CN110951159B - 聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，所述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物由以下原料制备而成：聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的至少一种；所述耐刮擦剂由立方晶型氮化硼和六方晶型氮化硼组成。该聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物具有高硬度和优异的耐刮擦性能，同时具有良好的机械性能。

Description

聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法。
背景技术
近年来，家电领域，如空调、电冰箱、小家电等使用了大量的聚合物材料作为外观制件，尽管聚合物具有较好的高光效果，但是其由于硬度有限，同时耐刮擦能力很弱。在运输过程中不可避免要出现触碰挤压，在使用过程中表面灰尘的擦拭都有可能导致外观出现划痕等问题，划痕的出现会大大降低了消费者的使用体验，也会降低相关家电的实际使用寿命。因此，提升聚合物材料的耐刮擦性能，在家电领域具有重要的实用意义。
聚酮主要是由一氧化碳和一种或多种含双键的不饱和单体进行交替共聚反应制备得到的一种高分子材料。因其具有优异的耐热性能、耐化学腐蚀性和耐磨性而备受行业关注。目前，现有技术中公开了一系列的聚酮合金材料，例如：中国专利CN201710024474.3公开了一种聚酰胺/聚酮合金材料，该材料通过聚四氟乙烯、硅酮与二硫化钼耐磨剂的配合以获得耐刮擦效果。中国专利201710369133.X公开了一种高耐磨聚酰胺/聚酮合金，其使用聚酰胺、聚酮、相容剂、针状焦和其他助剂配合以获得耐磨性能。中国专利CN201710158000.8公开了一种高光泽耐刮擦聚酰胺组合物及其制备方法，其借助一种球型支化的酰胺类功能性助剂配合聚酮以获得耐刮擦性能。中国专利CN201611072935.6公开了使用再生PC和POK制备的合金材料。中国专利CN201811491013公开了一种抗污染高耐磨聚丙烯材料及其制备方法，该聚丙烯材料以高结晶均聚聚丙烯为基本成分，添加聚酮树脂来提高材料的耐磨性和机械性能，以有机基团改性超高分子量聚硅氧烷作为防污剂来改善合金材料的防水防油性能，提高材料耐磨性。中国专利CN201710615089.6公开了一种电商用抗静电耐磨型聚丙烯复合材料，其中耐磨性能是依靠由氮化硼、MoSi2、二硫化钼和LDPE载体制成的耐磨母粒获得。中国专利CN201611108699.9公开了一种耐磨改性聚对苯二甲酸丁二醇酯，其耐磨性能是依靠石墨烯、氮化硼、碳化硼获得。中国专利CN201611227099.4公开了一种耐磨抗静电型聚酰胺复合材料及其制备方法，其通过改性六方氮化硼微片和碳化硅胶囊的协同作用提高复合材料的耐磨性。中国专利CN201611017997.7公开了六方氮化硼环氧防腐耐磨涂料及其制备方法与应用，其中至少部分苯胺低聚物与六方氮化硼通过物理作用结合，而使六方氮化硼在所述涂料中均匀分散，从而获得良好的耐磨效果。中国专利CN201420007202.9公开了一种导热耐磨填料及其制备方法与含有该导热耐磨填料的导热耐磨塑料基复合材料，即将碳纳米管与立方氮化硼复合制备出导热耐磨填料－碳纳米管-立方氮化硼复合材料，并将其用于塑料中。中国专利CN201210426757.8公开了一种耐磨填料及由其制备的耐磨复合材料和制备方法，通过将立方氮化硼微粉、二硅化钼微粉与聚四氟乙烯微粉复配作为耐磨填料用于塑料基体，制得了一种耐磨复合材料。中国专利CN201710094975.9公开了一种耐刮擦母粒，通过将特定数均分子量的超高分子量聚乙烯、特定粒径的立方氮化硼以及特定马来酸酐接枝率的聚乙烯接枝马来酸酐进行复配制备得到耐刮擦母粒，将其加入到热塑性复合材料中，使得制备得到的热塑性复合材料的耐磨性和耐刮擦性得到提高。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，以使其具有高硬度和优异的耐刮擦性能，同时具有良好的机械性能，可应用于汽车外饰、空调装饰条、小家电外部装饰结构等汽车与家电领域。
具体技术方案如下：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，该组合物由以下重量份的原料制备而成：
聚丙烯树脂 55-75份；
聚酰胺树脂 5-20份；
聚酮树脂 10-30份；
所述聚丙烯树脂、所述聚酰胺树脂与所述聚酮树脂的重量份总和为100份；
Figure BDA0002313803590000031
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的至少一种；
所述耐刮擦剂由立方晶型氮化硼(c-BN)和六方晶型氮化硼(h-BN)组成。
优选地，所述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物由以下重量份的原料制备而成：
聚丙烯树脂 60-75份；
聚酰胺树脂 10-15份；
聚酮树脂 15-25份；
所述聚丙烯树脂、所述聚酰胺树脂与所述聚酮树脂的重量份总和为100份；
Figure BDA0002313803590000032
优选地，所述的聚丙烯树脂在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为10-30g/10min；更优选地，所述的聚丙烯树脂在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为15-25g/10min；进一步优选地，所述的聚丙烯树脂在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为20g/10min。
优选地，所述的聚酰胺树脂为聚酰胺6；所述聚酰胺6的相对粘度为2-5；更优选地，所述的聚酰胺6的相对粘度为2.5-3.5；进一步优选地，所述的聚酰胺6的相对粘度为3。
优选地，所述的聚酮树脂在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为1-20g/10min；更优选地，所述的聚酮树脂在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为3-15g/10min；进一步优选地，所述的聚酮树脂在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为10g/10min。
优选地，所述耐刮擦剂由质量比为1:0.8-1.2的立方晶型氮化硼和六方晶型氮化硼组成。
优选地，所述立方晶型氮化硼的粒径为0.2-200μm；更优选地，所述立方晶型氮化硼的粒径为1-100μm；进一步优选地，所述立方晶型氮化硼的粒径为5-20μm。
优选地，所述六方晶型氮化硼的粒径为1-1000μm；更优选地，所述的六方晶型氮化硼的粒径为10-500μm；进一步优选地，所述的六方晶型氮化硼的粒径为50-200μm。
