CN106750976A - 一种高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，由包括如下重量份数的组分制成：聚丙烯80‑90份、改性纳米碳酸钙10‑25份、有机磷酸盐类成核剂0.3‑0.5份、含氟功能母粒6‑7份、超高分子量聚二甲基硅氧烷2‑4份、改性硅灰石2‑3份、增韧剂5‑10份、抗静电剂0.5‑1份、光亮剂0.3‑0.4份、抗氧剂0.1‑0.5份、光稳定剂0.1‑0.5份、分散剂0.1‑0.5份。本发明还公开了前述高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料的制备方法。与现有技术相比，本发明高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，具有表面光泽度高、表面不沾灰易于清洁、尺寸稳定性高、耐刮擦和抗冲性好、不易黄变等优点。

Description

一种高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯作为五大通用塑料之一，因具有较好的物理性能和相对较低的价格，被广泛应用于日常生活与工农业生产中。随着技术的发展，用途不断被扩展，并逐步向工程塑料方向发展，其中耐热性改性的聚丙烯已大量用于替代ABS、PC等材料，用于家用电器制品的制造。家用电器通常要求有良好的外观与触摸手感，并且要求有优异的表面光泽、易于清洁、不易黄变、耐刮擦以及尺寸稳定等特点。但普通聚丙烯存在韧性差、较脆、表面光泽不好，尺寸稳定不好，耐磨性不佳，容易产生划痕等问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，具有表面光泽度高、表面不沾灰易于清洁、尺寸稳定性高、耐刮擦和抗冲性好、不易黄变等优点。
本发明的目的还在于提供一种前述高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料的制备方法。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
一种高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，由包括如下重量份数的组分制成：聚丙烯80-90份、改性纳米碳酸钙10-25份、有机磷酸盐类成核剂0.3-0.5份、含氟功能母粒6-7份、超高分子量聚二甲基硅氧烷2-4份、改性硅灰石2-3份、增韧剂5-10份、抗静电剂0.5-1份、光亮剂0.3-0.4份、抗氧剂0.1-0.5份、光稳定剂0.1-0.5份、分散剂0.1-0.5份。
优选地，所述的聚丙烯为等规均聚聚丙烯与双峰聚丙烯的混合物，其中等规均聚聚丙烯的熔指为1-30g/10min，等规指数≥98.5％。
优选地，所述的含氟功能母粒由包括如下重量份数的组分经挤出机熔融挤出、低温模头热切切粒后干燥制得：全氟乙烯丙烯共聚物3-5份、硅酮粉2-4份、热塑性聚四氟乙烯1-2份、油酸酰胺改性3-氯丙基三甲氧基硅烷1-2份、聚乙烯醇0.5-1份、增韧剂1-3份、抗氧剂0.2-0.3份、分散剂0.1-0.5份。通过各物料之间的合理配比制成的功能母粒可以改善聚合物熔融流动性及脱模性能，加快挤出速率，改善制品的尺寸稳定性能、耐热稳定性，最重要是能改善耐刮擦性能，其中含氟物料与油酸酰胺改性3-氯丙基三甲氧基硅烷可使聚丙烯材料表面呈疏水性，使制品表面具有良好的排污和清洁性，制品表面更容易清洁，不易沾灰尘。
优选地，所述的增韧剂为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物。引入增韧剂可以增强物料之间的分散，提高聚丙烯材料的韧性，能够改善加工性能，具有填充、增强及增韧的作用。
优选地，所述的改性硅灰石的制备方法包括：利用粉碎机将硅灰石微粉碎为粒度小于100um的粒子，之后与改性剂硬脂酸、去离子水一起加入高速混合机中，在50℃下混合15min，洗涤、干燥后得到成品，其中，硬脂酸、硅灰石、去离子水的质量比为0.3：10：10。引入改性硅灰石能够改善聚丙烯材料的耐温性、提高压缩变形、改善耐刮擦性能。
