CN110655710A - 一种耐刮擦抗冲聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种耐刮擦抗冲聚丙烯材料及其制备方法，由以下组分组成：聚丙烯、增韧剂、聚偏氟乙烯、增塑剂、光稳剂、抗氧剂；所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯，其组分中聚乙烯的含量≥7%，拉伸断裂伸长率≥350%。本发明制备的耐刮擦抗冲聚丙烯材料，通过使用高延展性、低结晶度的无规共聚聚丙烯材料，使得材料具备优良的剪切‑回弹效果，再加入一定量复配的的增韧剂，进一步提高了材料的韧性、降低了材料在受到刮擦时的刮痕深度；同时加入到材料中的聚偏氟乙烯组分，提高了材料表面的光洁度，降低了摩擦阻力，提升了材料的耐刮擦性能。

Description

一种耐刮擦抗冲聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及改性材料技术领域，具体地，本发明涉及一种耐刮擦抗冲聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
耐刮擦性是指材料抵御外力作用所引起的可见划痕的能力。当这种抵抗能力不够强时，材料表层发生塑性形变，表面就会被破坏而产生刮痕。聚丙烯材料因其优异的物性而已被广泛地应用于汽车、电器、日用品等领域，且有向新领域扩展的趋势。然而，聚丙烯的表面容易被外界力刮伤，很大程度上会影响制品的外观，而且在制品表面产生的刮痕会导致应力集中，限制了它的应用。因此，改善聚丙烯复合材料的表面的耐刮擦性能，有助于聚丙烯材料的进一步发展。
目前提高聚丙烯材料的耐刮擦性能的途径多集中在提高表面硬度、提高表面韧性并加入耐刮擦助剂的方式来达到，但这些方法通常会不适量地加入大量的其他物质，严重影响材料的性能，并使得材料成本大幅增加。因此，研发出高性能低成本的耐刮擦聚丙烯材料的需求已日渐迫切。
发明内容
为应对现有技术的不足，本发明提供一种用于解决高性能低成本的耐刮擦抗冲聚丙烯材料及其制备方法。
其技术方案如下：一种耐刮擦抗冲聚丙烯材料，由以下组分按重量份数组成：
Figure BDA0001713790340000011
所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯，其组分中聚乙烯的含量≥7％，拉伸断裂伸长率≥350％。
进一步的，所述增韧剂为线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶和乙烯-辛烯接枝共聚物以质量比为1：1：2的混合。
进一步的，所述增塑剂为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡或二者以质量比为1：1的混合。
进一步的，所述光稳剂为受阻胺类紫外光吸收剂。
进一步的，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八醇酯(1076)、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、硫代二丙酸双十八醇酯(DSTDP)中的至少三种。
一种耐刮擦抗冲聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯75-85份，增韧剂10-15份，聚偏氟乙烯5-10份，增塑剂0.1-0.3份；光稳剂0.1-0.3份；抗氧剂0.4-0.6份加入高混机进行混合10min；将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，冷却切粒后得到耐刮擦抗冲聚丙烯材料粒料。
进一步的，所述的双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-160℃、160-175℃、175-185℃、185-195℃、190-200℃、190-200℃、190-200℃、190-200℃、190-200℃、200-210℃。
本发明的有益之处在于：聚丙烯为无规共聚聚丙烯，其组分中聚乙烯的含量≥7％，拉伸断裂伸长率≥350％；由其制得材料的性能测试可以看出，本申请的拉伸强度、拉伸断裂伸长率、弯曲模量、缺口冲击强度、洛氏强度、耐刮擦性能均有较为明显的提高；对于制得本申请中的耐刮擦抗冲聚丙烯材料粒料具有重要的作用。
聚偏氟乙烯的加入可以改善本申请制得材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口冲击强度、耐刮擦性能；
复配的增韧剂能显著提高材料的拉伸断裂伸长率、缺口冲击强度、耐刮擦性能。
本发明所得到的材料的耐刮擦性能测试结果为0.21-0.29；相对于对1-对3测得的结果为0.94-1.88，本申请制得材料具有极佳的耐刮擦性能，而使用结晶度较高的嵌段共聚聚丙烯材料作为基料时，材料的耐刮擦性能迅速降低；在基料中添加的聚偏氟乙烯对最终材料的耐刮擦性能有较为明显的提升，而增韧剂则提升了材料的力学性能。本发明制备的耐刮擦抗冲聚丙烯材料，通过使用高延展性、低结晶度的无规共聚聚丙烯材料，使得材料具备优良的剪切-回弹效果，再加入一定量复配的的增韧剂，进一步提高了材料的韧性、降低了材料在受到刮擦时的刮痕深度；同时加入到材料中的聚偏氟乙烯组分，提高了材料表面的光洁度，降低了摩擦阻力，提升了材料的耐刮擦性能。
具体实施方式
实施例中所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯，其组分中聚乙烯的含量≥7％，拉伸断裂伸长率≥350％；
实施例中增韧剂为线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶和乙烯-辛烯接枝共聚物以质量比为1：1：2的混合；
实施例中所述增塑剂为聚丙烯蜡或聚乙烯蜡或二者以质量比为1：1的混合；
实施例中所述光稳剂为受阻胺类紫外光吸收剂；
实施例中所述抗氧剂为为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八醇酯(1076)、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、硫代二丙酸双十八醇酯(DSTDP)中的至少三种。
实施例1
将聚丙烯75份，增韧剂15份，聚偏氟乙烯10份，增塑剂0.1份，光稳剂0.1份，抗氧剂0.4份加入高混机进行混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，冷却切粒后得到耐刮擦抗冲聚丙烯材料粒料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150℃、160℃、175℃、185℃、190℃、190℃、190℃、190℃、190℃、200℃。
实施例2
将聚丙烯80份，增韧剂10份，聚偏氟乙烯10份，增塑剂0.3份，光稳剂0.3份，抗氧剂0.6份加入高混机进行混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，冷却切粒后得到耐刮擦抗冲聚丙烯材料粒料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是155℃、165℃、170℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、195℃、205℃。
