本发明涉及一种高疏水性耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯由于具有无毒、无味、成本低、机械性能好等特点在家电、电子等领域具有广泛的应用。例如洗碗机内胆、刀叉篮等都是聚丙烯改性材料。但是，聚丙烯在洗碗机的应用中存在一个问题，洗碗机使用烘干之后，洗碗机内胆、刀叉篮等内壁会冷凝许多水珠，容易滴落而污染到餐具上，这严重影响消费者的使用体验；且聚丙烯不耐刮擦，使用一段时间后容易出现或深或浅的刮痕，从而容易使脏污残留其中。因而，提高聚丙烯的疏水性能，减少洗碗机挂水珠，提高材料的耐刮擦具有重要意义。
在化学里，疏水性指的是一个分子(疏水物)与水互相排斥的物理性质，一般用水接触角来表征。一般地，水接触角小于90°标示亲水性好(疏水性差)，水接触角大于110°表示具有高疏水性，水接触角大于150°表示具有超疏水性(如荷叶)。决定表面疏水性能的主要因素主要有两个：一是表面微结构或者粗糙度，只有表面微结构由纳米或者微米-纳米复合结构组成才有可能制造出超疏水表面；第二是表面自由能，只有低的表面能组成的化学材料才有可能构造出超疏水表面；总体来说，只有同时满足以上两个条件的表面材料才能构成超疏水表面。
cn103160025a公布了一种超疏水塑料的制造方法，采用复配全氟全氟烷烃丙烯酸酯缩合物及二氧化硅，制备了一种超疏水塑料母粒，专利所述的疏水母粒在薄膜应用具有较好的效果，但在改性塑料的应用未提及。其他关于超疏水的专利都是针对涂料或薄膜，而对注塑用改性聚丙烯没有，如cn106117573a公开了一种高耐磨高强度的超疏水材料及其加工方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高疏水性耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种高疏水性耐刮擦聚丙烯材料，按质量分数包括以下组分：
优选的，pp树脂为均聚pp和共聚pp按质量比(5～3)：1组成的复配物。
优选的，硫酸钡为纳米级沉淀硫酸钡。
优选的，含氟助剂为全氟烷烃、含氟有机硅中的至少一种。
优选的，氧化锌为纳米级氧化锌。
优选的，硅酮母粒的硅酮含量>50wt％。
优选的，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按质量比1:1组成的复配物。
优选的，润滑剂为ebs、pets、taf中的至少一种。
一种高疏水性耐刮擦聚丙烯材料的制备方法，按上述的组成称取原料，混合，挤出，切粒，得到高疏水性耐刮擦聚丙烯材料。
优选的，挤出为双螺杆挤出机挤出，挤出工艺为一区温度170～180℃，二区温度175～185℃，三区温度180～190℃，四区温度180～190℃，五区温度180～190℃，机头温度180～200℃，主机转速300～450转/分钟。
本发明的有益效果是：
本发明的聚丙烯材料具有高疏水性、耐刮擦的特点，解决了洗碗机内壁易挂水珠及不耐刮擦的问题。
具体实施方式
一种高疏水性耐刮擦聚丙烯材料，按质量分数包括以下组分：
优选的，一种高疏水性耐刮擦聚丙烯材料，按质量分数包括以下组分：
优选的，pp树脂为均聚pp和共聚pp按质量比(5～3)：1组成的复配物。
优选的，硫酸钡为纳米级沉淀硫酸钡。
优选的，含氟助剂为全氟烷烃、含氟有机硅中的至少一种。进一步的，含氟有机硅为含氟硅氧烷，如浙江佳华的javachemaf。
优选的，氧化锌为纳米级氧化锌。
优选的，硅酮母粒的硅酮含量>50wt％。
优选的，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按质量比1:1组成的复配物；进一步的，受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
优选的，润滑剂为ebs、pets、taf中的至少一种。
一种高疏水性耐刮擦聚丙烯材料的制备方法，按上述的组成称取原料，混合，挤出，切粒，得到高疏水性耐刮擦聚丙烯材料。
优选的，挤出为双螺杆挤出机挤出，挤出工艺为一区温度170～180℃，二区温度175～185℃，三区温度180～190℃，四区温度180～190℃，五区温度180～190℃，机头温度180～200℃，主机转速300～450转/分钟。
本发明采用含氟助剂复配纳米氧化锌的方法，同时使用硅酮母粒，克服了目前的技术缺点，采用市面上已批量供应的改性助剂，制得了高疏水性耐刮擦聚丙烯材料，解决了洗碗机内壁易挂水珠及不耐刮擦的问题。
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。
高疏水性耐刮擦聚丙烯材料按照表1所示质量分数的原料制备而成，同时结合对比例对本发明作进一步详细的描述。表1中的pp树脂为均聚pp和共聚pp按质量比4：1组成的复配物，硅酮母粒的硅酮含量为60wt％，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比1:1组成的复配物，润滑剂为ebs，但本发明的实施方式不限于此。
表1实施例1～5和对比例1～3的原料组成
将上述原料在高速混合器中混合5分钟后置于双螺杆挤出机中，加工工艺为：一区温度170～180℃，二区温度175～185℃，三区温度180～190℃，四区温度180～190℃，五区温度180～190℃，机头温度180～200℃，主机转速300～450转/分钟；挤出造粒即得高疏水性耐刮擦聚丙烯材料。
将制备得到的聚丙烯材料注塑成样条，按照表2所示的标准方法进行性能测试，并打色板进行水接触角及测试耐刮擦性能。测试结果如表3所示。
表2性能测试项目及标准
表3试样测试结果
由表3可知，本发明的高疏水性耐刮擦聚丙烯材料，通过含氟助剂复配纳米氧化锌，构建微米-纳米复合结构的表面及大幅降低材料表面能，使聚丙烯材料的疏水性得到大幅提升，水接触角由对比例的110°以下提升到120°以上，很好的解决了洗碗机内壁挂水珠的问题。通过添加硅酮母粒的方法，聚丙烯材料的耐刮擦性能也得到大幅度提升，△l由对比例1的4.0降低至1.0以内，很好地解决聚丙烯不耐刮擦的问题。