优选地，所述的超高分子量聚二甲基硅氧烷的数均分子量100-150万。引入超高分子量聚二甲基硅氧烷可以有效避免物料迁移到制品表面，提高耐刮擦、尺寸稳定性。
优选地，所述的改性纳米碳酸钙的制备过程包括：将钛酸酯偶联剂分散于丙酮中，配制成质量分数为5％的钛酸酯偶联剂丙酮分散液；再将纳米碳酸钙加入到上述分散液中，在60℃下超声2h后过滤，洗涤纳米碳酸钙滤饼并真空干燥，即得改性纳米碳酸钙；其中，钛酸酯偶联剂的质量为纳米碳酸钙质量的5％。引入改性纳米碳酸钙可以增强制品表面的光泽，使纳米碳酸钙与其他物料之间的附着更好，在聚丙烯材料中更容易分散均匀，也降低了成本。
优选地，所述的光亮剂为硬脂酸、十八醇与二甲基硅油按质量比2：1：1形成的混合物。光亮剂有益于促进制品表面更加光亮，提高光泽度。
一种前述高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
按设定比例称取各组分，之后将称量好的聚丙烯、改性纳米碳酸钙、有机磷酸盐类成核剂、含氟功能母粒、超高分子量聚二甲基硅氧烷、改性硅灰石、增韧剂、抗静电剂、光亮剂、抗氧剂、光稳定剂、分散剂加入到高速混合机中，在常温下搅拌30min，得到混合物料，之后将混合物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混挤出、冷却干燥、造粒、均化，得到成品，其中双螺杆挤出机的工艺条件为：螺杆温度185-230℃，螺杆转速150-180r/min。
与现有技术相比，本发明的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，通过在聚丙烯中引入改性纳米碳酸钙、有机磷酸盐类成核剂、含氟功能母粒、超高分子量聚二甲基硅氧烷、改性硅灰石、增韧剂、抗静电剂、光亮剂、抗氧剂、光稳定剂、分散剂等，协同增效，具有表面光泽度高、表面不沾灰易于清洁、尺寸稳定性高、抗冲性好、不易黄变等优点，通过在聚丙烯中引入改性纳米碳酸钙、光亮剂、成核剂、增韧剂等增强聚丙烯制品的光泽度，同时引入含氟功能母粒、超高分子量聚二甲基硅氧烷、改性硅灰石等增强聚丙烯制品的尺寸稳定性、抗冲耐刮擦和易于清洁等特性，使得聚丙烯材料应用于家用电器(如电风扇、电饭锅、空调、洗衣机等)的外壳或用具，可以形成疏水表面保持良好的清洁和抗污特性，提高了制品的刚性、韧性、光洁度以及弯曲强度，改善了制品的尺寸稳定性能、耐热稳定性、耐刮擦性以及不易黄变的特性。
上述是发明技术方案的概述，以下结合具体实施方式，对本发明做进一步说明。
具体实施方式：
为了使本发明的目的和技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例作详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本实施方式中，聚丙烯优选为等规均聚聚丙烯与双峰聚丙烯的混合物，其中等规均聚聚丙烯的熔指为1-30g/10min，等规指数≥98.5％；增韧剂优选为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物；超高分子量聚二甲基硅氧烷的数均分子量优选为100-150万；光亮剂优选为硬脂酸、十八醇与二甲基硅油按质量比2：1：1形成的混合物；光稳定剂优选为纳米TiO2、苯***甲酚类、草酰胺类、受阻胺类中的一种或几种的复配体系；抗静电剂优选为氟化烷基磺酸盐、十八烷基咪唑啉、烷基磷酸酯抗静电剂中的任一种；分散剂优选为分散剂为TAF(乙撑双脂肪酸酰胺)、EBS(乙烯基双硬脂酰胺)或褐煤蜡中的一种或几种的复配体系；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂405中的一种或几种的复配。
在本实施方式中改性硅灰石的制备方法包括：利用粉碎机将硅灰石微粉碎为粒度小于100um的粒子，之后与改性剂硬脂酸、去离子水一起加入高速混合机中，在50℃下混合15min，洗涤、干燥后得到成品，其中，硬脂酸、硅灰石、去离子水的质量比为0.3：10：10。改性纳米碳酸钙的制备过程包括：将钛酸酯偶联剂分散于丙酮中，配制成质量分数为5％的钛酸酯偶联剂丙酮分散液；再将纳米碳酸钙加入到上述分散液中，在60℃下超声2h后过滤，洗涤纳米碳酸钙滤饼并真空干燥，即得改性纳米碳酸钙；其中，钛酸酯偶联剂的质量为纳米碳酸钙质量的5％。
