共聚PP:C1647,北京燕山石油化工股份有限公司化工二厂。

POE:EG 8150,美国DOW化学公司。 

抗氧剂1010:北京化工三厂。 

抗老剂:进口。

滑石粉:10μm(1250目),辽宁海城滑石矿。

偶联剂:铝酸酯类,市售。

2
PP

少量共聚PP:类似弹性体增韧,提高了共混体系的冲击性能,同时又能克服一般弹性体增韧可能带来的力学性能降低的弊端。

增韧剂POE:进一步提高韧性; 

滑石粉:降低成本,增强剂(提高刚性和尺寸稳定性) ;

不利影响:使体系流动性降低,因此要控制好增韧剂和增强剂的用量、确保体系的MFR在12g/10min左右。均聚PP/共聚PP比例为80/20。

 

 

3
POE的用量

 

 

 

4
滑石粉的用量

 

采用10μm的滑石粉为增强剂,并用铝酸酯类偶联剂处理,保持POE的质量分数为8%。

 

配方

 

PP 100
POE 5~16
滑石粉 20~25
抗氧剂 0.1~0.5
抗老剂 适量
偶联剂 适量

 

03

纳米CaCO3改性PP供水管专用料

1
选材

均聚PP:1300,北京燕山石化公司。 

共聚PP:1340,北京燕山石化公司。

LLDPE:1002,齐鲁石化股份有限公司。

纳米CaCO3:20~80nm,上海华明高技术有限公司。 

钛酸酯偶联剂:401,南京曙光化工厂。 

增容剂; 

(乙烯/丙烯/二烯)共聚物(EPDM ):美国杜邦公司。

 

2
改性PP

 

均聚PP改性时,通常选用80~90份的均聚PP,10~20份的共聚物并添加0~30份的EPDM橡胶和5~15份的LLDPE,依此制备成改性PP。

3
偶联剂

要使纳米CaCO3直接分散于PP基体中,必须通过必要的化学分散和物理力学分散的方法来打开纳米粒子的团聚体。为使纳米粒子面获得足够的活性,偶联剂必须适量。

 

4
纳米CaCO3

纳米CaCO3:少量的纳米CaCO3对改性PP有着明显的增强和增韧效果,而当纳米CaCO3含量超过一定数值后,因纳米粒子含量过多,其颗粒极易形成团聚体,并在复合材料体系中形成应力集中。


 

配方

 

均聚PP 80~90
共聚PP 20~10
EPDM 10~30
LLDPE 5~15
纳米CaCO3 2~6
偶联剂 1.5
增容剂 5~15

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