一种高温耐划伤、低气味母粒、制备方法及应用与流程

1.本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种高温耐划伤、低气味母粒、制备方法及应用。


背景技术：

2.改性塑料在使用过程中，不可避免地会遭受一些硬物的划伤，包括砂石、金属、人体等等。因此，从制件的美观角度而言，改性塑料需要满足一定的耐划伤性能。为满足这一要求，通常需要向改性塑料中添加耐划伤剂。另一方面，改性塑料制件气味的高低，直接影响了消费者的舒适度和人身健康。因此，需要对改性塑料进行低气味配方和低气味工艺设计，使得材料的气味满足乘客的需求。
3.现有的耐划伤、低气味配方的设计，通常需要向改性塑料中添加酰胺类小分子的耐划伤剂和一些低气味助剂。其中，酰胺类耐划伤剂的作用原理是迁移到表面形成润滑层，从而降低材料表面摩擦系数，提高改性塑料制件表面的耐划伤性能。但是，酰胺类耐划伤剂的使用面临着几个问题：(1)酰胺类物质的具有一定的气味；(2)酰胺类物质在较高温度下迁出过快，会导致其失去作用。
4.cn103319786a专利文献公布了利用反应性聚酰胺实现聚丙烯材料耐划伤、低气味的方法，然而并不涉及高温耐划伤、低气味母粒的制备。
5.cn102924773a专利文献公布了利用高分子量硅酮粉与聚烯烃制备耐划伤母粒的方法，然而由于硅酮粉分子量较大，需额外添加分散剂促进硅酮粉的分散。
6.因此本领域尚需开发一种制备简单的改性塑料用高温耐划伤、低气味母粒的方法。


