一种塑料维卡软化温度标准样品及其制备方法与流程

1.本发明涉及标样制备领域，具体涉及一种塑料维卡软化温度标准样品及其制备方法。


背景技术：

2.维卡软化温度是将热塑性塑料放于液体传热介质中，在一定的负荷和一定的等速升温条件下，试样被1mm2的压针头压入1mm时的温度。维卡软化温度是评价材料耐热性能，反映制品在受热条件下物理力学性能的指标之一。在日常生活中，ps(聚苯乙烯)材料最广泛应用于汽车家电等生活用品，所以对于此类材料的耐热性能要求较高，对于ps材料的耐热性能检测要求也越来越严格，对于测试准确性要求也日渐提高。
3.为了获得准确的测试结果，ps材料在测试之前需要对热变形维卡测试仪进行评估，确认设备的状态正常稳定且测试准确。然而目前确认设备状态需要通过对设备的各个部位和关键因素进行核查，耗时长且步骤多，还需要注意保护导热硅油不收到污染，不便立刻展开测试工作；而通过测试标准样品对设备状态、人员操作和设备期间核查等方面进行核查及辅助，则能使效率成倍提升，同时在日常的测试过程中标样可随时取用，也方便对于测试结果异常追溯原因。
4.现有技术中，对于维卡软化温度标准样品的研究甚少，诸如公开文献《维卡软化温度检测能力验证研究》-《塑料技术》中选用pvc-u排水管材作为维卡测试的标准样品，但是该样品仅仅限用于排水管材等类型的维卡测试，且该公开文献只对一种材料的特定条件进行均匀性、稳定性的研究，而这些测试样品的标准和注塑条件与现有实际其他的测试样品和测试情景均存在很大差异，很难评估这种标准样品的适用范围。