优选地，所述的抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)亚磷酸酯中的至少一种。所述抗氧剂在聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物加工过程中提升基体树脂的加工稳定性，避免了由于高温加工过程中导致材料发生降解等问题，从而提高材料的整体性能。
优选地，所述润滑剂为硅酮粉、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的至少一种。上述润滑剂的热稳定性好，在聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物加工过程中不易分解。同时，考虑到配方组成中的聚酰胺树脂粘度较大，为了提升材料的可加工性和降低综合能耗，因此引入润滑剂，一定量的润滑剂可以显著降低材料在加工过程中的扭矩。
本发明的另一个目的是提供一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的制备方法。
具体技术方案如下：
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的制备方法，包括如下步骤：
将所述聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂混合，再将所得混合物料加入平行双螺杆挤出机进行熔融挤出，造粒，即得；
所述平行双螺杆挤出机的工艺参数包括：一区温度为150～170℃，二区温度为190～210℃，三区温度为190～210℃，四区温度为200～220℃，五区温度为200～220℃，六区温度为190～210℃，七区温度为210～230℃，八区温度为210～240℃，模头温度为210～240℃，螺杆转速为200～500rpm，真空度为-0.05～-0.08MPa。
优选地，所述平行双螺杆挤出机的工艺参数包括：一区温度为160～170℃，二区温度为200～210℃，三区温度为200～210℃，四区温度为210～220℃，五区温度为210～220℃，六区温度为200～210℃，七区温度为220～230℃，八区温度为220～240℃，模头温度为220～240℃，螺杆转速为300～400rpm，真空度为-0.06～-0.07MPa。
优选地，所述平行双螺杆挤出机的螺杆长度L和直径D之比L/D为35～50；所述螺杆上设有1～2个啮合块区和1～2个反螺纹区。
优选地，所述混合在高速搅拌机中混合，所述高速搅拌机的转速为500-1200转/分；更优选地，所述高速搅拌机的转速为700-1000转/分。
本发明的聚丙烯-聚酰胺-聚酮组合物的原理如下：
本发明以聚丙烯、聚酰胺和聚酮为基体树脂，同时以六方氮化硼和立方氮化硼配合使用作为耐刮擦剂，配合一定量的特定相容剂，制备得到了硬度高、耐磨性能优异、力学性能优异的聚合物组合材料。
其中，聚丙烯结构中缺乏极性基团，其与聚酰胺或聚酮直接共混会存在较为明显的相分离，从而会影响组合物材料的力学性能，本发明引入特定种类的相容剂后，相容剂的一端是非极性结构，而另一端为极性结构，以马来酸酐接枝聚丙烯为例，其一端为非极性结构的聚丙烯，这部分分子结构与聚丙烯的分子结构相似，与聚丙烯具有良好的物理相容性，其另外一端为马来酸酐，在制备过程中(加工的高温和螺杆剪切的作用下)，其与聚酰胺的酰胺基团可以发生脱水反应，并形成化学键，从而可以使聚丙烯与聚酰胺之间获得良好的相容性。此外，由于聚酰胺和聚酮各自的分子在相界面纳米尺度的相互作用，使这两种聚合物在无需任何化学反应的条件下，物理共混即可获得良好的相容性，因此，聚酰胺的添加，再配合特定种类的适量相容剂，即可大大提高聚丙烯与聚酮和聚酰胺的相容性，从而可以获得相容性较优的聚丙烯-尼龙-聚酮三组分组合物，并且使该组合物具有优异的力学性能和耐磨性能。在此基础上，耐刮擦剂立方晶型氮化硼，其本身的硬度非常高，可以进一步提升树脂基材的强度，同时提高其耐磨性；耐刮擦剂六方晶型氮化硼具有片层结构，可以在增强的同时起到一定的增韧效果，并且具有一定的自润滑性，可以提升材料的耐刮擦性。耐刮擦剂立方晶型氮化硼和六方晶型氮化硼两者同时使用，具有明显的协同增效的作用，以聚丙烯、聚酰胺和聚酮三组分聚合物作为基体树脂，配合两种氮化硼材料，可以大幅度提升材料的硬度与耐磨性，同时使所得材料具有优异的力学性能。
因此，本发明具有以下有益效果：
本发明的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物硬度高、耐刮擦性能和耐磨性能优异，同时具有优异的力学性能，可应用于电饭锅外壳、电压力锅外壳等厨电领域，同时也可拓展使用于汽车外饰、空调装饰条、其他小家电等领域。
本发明提供的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的制备方法，制备工艺简单，易于控制，对设备要求不高，所使用的设备均为通用的加工设备，投资不高，有利于工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例的一种聚丙烯-聚酰胺-聚酮组合物的制备工艺流程图；
图2为本发明实施例7的聚丙烯-聚酰胺-聚酮组合物的实际制件图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述，以下给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。应理解，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用试剂，均为市售产品。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明具体实施例中使用到的原料组分及其来源如下：
聚丙烯树脂，在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为20g/10min，选自中国石化集团茂名石油化工有限公司；
聚酰胺6树脂，相对粘度为3，选自河南神马尼龙化工有限责任公司；
聚酮树脂，熔融指数10g/10min，选自韩国株式会社晓星；
相容剂：马来酸酐接枝聚丙烯，选自沈阳科通有限公司；
耐刮擦剂：10μm立方晶型氮化硼，选自上海超威纳米科技有限公司；
耐刮擦剂：100μm六方晶系氮化硼，选择丹东日进科技有限公司；
抗氧剂：β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，选自北京极易化工有限公司；
抗氧剂：N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)亚磷酸酯，选自北京天罡助剂有限责任公司；
润滑剂硅酮粉，选自广州市川聚化工科技有限公司；
润滑剂硬脂酸钙，润滑剂硬脂酸锌，选自淄川瑞丰塑料助剂厂；
以下结合具体实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000071
Figure BDA0002313803590000081