实施例1：本实施例中的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，按重量份计，包括如下组分制成：聚丙烯80份、改性纳米碳酸钙25份、有机磷酸盐类成核剂0.3份、含氟功能母粒7份、超高分子量聚二甲基硅氧烷2份、改性硅灰石3份、增韧剂5份、抗静电剂1份、光亮剂0.3份、抗氧剂0.5份、光稳定剂0.1份、分散剂0.5份。
其中，含氟功能母粒通过包括如下重量份数的组分经挤出机熔融挤出、低温模头热切切粒后干燥制得：全氟乙烯丙烯共聚物3份、硅酮粉4份、热塑性聚四氟乙烯1份、油酸酰胺改性3-氯丙基三甲氧基硅烷1份、聚乙烯醇0.5份、增韧剂1份、抗氧剂0.2份、分散剂0.1份。
实施例2：本实施例中的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，按重量份计，包括如下组分制成：聚丙烯90份、改性纳米碳酸钙10份、有机磷酸盐类成核剂0.5份、含氟功能母粒6份、超高分子量聚二甲基硅氧烷4份、改性硅灰石2份、增韧剂10份、抗静电剂0.5份、光亮剂0.4份、抗氧剂0.1份、光稳定剂0.5份、分散剂0.1份。
其中，含氟功能母粒通过包括如下重量份数的组分经挤出机熔融挤出、低温模头热切切粒后干燥制得：全氟乙烯丙烯共聚物5份、硅酮粉3份、热塑性聚四氟乙烯1份、油酸酰胺改性3-氯丙基三甲氧基硅烷2份、聚乙烯醇0.5份、增韧剂3份、抗氧剂0.3份、分散剂0.5份。
实施例3：本实施例中的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，按重量份计，包括如下组分制成：聚丙烯85份、改性纳米碳酸钙15份、有机磷酸盐类成核剂0.4份、含氟功能母粒6份、超高分子量聚二甲基硅氧烷3份、改性硅灰石2份、增韧剂6份、抗静电剂0.6份、光亮剂0.4份、抗氧剂0.3份、光稳定剂0.2份、分散剂0.2份。
其中，含氟功能母粒通过包括如下重量份数的组分经挤出机熔融挤出、低温模头热切切粒后干燥制得：全氟乙烯丙烯共聚物4份、硅酮粉2份、热塑性聚四氟乙烯1份、油酸酰胺改性3-氯丙基三甲氧基硅烷1份、聚乙烯醇1份、增韧剂1份、抗氧剂0.2份、分散剂0.4份。
实施例4：本实施例中的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，按重量份计，包括如下组分制成：聚丙烯82份、改性纳米碳酸钙21份、有机磷酸盐类成核剂0.3份、含氟功能母粒7份、超高分子量聚二甲基硅氧烷4份、改性硅灰石3份、增韧剂8份、抗静电剂0.8份、光亮剂0.3份、抗氧剂0.2份、光稳定剂0.4份、分散剂0.5份。
其中，含氟功能母粒通过包括如下重量份数的组分经挤出机熔融挤出、低温模头热切切粒后干燥制得：全氟乙烯丙烯共聚物3份、硅酮粉4份、热塑性聚四氟乙烯2份、油酸酰胺改性3-氯丙基三甲氧基硅烷2份、聚乙烯醇0.6份、增韧剂2份、抗氧剂0.3份、分散剂0.1-0.5份。
实施例5：本实施例提供上述实施例1、实施例2、实施例3或实施例4的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料的制备方法，具体过程如下：
按设定比例称取各组分，之后将称量好的聚丙烯、有机酸盐类成核剂、超高分子量甲基硅氧烷聚合物、含氟功能母粒、硅灰石、纳米碳酸钙、增韧剂、抗静电剂、抗氧剂、光稳定剂、分散剂加入到高速混合机中，在常温下搅拌30min，得到混合物料，之后将混合物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混挤出、冷却干燥、造粒、均化，得到成品。其中双螺杆挤出机的工艺条件为：螺杆温度185-230℃，螺杆转速150-180r/min。