技术实现要素：

5.基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供了塑料维卡软化温度标准样品，该产品在ps树脂通过同时引入增韧剂和ppe(聚2,6-二甲基-1,4-苯醚)树脂，使产品具有不同的维卡软化温度，适用范围显著增大；所述产品稳定性高且几乎不受温度和湿度影响，测试时样品均匀性高，对各类应用场景具有普适性。
6.为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
7.一种塑料维卡软化温度标准样品，包括以下重量份的组分：
8.ps树脂50～90份、ppe树脂5～40份、增韧剂5～40份、抗氧剂0.1～2份、相容剂1～10份；所述增韧剂为sbs(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)树脂。
9.本发明所述塑料维卡软化温度标准样品的组分中，ps树脂本身是热可塑性树脂，因此在以不同比例搭配ppe树脂和sbs树脂后可调节其维卡软化温度的升降，使产品的适用范围增大，同时这几种树脂搭配成型后尺寸稳定性好，均匀性高，受温度和湿度的影响较小；采用sbs树脂作为增韧剂除了起到增韧效果外，与各组分具有较高的相容性，稳定性高且不会发生析出或迁移现象；而在搭配抗氧剂后其耐老化能力显著提升，使产品可长期稳
定保存且不失效。
10.优选地，所述ps树脂在200℃，5kg负荷下的熔体流动速率为4～10g/10min，所述熔体流动速率根据iso 1133-2011标准进行测试。
11.优选地，所述ppe树脂的在300℃，10kg负荷下的熔体流动速率为15～30g/10min，所述熔体流动速率根据iso 1133-2011标准进行测试。
12.发明人经过实验发现，组分中ppe树脂的熔体流动速率较大程度地影响产品的注塑和制样；若ppe树脂的熔体流动速率过大，则不便注塑操作；过小则会较难注塑，两者均会造成产品生产效率降低，同时也会导致产品的稳定性降低。
13.优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；
14.更优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物，所述受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的质量之比为1：(1～2)。
15.优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝abs、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯中的至少一种。
16.优选地，所述塑料维卡软化温度标准样品的组分中还包括0～1份加工助剂；
17.更优选地，所述加工助剂为润滑剂、耐候剂中的至少一种。
18.本发明的另一目的在于提供所述塑料维卡软化温度标准样品的制备方法，包括以下步骤：
19.(1)将ps树脂、ppe树脂、增韧剂、抗氧剂、相容剂和加工助剂依次加入高混机中搅拌混合至均匀，得预混料；
20.(2)将预混料放入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，所得粒料再经注塑成型，即得所述塑料维卡软化温度标准样品。
21.本发明所述塑料维卡软化温度标准样品的制备方法操作步骤简单，可实现工业化规模生产。
22.优选地，步骤(2)所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为25～40，转速设置为300～600rpm，螺筒温度设置为170～300℃。
23.优选地，步骤(2)所述注塑成型时的温度为200～300℃，压力为55～60bar，单位时间螺杆位移百分比速率为25～30％。
24.本发明的另一目的在于提供所述塑料维卡软化温度标准样品在维卡软化温度检测以及对维卡软化温度测试设备评估校准中的应用。
25.本发明所述塑料维卡软化温度标准样品稳定性及均匀性高，适用的维卡软化温度范围广，可用于不同类型及应用场景下的样品维卡软化温度检测时的标准样品，也可用于其他标样检测结果的比对以及测试设备的评估、核查及校准。
26.本发明的有益效果在于，本发明提供了一种塑料维卡软化温度标准样品，该产品的组分中以ps树脂为基体，按不同比例搭配ppe树脂和sbs树脂后可调节其维卡软化温度的升降，使产品的适用范围增大，同时这几种树脂搭配成型后尺寸稳定性好，均匀性高，受温度和湿度的影响较小；采用sbs树脂作为增韧剂除了起到增韧效果外，还可进一步搭配抗氧剂赋予产品良好的耐老化性能，使产品可长期稳定保存且不失效。本发明还提供了所述塑料维卡软化温度标准样品的制备方法及其在维卡软化温度检测以及对维卡软化温度测试设备评估校准中的应用。
具体实施方式
27.为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及对比例对本发明作进一步说明，其目的在于详细地理解本发明的内容，而不是对本发明的限制。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施所设计的实验试剂及仪器，除非特别说明，均为常用的普通试剂及仪器。
28.实施例1～8
29.本发明所述塑料维卡软化温度标准样品及其制备方法的实施例，所述塑料维卡软化温度标准样品的组分成分如表1所示。
30.表1
[0031][0032][0033]
各实施例所用原料如下：
[0034]
ps树脂1：雅仕德化工(江苏)有限公司生产ps ma5210(江苏)产品，在200℃，5kg负荷下的熔体流动速率为4.4g/10min；
[0035]
ps树脂2：上海赛科石油化工有限责任公司工厂生产gpps 123产品，在200℃，5kg负荷下的熔体流动速率为9.8g/10min；
[0036]
ppe树脂1：南通星辰合成材料有限公司生产ppe lxn040产品，在300℃，10kg负荷下的熔体流动速率为26g/10min；
[0037]
ppe树脂2：南通星辰合成材料有限公司生产ppe lxn045产品，在300℃，10kg负荷下的熔体流动速率为16g/10min；
[0038]
ppe树脂3：南通星辰合成材料有限公司生产ppe lxn045产品，在300℃，10kg负荷
下的熔体流动速率为13g/10min；
[0039]
ppe树脂4：南通星辰合成材料有限公司芮城分公司生产ppe lxr035产品，在300℃，10kg负荷下的熔体流动速率为75g/10min；
[0040]
增韧剂1：市售sbs树脂产品；
[0041]
抗氧剂：市售受阻酚类抗氧剂和市售亚磷酸酯类抗氧剂的混合物，所述受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1:1；
[0042]
相容剂：市售马来酸酐接枝abs；
[0043]
加工助剂：市售润滑剂。
[0044]
所述塑料维卡软化温度标准样品的制备方法，包括以下步骤：
[0045]
(1)将ps树脂、ppe树脂、增韧剂、抗氧剂、相容剂和加工助剂依次加入高混机中搅拌混合至均匀，得预混料；
[0046]
(2)将预混料放入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，所得粒料再经注塑成型，即得所述塑料维卡软化温度标准样品；所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为25～40，转速设置为300～600rpm，螺筒温度设置为170～230℃；所述注塑成型时的温度为200～220℃，压力为55～60bar，单位时间螺杆位移百分比速率为25～30％。
[0047]
对比例1
[0048]
本对比例与实施例1的差别仅在于，所述增韧剂1替换为增韧剂2；
[0049]
增韧剂2：sebs树脂，美国科腾生产sebs g1653产品。
[0050]
对比例2
[0051]
本对比例与实施例1的差别仅在于，所述增韧剂1替换为增韧剂3；
[0052]
增韧剂3：sis树脂，中国石化生产sis-1106产品。
[0053]
效果例1
[0054]
为验证本发明所述塑料维卡软化温度标准样品的使用效果，将各实施例和对比例产品进行均匀性测试和稳定性测试，所述测试方法为：
[0055]
(1)均匀性测试：根据cnas-gl003-2018《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》，采用单因子方差分析各检验样品间的均匀性。以实施例1产品为例，随机抽取10组制备好的实施例1样品，每组取两根标准样品，将标准样品在(23
±
2)℃&(50
±
5)％rh的恒温恒湿箱中调节24h之后，根据gb/t 1633-2000中的b120法测试；其他实施例和对比例样品采用相同方法进行测试，根据自由度及显著性水平，各产品的均匀性临界值f
0.05
(9,10)＝3.02，若统计值f＜f
0.05
(9,10)＝3.02，则认为组间与组内无显著差异，即说明样品是均匀的，且数值越小说明产品越均匀，而如果该f值≥临界值f
0.05
(9,10)＝3.02，则说明该产品均匀性不足；
[0056]
(2)稳定性测试：根据cnas-gl003《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》，采用t检验法中的两个平均值之间的一致性检验样品的稳定性。将均匀性检验数据作为其中一个平均值，另间隔15天随机抽取20根制备好的样品，将标准样品在(23
±
2)℃&(50
±
5)％rh的恒温恒湿箱中调节24h之后测试，将该次测试数据平均值作为另一个平行组的平均值，采用t检验法中的两个平均值之间的一致性检验样品的稳定性，将均匀性检验数据作为其中一个平均值，以两组平均值样本计算各实施例产品的t值，若t值小于临界值t
(0.05)
＝1.69，则说明产品两组产品不存在显著性差异，产品具备理想的稳定性；其中t值越小，说明产品
稳定性越高；若t值大于临界值t
(0.05)
＝1.69，则说明产品不具备理想的稳定性。
[0057]
测试结果如表2～表3所示。
[0058]
表2
[0059][0060]
表3
[0061][0062]
从上述各表可以看出，本发明所述塑料维卡软化温度标准样品具有良好的均匀性(f值均未超过临界值)和稳定性(t值＜1.69)，该产品适用范围广，可大规模投入市场中进行使用，而采用sbs树脂以外范围的增韧剂制备的对比例1和2产品不仅均匀性与各实施例相比较差，同时稳定性测试中的t值超过临界值，说明只有采用sbs树脂制备本发明所述塑料维卡软化温度标准样品才能同时保障其均匀性和稳定性。根据实施例1、实施例6～8可看出，当ppe树脂的熔体质量流动速率在15～30g/10min时，所得产品的均匀性和稳定性更佳。
[0063]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。