技术实现要素：

7.本发明的第一个目的是克服现有技术存在的不足，提供一种改性塑料用高温耐划伤、低气味母粒。
8.为了实现上述的效果，本发明提供如下技术方案：
9.一种高温耐划伤、低气味母粒，其特征在于，包括如下重量份的原料：酰胺类化合物100份、多孔硅酸镁50
‑
500份。
10.优选的是，所述酰胺类化合物为脂肪酸酰胺的一种或多种的共混物，具体的为芥酸酰胺或油酸酰胺或硬脂酸酰胺的一种或多种的共混物。
11.优选的是，所述多孔硅酸镁的孔径为4
‑
10nm，孔容大于0.1cm3/g。
12.优选的是，所述多孔硅酸镁的重量份为200
‑
400份。
13.本发明的第二个目的是提供上述制备简单的改性塑料用高温耐划伤、低气味母粒的方法。
14.制备上述一种高温耐划伤、低气味母粒的方法，包括以下步骤，
15.s1、称取酰胺类化合物、多孔硅酸镁，加入到高混机的内部进行加热，使温度加热
至120℃，进行搅拌，其搅拌桨的转速为200
‑
300r/min，搅拌时间为30分钟；
16.s2、在s1搅拌后，对高混机的转速进行降低，同时进行降温冷却，其高混机搅拌桨的转速为20
‑
40r/min，搅拌30
‑
60min至高混机温度降至50℃以下，获得高温耐划伤、低气味母粒。
17.本发明的第三个目的是提供上述一种高温耐划伤、低气味母粒在改性塑料中的应用。
18.本发明的第四个目的是提供基于上述应用的一种耐划伤、低气味聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤，
19.a)将聚丙烯20
‑
100份、弹性体0
‑
40份、滑石粉0
‑
50份、助剂0
‑
5份、高温耐划伤低气味母粒0.2
‑
2份加入到高混机的内部进行混合，其高混机搅拌桨的转速为200
‑
300r/min，并混合1
‑
3分钟；
20.b)将a)中混合后的产品加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒、干燥、冷却、并装包。
21.优选的是，在b)的操作步骤中，所述双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、200℃、200℃、210℃、210℃、205℃、205℃、205℃、200℃、200℃。
22.本发明具备以下有益效果：
23.1.本发明中，酰胺类化合物与特定参数的多孔硅酸镁具有适当的结合作用，能够形成良好的缓释体系，利用特定参数的多孔硅酸镁对酰胺类化合物的锚定作用，制备酰胺类化合物的缓释母粒，从而解决了酰胺类化合物迁出难以控制的问题。
24.2.本发明利用特定参数的多孔硅酸镁对酰胺类化合物迁出的控制，实现了改性塑料高温处理后耐划伤与低气味的技术集成。
25.3.本发明所述原材料方便易得，所述生产工艺简单，适于大规模生产。
26.本发明采用普通的熔融共混改性技术，并利用特定参数的多孔硅酸镁与酰胺类化合物的相互作用，制备改性塑料用耐划伤、低气味母粒。
具体实施方式
27.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
28.实施例和对比例所采用的材料主要来源及物性指标如下：
29.芥酸酰胺由禾大西普化学公司提供；
30.油酸酰胺由阿克苏诺贝尔提供；
31.硬脂酸酰胺由阿拉丁公司提供；
32.多孔硅酸镁1，孔径8.0nm，孔容0.48cm3/g，自制；
33.多孔硅酸镁2，孔径3.4nm，孔容0.08cm3/g，自制；
34.多孔硅酸镁3，孔径11.2nm，孔容0.58cm3/g，自制。
35.pp：牌号ep548r，中海壳牌公司；
36.poe：牌号engage 8137，陶氏化学公司；
37.滑石粉：牌号tyt
‑
777a，辽宁添源公司；
38.母粒：如表1所示；
39.其它助剂：抗氧剂0.4份、光稳定剂0.2份、炭黑0.4份，
40.抗氧剂为主抗氧剂1010和辅抗氧剂168，北京极易化工公司；
41.光稳定剂3808pp5，美国氰特化工公司。
42.高温耐划伤、低气味母粒制备实施例1
‑
5及对比例1
‑
2：
43.实施例1、一种高温耐划伤、低气味母粒，包括如下重量份的原料：酰胺类化合物100份、多孔硅酸镁50份，其中酰胺类化合物中的芥酸酰胺100份、油酸酰胺0份和硬脂酸酰胺0份，多孔硅酸镁中的多孔硅酸镁1为50份、多孔硅酸镁2为0份和多孔硅酸镁3为0份。
44.一种高温耐划伤、低气味母粒的制备方法，包括以下步骤：
45.步骤一、向高混机的内部添加一定比例重量份的酰胺类化合物、多孔硅酸镁，称取后并加入到高混机的内部进行加热，使温度加热至120℃，在加热后进行搅拌，其搅拌桨的转速为200
