CN108530757A - 一种洗衣机提升筋用改性聚丙烯材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种洗衣机提升筋用改性聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将聚丙烯树脂、焦糖粉、聚四氟乙烯配比共混制得改性母料；S2、将改性母料18‑25份、聚丙烯树脂100份、碳纤维5.5‑8.0份继续在较低的温度下进行机械剪切共混；S3、将混合均匀的物料置于挤出机供料槽内，以10‑15℃/min的升温速率升温至100‑160℃，恒温10‑15min，挤出并进行热切粒即获得增强型改性聚丙烯材料，本发明中所述物料份数均为质量份。本发明的改性方法能够在增强聚丙烯的韧性的前提下、显著提高其抗冲击性能、耐磨性能，并能改善聚丙烯的成型性能。

Description

一种洗衣机提升筋用改性聚丙烯材料的制备方法
技术领域
本发明涉及塑料改性技术领域，尤其涉及一种洗衣机提升筋用改性聚丙烯材料的制备方法。
背景技术
聚丙烯为无毒、无臭的乳白色高结晶的聚合物，耐热、耐腐蚀、密度小，是最轻的通用塑料，缺点是耐低温冲击性差、较易老化，通过共混改性可以简单而有效的改进聚合物的耐低温冲击性、透明度、着色性、疲劳性能等，EPDM、SBS、EVA等弹性体与PP共混后，材料中的弹性体微粒能够吸收部分冲击能量，并作为应力集中剂来诱发和抑制裂纹增长，使PP由脆性断裂转变为延性断裂，使其冲击强度大幅度提升，有效改善PP的韧性。PA、ABS等刚性聚合物与PP共混则可以在增韧的同时保证材料的强度和刚性。但是由于这类刚性聚合物都是极性聚合物，与PP的相容性较差，在改性时必须加入合适的增容体系，这就大大增加了共混改性配方的复杂度，然而采用上述方法改性后的聚丙烯材料仍然不能克服其收缩率大的弊端，对于洗衣机提升筋制品而言，其成型表面容易凹陷、使得制品的尺寸稳定性不佳。
而碳纤维作为一种新型的纤维材料，也已经有研究将其作为聚丙烯的改性填料使用，碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，采用碳纤维进行改性后能在一定程度上改善聚丙烯材料的成型性能，但是现有的碳纤维改性方法需要先对碳纤维进行复杂的界面处理，提高其与聚丙烯的相容性。
发明内容
为了解决上述技术问题，提供一种改性工艺简单且成型稳定性好的改性聚丙烯材料的制备方法，本发明提供以下技术方案：
一种洗衣机提升筋用改性聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯树脂3-5份、焦糖粉2.8-4.5份、聚四氟乙烯5.5-6.5份在低于20℃的条件下进行机械剪切共混制得改性母料，机械剪切转速为1000-3000r/min，剪切时间为5-6min；
本发明的改性母料创新的使用了焦糖粉这一食用原料，通过其与聚四氟乙烯的适宜配比，能够在不影响整体流动速率的前提下、减小改性聚丙烯材料后期成型的收缩率，使得制品的尺寸稳定性大大提高，并能够显著提高改性材料的韧性，且焦糖粉与聚四氟乙烯必须配伍使用，若仅添加焦糖粉在造粒过程中熔体易粘附、塑料粒子表面易产生细微龟裂，若仅添加聚四氟乙烯又无法起到减小收缩率的作用，而在母料中添加部分聚丙烯原料则是为了使得下一步混合时相容性更佳，同时，改性母料分散的均匀性对后期改性材料的力学性能影响显著，而碳纤维不耐剪切，因此在后期添加碳纤维之前必须先进行高速剪切。
S2、将改性母料18-25份、聚丙烯树脂100份、碳纤维5.5-8.0份继续在低于20℃的条件下进行机械剪切共混，机械剪切转速为200-300r/min，剪切时间为30-45min；本步骤采用低速、长周期的剪切方式，在避免碳纤维遭到破坏的前提下使得原料分散均匀；碳纤维的添加比需要适宜，比例过高会造成成本过高、且韧性随着添加比例的提高反而会下降。
S3、将混合均匀的物料置于挤出机供料槽内，以10-15℃/min的升温速率升温至100-160℃，恒温10-15min，挤出并进行热切粒即获得增强型改性聚丙烯材料。本步骤采用较为快速的升温方法，避免在升温过程中出现熔体内部的异常流动。
进一步的，所述聚丙烯树脂的熔体流动速率小于5g/10min，本发明采用熔体流动速率(MFR)较低的原料，其流动性相对较小，也能够在一定程度上避免热切粒过程中由于过高的流动性造成的粒料局部差异过大的问题。
进一步的，所述焦糖粉采用挤压法制备得到，含水率小于3％，含水率过高会影响分散性，原则上含水率越低越好，但是含水率的进一步降低将造成其本身的生产成本快速增加。
本发明的有益效果在于：利用碳纤维进行聚丙烯材料的改性，能够使得其强度与刚性显著提高，且相比现有的碳纤维改性方法具有处理工艺简单、可控性高的优点；本发明利用焦糖粉进行聚丙烯材料的改性，能够大大提高改性材料的韧性；本发明利用焦糖粉与聚四氟乙烯的配伍使得在不影响整体流动速率的前提下、减小改性聚丙烯材料后期成型的收缩率，使得制品的尺寸稳定性大大提高；本发明配方简单、不需另外添加相容剂，大大简化了配方难度。
具体实施方式
实施例1、
