1.本发明涉及一种耐超低温中板材(ipc分类号：c08l23/12)，尤其涉及一种耐超低温中板材及其制备方法。


背景技术：

2.在严寒地区，包括我国的东北、内蒙、西北，新疆由于0℃以下温度的天数占全年的40～50％，一些聚丙烯复合材料常常在超低温(-20℃-0℃)条件下应用，并且，现有技术中公开的聚丙烯复合材料的缺点是没有获得令人满意的低温冲击韧性和良好的刚性的综合。
3.专利申请cn201210025418.9制备了一种耐低温冲击增强聚丙烯材料，在此发明中，实验过程中使用的抗氧剂和加工助剂对环境不友好，同时也会设备进行一定的损坏。专利申请cn201210292543.6制备了一种耐低温冲击的聚丙烯组合物，但是加入了40～80％的聚丙烯，成本高，此外为了使制备的聚丙烯组合物耐低温，加入了低温改性冲击剂以及其他助剂，对环境也造成了影响，同时产品的强度也受到了影响。
4.本发明通过聚丙烯、聚乙烯以及poe的协同作用，使其制备的耐超低温中板材具有良好的低温冲击韧性和良好的刚性，并保持良好的尺寸稳定性。同时在-35℃下也可以保持良好的抗冲击性以及刚性。可以广泛运用东北寒冷的冬季、各类冷库中的包装和隔离材料，也是钱币制造厂专用周转箱的材料。


