CN109320851A - 耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法，包括以下组分：聚丙烯树脂55～65份、硅灰石20～30份、耐刮擦剂0.6～1.2份、热稳定剂0.2～0.8份、硅烷偶联剂1～3份、增韧剂6～12份、抗氧剂0.2～0.8份及润滑剂0.6～1.8份；耐刮擦剂为四硼化亿与纳米氧化锆组成的混合物，所述四硼化亿与纳米氧化锆的质量之比为7～9:1。制备方法：1)先将占总质量30～40％的耐刮擦剂、硅烷偶联剂、占总质量30～40％的聚丙烯树脂及占总质量10～20％的增韧剂混合均匀，用密炼机出机制备母粒；2)将步骤1)得到的母粒与余下组分混合，经双螺杆挤出机中在210～240℃熔融混合分散，挤出造粒，即可。该聚丙烯材料具有优异的耐刮擦性能与环保性。

Description

耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料技术领域，具体涉及一种耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯作为一种通用塑料，进入了日常生活的各个角落，经过矿粉改性的聚丙烯材料凭借其良好的刚性，较低的收缩率和变形，在家用电器上得到了广泛的运用。当前使用多的方法是在聚丙烯基体中添加弹性体材料来提高冲击强度，通过引入10-40％滑石粉、云母粉、硅灰石、高岭土等填料来提高拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量，通过引入耐划伤剂如硅酮母粒、含酰胺类树脂来提高耐划伤性能。
目前市场上常用的改善聚丙烯耐刮擦性能的是采用酰胺类爽滑剂(如芥酸酰胺和油酸酰胺等)。当酰胺类爽滑剂被加入进聚丙烯基体以后，会逐渐迁移到聚合物产品的表面，从而减少了零件表面的摩擦系数同时也降低了刮痕的可见度。然而芥酸酰胺或油酸酰胺等爽滑剂都是低分子量物质，因此当它们迁移到材料表面以后就会影响到材料的气味和散发特性，此外芥酸酰胺、油酸酰胺等酰胺类爽滑剂还有耐气候性差、可涂饰性不好等问题。而另一种常用的改善聚丙烯耐刮擦性能得助剂是高分子量硅氧烷聚合物。由于这类耐划擦助剂分子量很高，不容易迁移到表面，因此不会影响材料的气味和散发特性。但也正是由于其不容易迁移到材料表面，因此在低添加量的情况下是无法得到理想的耐划擦效果的，而加大这种耐划痕助剂的添加量又会使材料的成本大增。
发明内容
本发明提出一种耐刮擦聚丙烯材料，该聚丙烯材料不仅具有优异的耐刮擦性能，还环保。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种耐刮擦聚丙烯材料，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚丙烯树脂55～65份、硅灰石20～30份、耐刮擦剂0.6～1.2份、热稳定剂0.2～0.8份、硅烷偶联剂1～3份、增韧剂6～12份、抗氧剂0.2～0.8份及润滑剂0.6～1.8份；所述耐刮擦剂为四硼化亿与纳米氧化锆组成的混合物，所述四硼化亿与纳米氧化锆的质量之比为7～9:1。
优选地，所述硅烷偶联剂为KH550或者KH560。
优选地，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一种或两种。
优选地，所述热稳定剂选自亚酚类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂中的一种或多种。
优选地，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-α-烯烃聚合物或乙烯-丙烯-二烯共聚物中的一种或一种以上。
优选地，所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯与硫代二丙酸双十八醇酯中的一种或多种。
优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡或者聚丙烯蜡。
本发明的另一个目的是提供一种耐刮擦聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
1)先将占总质量30～40％的耐刮擦剂、硅烷偶联剂、占总质量30～40％的聚丙烯树脂及占总质量10～20％的增韧剂混合均匀，用密炼机出机制备母粒；
2)将步骤1)得到的母粒与余下组分混合，经双螺杆挤出机中在210～240℃熔融混合分散，挤出造粒，即可。
本发明的有益效果：
本发明的耐刮擦聚丙烯材料以四硼化亿与纳米氧化锆取代传统的芥酸酰胺和油酸酰胺作为耐刮剂，其仅需添加很少的用量就能达到耐刮擦效果，改善了材料的耐刮擦性能。
具体实施方式
实施例1
一种耐刮擦聚丙烯材料，按照重量份数计算，包括以下组分：
共聚聚丙烯60份、硅灰石26份、耐刮擦剂0.9份、亚酚类热稳定剂0.5份、硅烷偶联剂KH5502份、乙烯-辛烯共聚物8份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.6份及聚乙烯蜡1.2份。耐刮擦剂为四硼化亿与纳米氧化锆组成的混合物，四硼化亿与纳米氧化锆的质量之比为8:1。
制备方法：
1)先将占总质量36％的耐刮擦剂、硅烷偶联剂KH550、占总质量35％的共聚聚丙烯及占总质量15％的乙烯-辛烯共聚物混合均匀，用密炼机出机制备母粒；