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、耐刮擦剂、相容剂、抗氧剂和润滑剂，使用500转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中，进行熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为150℃，二区温度为190℃，三区温度为190℃，四区温度为200℃，五区温度为200℃，六区温度为190℃，七区温度为210℃，八区温度为210℃，模头温度为210℃，螺杆转速为200rpm，真空度为-0.05MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为35；所述螺杆上设有1个啮合块区和1个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
实施例2
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000082
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用800转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中进行熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为160℃，二区温度为200℃，三区温度为200℃，四区温度为210℃，五区温度为210℃，六区温度为200℃，七区温度为230℃，八区温度为240℃，模头温度为240℃，螺杆转速为300rpm，真空度为-0.06MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为45；所述螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
实施例3：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000091
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1200转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中进行熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为210℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为500rpm，真空度为-0.08MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
实施例4：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000101
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1200转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为210℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为500rpm，真空度为-0.08MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
实施例5：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000111
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1200转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为210℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为500rpm，真空度为-0.08MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
实施例6：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000112
Figure BDA0002313803590000121
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1200转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为210℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为500rpm，真空度为-0.08MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
实施例7：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000122
Figure BDA0002313803590000131
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量分数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1000转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为220℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为350rpm，真空度为-0.06MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
将本实施例所得聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物按照常规方法注塑成型得到图2所示的制件产品，由图2可见，该产品具有良好的耐刮擦性能。
实施例8：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000132
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量分数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1000转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为220℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为350rpm，真空度为-0.06MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
对比例1：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000141
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1200转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为210℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为500rpm，真空度为-0.08MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