实施例3
将聚丙烯85份，增韧剂10份，聚偏氟乙烯5份，增塑剂0.2份，光稳剂0.2份，抗氧剂0.5份加入高混机进行混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，冷却切粒后得到耐刮擦抗冲聚丙烯材料粒料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是160℃、175℃、185℃、195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、200℃、210℃。
对比例1
将嵌段共聚聚丙烯80份(聚乙烯含量：4％，拉伸断裂伸长率：70％)，增韧剂10份，聚偏氟乙烯10份，增塑剂0.2份，光稳剂0.2份，抗氧剂0.5份加入高混机进行混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，冷却切粒后得到耐刮擦抗冲聚丙烯材料粒料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是155℃、165℃、170℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、195℃、205℃。
对比例2
将聚丙烯90份，增韧剂10份，增塑剂0.2份，光稳剂0.2份，抗氧剂0.5份加入高混机进行混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，冷却切粒后得到耐刮擦抗冲聚丙烯材料粒料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是155℃、165℃、170℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、195℃、205℃。
对比例3
将聚丙烯85份，聚偏氟乙烯5份，乙烯-辛烯共聚物增韧剂10份，增塑剂0.2份，光稳剂0.2份，抗氧剂0.5份加入高混机进行混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，冷却切粒后得到耐刮擦抗冲聚丙烯材料粒料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是155℃、165℃、170℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、195℃、205℃。
将上述实施例1-3以及对比例1-3制得的聚丙烯复合材料主要物性指标根据相关检测标准测试，其拉伸强度、拉伸断裂伸长率、弯曲模量、Izod缺口冲击强度、洛氏硬度、耐刮擦性ΔL的检测标准与检测结果如下表1所示：
表1:实施例1-3及对比例1-3制得材料主要物性测试结果
Figure BDA0001713790340000041
由上可以看出，本发明的实施例2与对1的区别在于本申请使用的聚丙烯为无规共聚聚丙烯，其组分中聚乙烯的含量≥7％，拉伸断裂伸长率≥350％；而对1中的聚丙烯则是为聚乙烯含量为4％，拉伸断裂伸长率为70％；由其制得材料的性能测试可以看出，本申请的拉伸强度、拉伸断裂伸长率、弯曲模量、缺口冲击强度、洛氏强度、耐刮擦性能均有较为明显的提高；由此可见，本申请选择的无规共聚聚丙烯，其组分中聚乙烯的含量≥7％，拉伸断裂伸长率≥350％对于制得本申请中的耐刮擦抗冲聚丙烯材料粒料具有重要的作用。
实施例2与对比例2对比，其区别特征在于是否含有聚偏氟乙烯，本申请中含有10份的聚偏氟乙烯，对1中未含有聚偏氟乙烯；根据其性能测试可以看出，本申请制得材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口冲击强度、耐刮擦性能较优于对2制得材料；
本申请的实施例3与对3的区别点在于增韧剂是否为复配的。实施例3中的复配增韧剂的拉伸断裂伸长率、缺口冲击强度、耐刮擦性能都能明显优于对3的性能，由上可见，本申请的复配增韧剂具有增强拉伸断裂伸长率、增大缺口冲击强度、减小耐刮擦性能系数的有益效果。
本发明所得到的材料的耐刮擦性能测试结果为0.21-0.29；相对于对1-对3测得的结果为0.94-1.88，本申请制得材料具有极佳的耐刮擦性能，而使用结晶度较高的嵌段共聚聚丙烯材料作为基料时，材料的耐刮擦性能迅速降低；在基料中添加的聚偏氟乙烯对最终材料的耐刮擦性能有较为明显的提升，而增韧剂则提升了材料的力学性能。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种耐刮擦抗冲聚丙烯材料，其特征在于：由以下组分按重量份数组成：
聚丙烯 75-85份；
增韧剂 10-15份；
聚偏氟乙烯 5-10份；
增塑剂 0.1-0.3份；
光稳剂 0.1-0.3份；
抗氧剂 0.4-0.6份；
所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯，其组分中聚乙烯的含量≥7%，拉伸断裂伸长率≥350%。
2.根据权利要求1所述的耐刮擦抗冲聚丙烯材料，其特征在于：所述增韧剂为线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶和乙烯-辛烯接枝共聚物以质量比为1：1：2的混合。
3.根据权利要求1所述的耐刮擦抗冲聚丙烯材料，其特征在于：所述增塑剂为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡或二者以质量比为1：1的混合。
4.根据权利要求1所述的耐刮擦抗冲聚丙烯材料，其特征在于：所述光稳剂为受阻胺类紫外光吸收剂。
5.根据权利要求1所述的耐刮擦抗冲聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5- 二叔丁基4- 羟基苯基) 丙酸]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八醇酯、三-(2，4- 二叔丁基苯基) 亚磷酸酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的至少三种。
6.如权利要求1-5任一项所述的耐刮擦抗冲聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将聚丙烯75-85份，增韧剂10-15份，聚偏氟乙烯5-10份，增塑剂0.1-0.3份；光稳剂0.1-0.3份；抗氧剂0.4-0.6份；加入高混机进行混合；将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，冷却切粒后得到耐刮擦抗冲聚丙烯材料粒料。
7.根据权利要求6所述的耐刮擦抗冲聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-160℃、160-175℃、175-185℃、185-195℃、190-200℃、190-200℃、190-200℃、190-200℃、190-200℃、200-210℃。
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