将所得物料干燥后制成测试样品进行性能测试，经实际测试显示出，聚丙烯材料的机械性能得到明显的改善和提高，加工性能好，韧性好，热变形温度在135度以上时才发生形变且不黄变，耐热、耐候性好，光泽度达到80以上，表面光泽度比较高，所制成的制品的表面容易清洁，不易沾灰尘，尺寸稳定性好，具有长久的耐刮擦性能。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，其特征在于，由包括如下重量份数的组分制成：聚丙烯80-90份、改性纳米碳酸钙10-25份、有机磷酸盐类成核剂0.3-0.5份、含氟功能母粒6-7份、超高分子量聚二甲基硅氧烷2-4份、改性硅灰石2-3份、增韧剂5-10份、抗静电剂0.5-1份、光亮剂0.3-0.4份、抗氧剂0.1-0.5份、光稳定剂0.1-0.5份、分散剂0.1-0.5份。
2.如权利要求1所述的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯为等规均聚聚丙烯与双峰聚丙烯的混合物，其中等规均聚聚丙烯的熔指为1-30g/10min，等规指数≥98.5％。
3.如权利要求1所述的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，其特征在于，所述的含氟功能母粒由包括如下重量份数的组分经挤出机熔融挤出、低温模头热切切粒后干燥制得：全氟乙烯丙烯共聚物3-5份、硅酮粉2-4份、热塑性聚四氟乙烯1-2份、油酸酰胺改性3-氯丙基三甲氧基硅烷1-2份、聚乙烯醇0.5-1份、增韧剂1-3份、抗氧剂0.2-0.3份、分散剂0.1-0.5份。
4.如权利要求1或3所述的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，其特征在于，所述的增韧剂为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物。
5.如权利要求1所述的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，其特征在于，所述的改性硅灰石的制备方法包括：利用粉碎机将硅灰石微粉碎为粒度小于100um的粒子，之后与改性剂硬脂酸、去离子水一起加入高速混合机中，在50℃下混合15min，洗涤、干燥后得到成品，其中，硬脂酸、硅灰石、去离子水的质量比为0.3：10：10。
6.如权利要求1所述的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，其特征在于，所述的超高分子量聚二甲基硅氧烷的数均分子量100-150万。
7.如权利要求1所述的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，其特征在于，所述的改性纳米碳酸钙的制备过程包括：将钛酸酯偶联剂分散于丙酮中，配制成质量分数为5％的钛酸酯偶联剂丙酮分散液；再将纳米碳酸钙加入到上述分散液中，在60℃下超声2h后过滤，洗涤纳米碳酸钙滤饼并真空干燥，即得改性纳米碳酸钙；其中，钛酸酯偶联剂的质量为纳米碳酸钙质量的5％。
8.如权利要求1所述的高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料，其特征在于，所述的光亮剂为硬脂酸、十八醇与二甲基硅油按质量比2：1：1形成的混合物。
9.一种权利要求1-8任一所述高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按设定比例称取各组分，之后将称量好的聚丙烯、改性纳米碳酸钙、有机磷酸盐类成核剂、含氟功能母粒、超高分子量聚二甲基硅氧烷、改性硅灰石、增韧剂、抗静电剂、光亮剂、抗氧剂、光稳定剂、分散剂加入到高速混合机中，在常温下搅拌30min，得到混合物料，之后将混合物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混挤出、冷却干燥、造粒、均化，得到成品，其中双螺杆挤出机的工艺条件为：螺杆温度185-230℃，螺杆转速150-180r/min。
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