对比例2：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000151
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1200转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为210℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为500rpm，真空度为-0.08MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
对比例3：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000161
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1200转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为210℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为500rpm，真空度为-0.08MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
对比例4：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000162
Figure BDA0002313803590000171
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1200转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为210℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为500rpm，真空度为-0.08MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
对比例5：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000172
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1200转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为210℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为500rpm，真空度为-0.08MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
对比例6：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000181
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量份数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1200转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为210℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为500rpm，真空度为-0.08MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
对比例7：
一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，由如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0002313803590000191
上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物及其制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量分数称取聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂，使用1000转/分的高速搅拌机混合。
2)将步骤1)混合好的混合料经主喂料器加入平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下：一区温度为170℃，二区温度为210℃，三区温度为210℃，四区温度为220℃，五区温度为220℃，六区温度为210℃，七区温度为220℃，八区温度为220℃，模头温度为220℃，螺杆转速为350rpm，真空度为-0.06MPa；螺杆长度L和直径D之比L/D为50；所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
在上述工艺条件下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物。
以下为实施例与对比例的原料组成一览表(表1)。
表1实施例与对比例原料组成重量份一览表
Figure BDA0002313803590000201
将上述实施例和对比例制备得到的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物进行以下性能测试：
拉伸性能：按GB/T 1040-2006标准测试，拉伸速率为50mm/min；
弯曲性能：按GB/T 9341-2008标准测试，样条厚度为4mm；
洛氏硬度：按GB/T 230.1-2009标准测试；
耐刮擦性能：按GMW 14688-2012标准测试，测试选择10N，用耐刮擦前后的色差值表示，其中材料的耐刮擦前后的色差值越小，说明材料的耐刮擦能力越强。
性能测试结果如表2所示。
表2实施例与对比例的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的性能一览表
Figure BDA0002313803590000211
实施例1～7为调整聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、耐刮擦剂、相容剂、抗氧剂和润滑剂配比，从表中可以看出，在一定范围内，聚丙烯树脂的含量减少(聚酰胺树脂和聚酮树脂的含量增加)时，聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的拉伸强度、弯曲强度、硬度和耐刮擦性能均稍有增加。在一定范围内，相容剂的增加或减少对于体系的力学性能影响不大，抗氧剂和润滑剂的含量变化对于体系的力学性能的影响也不大。随着耐刮擦剂添加量增大，聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的硬度和耐刮擦性会出现显著的提升，但是其对硬度和耐刮擦性的提升存在上限，当其添加量达到一定值(如实施例7中的4份)之后，进一步增加立方氮化硼和六方氮化硼的含量，对聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的整体性能没有明显影响。通过对比，实施例7的综合性能最佳。
