[发明专利]一种耐超低温苛刻环境的高性能PP聚合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及PP聚合物材料领域，具体涉及一种耐超低温苛刻环境的高性能PP聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯（PP）是是一种高密度、无侧链、高结晶的线性聚合物，相对于普通的塑料材料，常温下的抗冲击性能较高，同时具有耐热、耐腐蚀等优点，通常可用作军用特种箱体、地板、装饰板、电机零件、照明设备、家用电器外壳及汽车构造零件和内饰的制备原料。但现有的PP材料耐低温性能较差，使所制得的这些产品容易在超低温（-50℃以下）环境下表现出容易应力易开裂、对缺口冲击敏感、耐磨性差、流动性差、易老化等缺点，产品可靠性不足。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种可耐受超低温苛刻环境的PP聚合物。

本发明的另一目的是提供一种可大规模推广、提高上述PP聚合物性能的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种上述PP聚合物的应用。

本发明的第一个目的通过以下方式实现：

一种耐超低温苛刻环境的高性能PP聚合物，其原料配方由如下重量份的各组分组成：

抗氧剂              0.3-1.5份；

耐寒剂1              10-15份；

耐寒剂2              4-8份；

PP                     77.5-84.9份；

所述抗氧剂为抗氧剂B215；所述耐寒剂1为美国陶氏所产的POE8150；所述耐寒剂2为UHMWPE，其全称为Ultra-high molecular weight PE,即分子量在150万以上的聚乙烯；所述PP为共聚PP。

所述共聚PP为任一种市售产品。优选的，本发明的共聚PP可以是丙烯单体与乙烯单体的共聚物。

所述抗氧剂为抗氧剂B215为市售产品，是抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。在本发明中，抗氧剂B215可有效提高所述原料配方中各成分的加工稳定性，并提高所制得的耐超低温苛刻环境的高性能PP聚合物的抗氧化性能，从而延长产品的使用寿命。

所述耐寒剂1为上述增韧剂为美国陶氏所产的POE8150主要成份是一种乙烯辛烯共聚物，在本发明中可提高PP聚合物的抗冲击能力，尤其是低温下的抗冲击能力。POE8150具有良好的流动性，故能够充分与本发明原料配方中的各种原料和助剂充分混融。

上述抗磨损增韧剂UHMWPE全称为Ultra-high molecular weight PE,即分子量在150万以上的聚乙烯，具有较强的耐磨性及自润滑性能。但其作为助剂添加至塑料材料中时，往往会降低产品达流动性，导致产品难以加工。此外，UHMWPE通常会降低耐寒剂的效用，添加了UHMWPE的PP聚合物通常会表现出较大的脆性，容易老化，低温之下抗冲击性能差，使PP聚合物在低温环境中易碎。发明人在研究中发现，向添加了UHMWPE的PP聚合物的原料配方中引入耐寒剂POE8150，并对UHMWPE和耐寒剂POE8150的用量进行优化，所制成PP聚合物意外地表现出耐超低温的性能。但发明人发现，当UHMWPE分子量为200万-260万时，本发明的PP聚合物在-70℃的超低温环境中缺口冲击强度(1/9)为80 J/m，常温下其缺口冲击强度(1/8)更能达到500J/M。

上述一种耐超低温苛刻环境的高性能PP聚合物的制备方法，其具体包括如下步骤：按照上述的比例将抗氧剂、耐寒剂1、耐寒剂2、PP装入搅拌机中反复搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在190-230℃的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，所得粒料即为所述耐超低温苛刻环境的高性能PP聚合物。

所述反复搅拌是指反复搅拌三次，每次搅拌时间为30-50分钟。所述搅拌机的转速为700-900转/分。