2)将步骤1)得到的母粒与余下组分混合，经双螺杆挤出机中在210～240℃熔融混合分散，挤出造粒，即可。
实施例2
一种耐刮擦聚丙烯材料，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚丙烯树脂55份、硅灰石30份、耐刮擦剂0.6份、亚磷酸酯类热稳定剂0.2份、硅烷偶联剂KH5601份、乙烯-α-烯烃聚合物12份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份及聚丙烯蜡0.6份。耐刮擦剂为四硼化亿与纳米氧化锆组成的混合物，四硼化亿与纳米氧化锆的质量之比为9:1。
制备方法：
1)先将占总质量30％的耐刮擦剂、硅烷偶联剂KH560、占总质量30％的均聚聚丙烯及占总质量20％的乙烯-α-烯烃聚合物混合均匀，用密炼机出机制备母粒；
2)将步骤1)得到的母粒与余下组分混合，经双螺杆挤出机中在210～240℃熔融混合分散，挤出造粒，即可。
实施例3
一种耐刮擦聚丙烯材料，按照重量份数计算，包括以下组分：
共聚聚丙烯30份、均聚聚丙烯35份、硅灰石20份、耐刮擦剂1.2份、亚磷酸酯类热稳定剂0.8份、硅烷偶联剂KH5603份、乙烯-辛烯共聚物6份、硫代二丙酸双十八醇酯0.8份及聚乙烯蜡1.8份。耐刮擦剂为四硼化亿与纳米氧化锆组成的混合物，四硼化亿与纳米氧化锆的质量之比为7:1。
制备方法：
1)先将占总质量40％的耐刮擦剂、硅烷偶联剂KH560、占总质量40％的聚丙烯树脂及占总质量10％的乙烯-辛烯共聚物混合均匀，用密炼机出机制备母粒；
2)将步骤1)得到的母粒与余下组分混合，经双螺杆挤出机中在210～240℃熔融混合分散，挤出造粒，即可。
对比例1
一种耐刮擦聚丙烯材料，按照重量份数计算，包括以下组分：
共聚聚丙烯60份、硅灰石26份、芥酸酰胺0.9份、亚酚类热稳定剂0.5份、硅烷偶联剂KH5502份、乙烯-辛烯共聚物8份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.6份及聚乙烯蜡1.2份。
与实施例1基本相同，不同之处在于各组分及含量。
对比例2
一种耐刮擦聚丙烯材料，按照重量份数计算，包括以下组分：
共聚聚丙烯60份、硅灰石26份、四硼化亿0.9份、亚酚类热稳定剂0.5份、硅烷偶联剂KH5502份、乙烯-辛烯共聚物8份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.6份及聚乙烯蜡1.2份。
与实施例1基本相同，不同之处在于各组分及含量。
试验例
将实施例1～3、对比例1与2的耐刮擦聚丙烯材料进行性能测试，拉伸强度测试标准依据ISO 527-2，测试条件：温度23℃，拉伸速率50mm/min；弯曲强度测试标准依据ISO178，测试条件：温度23℃，弯曲速率2mm/min，跨距64mm；缺口冲击强度测试标准依据ISO179-1eA，测试条件：温度23℃；耐刮擦试验按PV3952进行，负荷为10N，通过测定刮擦试样表面的ΔL值(即黑白颜色的变化标度)来评判其耐刮擦性能，ΔL的数值越小，表示材料的耐刮擦性能越好。测定结果见表1。
表1
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐刮擦聚丙烯材料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：
聚丙烯树脂55～65份、硅灰石20～30份、耐刮擦剂0.6～1.2份、热稳定剂0.2～0.8份、硅烷偶联剂1～3份、增韧剂6～12份、抗氧剂0.2～0.8份及润滑剂0.6～1.8份；所述耐刮擦剂为四硼化亿与纳米氧化锆组成的混合物，所述四硼化亿与纳米氧化锆的质量之比为7～9:1。
2.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550或者KH560。
3.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯材料，其特征在于，所述热稳定剂选自亚酚类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯材料，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-α-烯烃聚合物或乙烯-丙烯-二烯共聚物中的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯材料，其特征在于，所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯与硫代二丙酸双十八醇酯中的一种或多种。
7.如权利要求1至6任意一项所述的耐刮擦聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)先将占总质量30～40％的耐刮擦剂、硅烷偶联剂、占总质量30～40％的聚丙烯树脂及占总质量10～20％的增韧剂混合均匀，用密炼机出机制备母粒；
2)将步骤1)得到的母粒与余下组分混合，经双螺杆挤出机中在210～240℃熔融混合分散，挤出造粒，即可。
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