技术实现要素：

5.本发明的第一方面提供了一种耐超低温中板材，按重量百分比计，原料至少包含：聚丙烯40～50％，聚乙烯5～15％，无机填料35～45％，白色母0.5～1.5％，poe 1～3％。
6.优选的，一种耐超低温中板材，按重量百分比计，原料至少包含：聚丙烯43～47％，聚乙烯8～12％，无机填料38～42％，白色母0.7～1.2％，poe 1.7～2.3％。
7.优选的，所述聚丙烯为k8003、t30s、j340、eps30r的一种或多种；
8.进一步优选的，所述聚丙烯为k8003，t30s的混合物；
9.进一步优选的，所述k8003，t30s的重量比为(2～2.5)：1。
10.进一步优选的，所述k8003，t30s的重量比为2：1。
11.本技术通过限定k8003，t30s的重量比，在提高产品抗冲击强度，尺寸稳定性的同时，也提高了产品的拉伸强度。本技术人在实验中发现单独使用k8003可以提高产品的抗冲击强度，但是其拉伸强度较差。通过大量的实验发现，通过k8003，t30s的复配，并且当k8003，t30s的重量比为(2～2.5)：1时，产品的抗冲击强度及拉伸强度最佳，本技术人推测：k8003，t30s复配使用，熔融指数变高时，分子量降低，分子链的结晶速度变快，从而可生成较完善的结晶结构，而结晶的作用又使聚丙烯的链段排列规整度变高，增加不同分子间的相互作用，因此使材料的抗拉强度提高；但是本技术人发现k8003，t30s使用时，在0℃下，还可以保持适中的抗冲击强度，但是当温度降到-10℃时，其抗冲击强度受到了障碍。
12.进一步优选的，所述k8003购买自台湾台化k8003；所述t30s购买自中石化t30s。
13.优选的，所述聚乙烯为5000s，7042，1810d，tr-570的一种或多种。
14.进一步优选的，所述聚乙烯为5000s；所述聚乙烯为5000s购买自扬子石化。
15.进一步优选的，所述聚丙烯，聚乙烯的重量比为(4.3～4.6)：1。
16.进一步优选的，所述聚丙烯，聚乙烯的重量比为4.5：1。
17.本技术通过限定聚丙烯和聚乙烯的重量比，在提高拉伸强度的同时，也提高了低温下的抗冲击能力以及混合体系间的相容性。本技术人推测：当k8003，t30s在合成过程中加入5000s打乱了聚丙烯链段原有的规整排列，可使pp球晶形态不完整,分割成晶片,不能生成球晶而使材料的结晶能力降低，分子间的作用力变低，从而提高了体系间的相容性，改善了加工性能。并且本技术人意外发现，5000s的加入过少，不能改善低温下的抗冲击能力，但5000时加入过多时，其拉伸强度会变差。同时，本技术在实验中发现，5000s的加入，只能改善产品在-20℃下的抗冲击强度，继续降温，则抗冲击强度会继续降低。
18.优选的，所述poe的玻璃转化温度为-50～-55℃，熔流率(190℃/2.16kg)为0.3～0.6g/10min。
19.进一步优选的，所述poe为8150，可市售，例如上海瀛大国际贸易有限公司。
20.优选的，所述聚丙烯，聚乙烯和poe的重量比为(21.5～23)：5：1。
21.本技术文件通过限定聚丙烯，聚乙烯和poe的重量比，提高了产品的抗冲击强度和韧性，同时也改善了产品加工性能。本技术人推测：poe本身较小的内聚能和其长的侧已基在分子间起的连结、缓冲,可以起到增韧t30s的效果，同时poe窄的分子质量分布，使得与5000s，k8003之间有着很好的相容性，由于poe本身没有不饱和双键，与k8003，t30s，5000s协同使用，使其在低温下也有较好的韧性，改善了加工性能，提高了产品的抗冲击强度和韧性。
22.优选的，所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、天然云母、硅灰石、蒙脱石的一种或多种。
23.进一步优选的，所述无机填料为碳酸钙；所述碳酸钙的平均粒径为2～3μm；所述碳酸钙购买自浙江省建德市莲花新材料科技有限公司。
24.本技术通过限定poe的玻璃转化温度以及熔流率，提高了产品在-35℃下的抗冲击强度和韧性以及改善了产品的加工性能。本技术人通过大量的实验意外发现，当poe的玻璃转化温度为-50～-55℃，产品在-35℃下的抗冲击强度和韧性最佳，这可能是由于玻璃转化温度直接影响低温下分子链的柔性。当玻璃转化温度过低时，产品在温度稍高时即可发生形变。当玻璃转化温度过高时，则耐寒性能不佳。同时本技术人发现，poe的熔流率(190℃/2.16kg)为0.3～0.6g/10min时，产品的加工性能最佳。
25.本发明的第二方面提供了耐超低温中板材的制备方法。
26.(1)所有原料按比例严格称重加入拌料机，搅拌均匀后由上料机送入料斗，主机带动料筒内的螺杆将配料从料斗的下料口送入料筒，170℃～200℃下熔融。
27.(2)将熔化好的料经过料筒终端的过滤网进入模具，挤出，模具的温度为180～200℃。
28.(3)从模具挤出的料进入定型器，通过定型器进入牵引辊道，由牵引棍子送到剪板机裁切处所需规格。
29.有益效果：
30.1.本技术通过限定k8003，t30s的重量比，在提高产品抗冲击强度，尺寸稳定性的同时，也提高了产品的拉伸强度。
31.2.本技术通过限定聚丙烯和聚乙烯的重量比，在提高拉伸强度的同时，也提高了低温下的抗冲击能力以及混合体系间的相容性。。
32.3.本技术文件通过限定聚丙烯，聚乙烯和poe的重量比，提高了产品的抗冲击强度和韧性，同时也改善了加工性能。使得产品的硬度、刚性、韧性以及抗撞击、抗弯曲、抗撕裂等物理性能达到均衡。
33.4.本技术通过限定poe的玻璃转化温度以及熔流率，提高了产品在-35℃下的抗冲击强度和韧性以及改善了产品的加工性能。
34.5.本技术通过限定碳酸钙的物性参数和添加量，在有效地增加耐超低温中板材强度，降低成本的同时，也提高了耐超低温中板材在-35℃下的尺寸稳定性能。
具体实施方式
35.实施例
36.实施例1
37.本发明的实施例1提供了一种耐超低温中板材，按重量百分比计，原料包含：聚丙烯45％，聚乙烯10％，无机填料42％，白色母1％，poe2％。
38.本实施例中的聚丙烯为k8003，t30s的混合物；所述k8003，t30s的重量比为2：1。
39.本实施例中的k8003购买自台湾台化k8003。
40.本实施例中的t30s购买自中石化t30s。
41.本实施例中的聚乙烯为5000s。
42.本实施例中的聚乙烯为5000s购买自扬子石化。
43.本实施例中的poe为8150，购买自上海瀛大国际贸易有限公司。
44.本实施例中的无机填料为碳酸钙；所述碳酸钙的平均粒径为2.5μm。
45.本实施例中的碳酸钙购买自浙江省建德市莲花新材料科技有限公司。
46.本实施例中的白色母购买自东莞市高源塑胶有限公司。
47.本实施例中耐超低温中板材的制备方法，包括如下步骤：
48.(1)将聚丙烯，聚乙烯，无机填料，白色母，poe按比例严格称重加入拌料机，搅拌均匀后由上料机送入料斗，主机带动料筒内的螺杆将配料从料斗的下料口送入料筒，180℃下熔融。
49.(2)将熔化好的料经过料筒终端的过滤网进入模具，挤出，模具的温度为190℃。
50.(3)从模具挤出的料进入定型器，通过定型器进入牵引辊道，由牵引棍子送到剪板机裁切处所需规格。
51.实施例2
52.实施例2的具体实施方式同实施例1，不同的是，实施例2中k8003，t30s的重量比为2.5：1。
53.实施例3
54.实施例3的具体实施方式同实施例1；不同的是，实施例3中的无机填料的添加量为44％，聚乙烯的添加量为8％。
55.对比例1
56.对比例1的具体实施方式同实施例1；不同的是，对比例1中poe的添加量为8％，聚乙烯的添加量为4％。
57.对比例2
58.对比例2的具体实施方式同实施例1；不同的是，对比例2中聚丙烯为k8003。
59.对比例3
60.对比例3的具体实施方式同实施例1；不同的是，对比例3中聚乙烯的添加量为20％，聚丙烯35％。
61.性能测试：
62.(1)坠落实验：采用所有实施例和对比例制备的耐低温中板材剪裁成205mm
×
135mm
×
5mm，并将试样在5米高处、-35℃做自由旋转跌落实验，观察试样有无变形，开裂现象。每个实施例和对比例测试10个试样，0个试样不合格为a，1～2个试样不合格为b，3～5个不合格为c，5～10个不合格为d。
63.性能测试数据：
64.表1是实施例1～3和对比例1～3所制备纸浆模塑餐具的性能测试
65.表1
[0066] 坠落试验实施例1a实施例2a实施例3a对比例1b对比例2c对比例3b