对比例1和2与实施例7相比，对比例1和2分别使用了更少的聚酰胺和聚酮树脂，所得聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的拉伸强度、弯曲强度、硬度和耐刮擦性能均下降显著；对比例3与实施例7相比，对比例3中的相容剂使用量过少，所得聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的整体力学性能下降明显，这是由于相容剂用量太少会导致聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物出现明显分相，材料在相的边缘易于产生缺陷，在受力情况下缺陷更易转化为裂纹，从而导致材料的性能下降。对比例4和5与实施例7相比，对比例4和5分别只用了一种耐刮擦剂，其所得聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物硬度和耐刮擦性都有比较明显的下降。对比例6与实施例7相比，由于未添加耐刮擦剂，所以硬度和耐刮擦性最差。这说明，三种树脂基体本身的配合与耐刮擦剂的复配都会对最终所得组合物材料的硬度和耐刮擦效果产生较大的影响，只有将各组分结合起来，才可以获得性能比较好的复合材料。对比例7与实施例7相比，其聚丙烯的含量显著降低，从而导致所得聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的力学性能出现了明显的恶化，这主要是由于三元共混体系的基体发生转化，增大聚酰胺和聚酮的含量反而会导致树脂之间的相容性出现问题，进一步导致聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物整体的力学性能出现显著的下降。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对以上实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
聚丙烯树脂 55-75份；
聚酰胺树脂 5-20份；
聚酮树脂 10-30份；
所述聚丙烯树脂、所述聚酰胺树脂与所述聚酮树脂的重量份总和为100份；
Figure FDA0002313803580000011
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的至少一种；
所述耐刮擦剂由立方晶型氮化硼和六方晶型氮化硼组成。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
聚丙烯树脂 60-75份；
聚酰胺树脂 10-15份；
聚酮树脂 15-25份；
所述聚丙烯树脂、所述聚酰胺树脂与所述聚酮树脂的重量份总和为100份；
Figure FDA0002313803580000012
3.根据权利要求1所述的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，其特征在于，所述的聚丙烯树脂在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为10-30g/10min；及/或，
所述的聚酰胺树脂为聚酰胺6；所述聚酰胺6的相对粘度为2-5；及/或，
所述的聚酮树脂在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为1-20g/10min。
4.根据权利要求3所述的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，其特征在于，所述的聚丙烯树脂在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为15-25g/10min；及/或，
所述的聚酰胺6的相对粘度为2.5-3.5；及/或，
所述的聚酮树脂在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为3-15g/10min。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，其特征在于，所述耐刮擦剂由质量比为1:0.8-1.2的立方晶型氮化硼和六方晶型氮化硼组成。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，其特征在于，所述立方晶型氮化硼的粒径为0.2-200μm；及/或，
所述六方晶型氮化硼的粒径为1-1000μm。
7.根据权利要求6所述的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，其特征在于，所述立方晶型氮化硼的粒径为1-100μm；及/或，
所述的六方晶型氮化硼的粒径为50-200μm。
8.根据权利要求1-5任一项所述的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物，其特征在于，所述的抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)亚磷酸酯中的至少一种；及/或，
所述润滑剂为硅酮粉、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的至少一种。
9.权利要求1-8任一项所述的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、耐刮擦剂、抗氧剂和润滑剂混合，再将所得混合物料加入平行双螺杆挤出机进行熔融挤出，造粒，即得；
所述平行双螺杆挤出机的工艺参数包括：一区温度为150～170℃，二区温度为190～210℃，三区温度为190～210℃，四区温度为200～220℃，五区温度为200～220℃，六区温度为190～210℃，七区温度为210～230℃，八区温度为210～240℃，模头温度为210～240℃，螺杆转速为200～500rpm，真空度为-0.05～-0.08MPa。
10.根据权利要求9所述的聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物的制备方法，其特征在于，所述平行双螺杆挤出机的工艺参数包括：一区温度为160～170℃，二区温度为200～210℃，三区温度为200～210℃，四区温度为210～220℃，五区温度为210～220℃，六区温度为200～210℃，七区温度为220～230℃，八区温度为220～240℃，模头温度为220～240℃，螺杆转速为300～400rpm，真空度为-0.06～-0.07MPa；及/或，
所述平行双螺杆挤出机的螺杆长度L和直径D之比L/D为35～50；所述螺杆上设有1～2个啮合块区和1～2个反螺纹区。
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