一种洗衣机提升筋用改性聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯树脂4份、焦糖粉3.5份、聚四氟乙烯6份，在低于20℃的条件下进行机械剪切共混制得改性母料，机械剪切转速为2000r/min，剪切时间为5.5min；
S2、将改性母料21份、聚丙烯树脂100份、碳纤维6.5份继续在低于20℃的条件下进行机械剪切共混，机械剪切转速为250r/min，剪切时间为40min；
S3、将混合均匀的物料置于挤出机供料槽内，以12℃/min的升温速率升温至150℃，恒温15min，挤出并进行热切粒即获得增强型改性聚丙烯材料。
实施例2、
改性母料配方为：聚丙烯树脂4份、焦糖粉2.8份、聚四氟乙烯6份，其余制备方法均与实施例1一致。
实施例3、
改性母料配方为：聚丙烯树脂4份、焦糖粉4.5份、聚四氟乙烯6份，其余制备方法均与实施例1一致。
实施例4、
改性母料配方为：聚丙烯树脂5份、焦糖粉3.5份、聚四氟乙烯6份，其余制备方法与实施例1一致。
实施例5、
改性母料配方为：聚丙烯树脂4份、焦糖粉3.5份、聚四氟乙烯5.5份，其余制备方法与实施例1一致。
实施例6、
改性母料配方为：聚丙烯树脂4份、焦糖粉3.5份、聚四氟乙烯6.5份，其余制备方法与实施例1一致。
实施例7、
步骤S2中将改性母料18份、聚丙烯树脂100份、碳纤维6.5份进行机械共混，其余步骤均与实施例1一致。
实施例8、
步骤S2中将改性母料25份、聚丙烯树脂100份、碳纤维6.5份进行机械共混，其余步骤均与实施例1一致。
实施例9、
步骤S2中将改性母料21份、聚丙烯树脂100份、碳纤维5.5份进行机械共混，其余步骤均与实施例1一致。
实施例10、
步骤S2中将改性母料21份、聚丙烯树脂100份、碳纤维8份进行机械共混，其余步骤均与实施例1一致。
实施例11、
步骤S1中机械剪切转速为1000r/min，其余步骤均与实施例1一致。
实施例12、
步骤S2中机械剪切转速为200r/min，其余步骤均与实施例1一致。
对比例1、
改性母料配方中不含聚四氟乙烯，其余均与实施例1相同。
对比例2、
改性母料配方中不含焦糖粉，其余均与实施例1相同。
对比例3、
直接将聚丙烯树脂106份、焦糖粉5.4份、聚四氟乙烯9.3份直接进行机械剪切共混，机械剪切转速为2000r/min，剪切时间为5.5min。
分别对上述实施例1-12、对比例1-3制备的改性聚丙烯粒子进行挤塑成型，制得洗衣机提升筋，并分别对其进行检测，测试数据如下表：
对比分析实施例1-3可知，焦糖粉的添加份数对于改性材料的光泽度、硬度、韧性以及抗冲击强度均具有一定的影响；对比分析实施例1与对比例2可知，若不添加焦糖粉，改性材料的收缩率也将大大增加、不利于成型制品的尺寸稳定性，且耐刮伤性能、韧性、抗冲击强度也均有吗明显的下降；对比分析实施例1、实施例4可知，改性母料中聚丙烯树脂的含量对于收缩率、以及表面硬度具有一定的影响；对比分析实施例1、5、6可知，聚四氟乙烯的添加份数对于收缩率具有一定的影响，对比分析实施例1与对比例1可知，若不添加聚四氟乙烯，则材料的收缩率显著增加、耐刮伤性能及韧性也显著下降；对比分析实施例1、7、8可知，改性母料的添加份数对于收缩率计韧性具有一定的影响；对比分析实施例1、9、10可知，碳纤维的添加份数对于表面硬度、以及抗冲击强度具有显著的影响；对比分析实施例1、11、12可知，步骤S1与步骤S2中机械剪切的转速对表面硬度、收缩率、抗冲击性能具有显著的影响；对比分析实施例1与对比例3可知，本发明的分步式的共混工艺对于材料的耐刮伤性能、韧性和抗冲击性能具有显著的影响。

Claims (3)

1.一种洗衣机提升筋用改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将聚丙烯树脂3-5份、焦糖粉2.8-4.5份、聚四氟乙烯5.5-6.5份在低于20℃的条件下进行机械剪切共混制得改性母料，机械剪切转速为1000-3000r/min，剪切时间为5-6min；
S2、将改性母料18-25份、聚丙烯树脂100份、碳纤维5.5-8.0份继续在低于20℃的条件下进行机械剪切共混，机械剪切转速为200-300r/min，剪切时间为30-45min；
S3、将混合均匀的物料置于挤出机供料槽内，以10-15℃/min的升温速率升温至100-160℃，恒温10-15min，挤出并进行热切粒即获得增强型改性聚丙烯材料。
2.如权利要求1所述的一种洗衣机提升筋用改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：所述聚丙烯树脂的熔体流动速率小于5g/10min。
3.如权利要求1所述的一种洗衣机提升筋用改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：所述焦糖粉采用挤压法制备得到，含水率小于3％。
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CN105219118A (zh) * 2015-11-11 2016-01-06 上海智高贸易有限公司 一种连续纤维增强高耐磨性塑料及其制备方法
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