‑
300r/min，搅拌时间为30分钟；
46.步骤二、在步骤一搅拌后，对高混机的转速进行降低，同时进行降温冷却，其高混机搅拌桨的转速为20
‑
40r/min，搅拌30
‑
60min至高混机温度降至50℃以下，获得高温耐划伤、低气味母粒。
47.实施例2、一种高温耐划伤、低气味母粒，包括如下重量份的原料：酰胺类化合物100份、多孔硅酸镁300份，其中酰胺类化合物中的芥酸酰胺100份、油酸酰胺0份和硬脂酸酰胺0份，多孔硅酸镁中的多孔硅酸镁1为300份，多孔硅酸镁2为0份和多孔硅酸镁3为0份。
48.一种高温耐划伤、低气味母粒的制备方法，包括以下步骤：
49.步骤一、向高混机的内部添加一定比例重量份的酰胺类化合物、多孔硅酸镁，称取后并加入到高混机的内部进行加热，使温度加热至120℃，在加热后进行搅拌，其搅拌桨的转速为200
‑
300r/min，搅拌时间为30分钟；
50.步骤二、在步骤一搅拌后，对高混机的转速进行降低，同时进行降温冷却，其高混机搅拌桨的转速为20
‑
40r/min，搅拌30
‑
60min至高混机温度降至50℃以下，获得高温耐划伤、低气味母粒。
51.实施例3、一种高温耐划伤、低气味母粒，包括如下重量份的原料：酰胺类化合物100份、多孔硅酸镁300份，其中酰胺类化合物中的芥酸酰胺50份、油酸酰胺50份和硬脂酸酰胺0份，多孔硅酸镁中的多孔硅酸镁1为300份，多孔硅酸镁2为0份和多孔硅酸镁3为0份。
52.一种高温耐划伤、低气味母粒的制备方法，包括以下步骤：
53.步骤一、向高混机的内部添加一定比例重量份的酰胺类化合物、多孔硅酸镁，称取后并加入到高混机的内部进行加热，使温度加热至120℃，在加热后进行搅拌，其搅拌桨的转速为200
‑
300r/min，搅拌时间为30分钟；
54.步骤二、在步骤一搅拌后，对高混机的转速进行降低，同时进行降温冷却，其高混机搅拌桨的转速为20
‑
40r/min，搅拌30
‑
60min至高混机温度降至50℃以下，获得高温耐划伤、低气味母粒。
55.实施例4、一种高温耐划伤、低气味母粒，包括如下重量份的原料：酰胺类化合物100份、多孔硅酸镁300份，其中酰胺类化合物中的芥酸酰胺40份、油酸酰胺40份和硬脂酸酰胺20份，多孔硅酸镁中的多孔硅酸镁1为300份，多孔硅酸镁2为0份和多孔硅酸镁3为0份。
56.一种高温耐划伤、低气味母粒的制备方法，包括以下步骤：
57.步骤一、向高混机的内部添加一定比例重量份的酰胺类化合物、多孔硅酸镁，称取
后并加入到高混机的内部进行加热，使温度加热至120℃，在加热后进行搅拌，其搅拌桨的转速为200
‑
300r/min，搅拌时间为30分钟；
58.步骤二、在步骤一搅拌后，对高混机的转速进行降低，同时进行降温冷却，其高混机搅拌桨的转速为20
‑
40r/min，搅拌30
‑
60min至高混机温度降至50℃以下，获得高温耐划伤、低气味母粒。
59.实施例5、一种高温耐划伤、低气味母粒，包括如下重量份的原料：酰胺类化合物100份、多孔硅酸镁500份，其中酰胺类化合物中的芥酸酰胺100份、油酸酰胺0份和硬脂酸酰胺0份，多孔硅酸镁中的多孔硅酸镁1为500份，多孔硅酸镁2为0份和多孔硅酸镁3为0份。
60.一种高温耐划伤、低气味母粒的制备方法，包括以下步骤：
61.步骤一、向高混机的内部添加一定比例重量份的酰胺类化合物、多孔硅酸镁，称取后并加入到高混机的内部进行加热，使温度加热至120℃，在加热后进行搅拌，其搅拌桨的转速为200
‑
300r/min，搅拌时间为30分钟；
62.步骤二、在步骤一搅拌后，对高混机的转速进行降低，同时进行降温冷却，其高混机搅拌桨的转速为20
‑
40r/min，搅拌30
‑
60min至高混机温度降至50℃以下，获得高温耐划伤、低气味母粒。
63.对比例1、一种对比例母粒，包括如下重量份的原料：酰胺类化合物100份、多孔硅酸镁300份，其中酰胺类化合物中的芥酸酰胺100份、油酸酰胺0份和硬脂酸酰胺0份，多孔硅酸镁中的多孔硅酸镁2为300份，多孔硅酸镁1为0份，多孔硅酸镁3为0份。
64.一种对比例母粒的制备方法，包括以下步骤：
65.步骤一、向高混机的内部添加一定比例重量份的酰胺类化合物、多孔硅酸镁，称取后并加入到高混机的内部进行加热，使温度加热至120℃，在加热后进行搅拌，其搅拌桨的转速为200
‑
300r/min，搅拌时间为30分钟；
66.步骤二、在步骤一搅拌后，对高混机的转速进行降低，同时进行降温冷却，其高混机搅拌桨的转速为20
‑
40r/min，搅拌30
‑
60min至高混机温度降至50℃以下，获得高温耐划伤、低气味母粒。
67.对比例2、一种对比例母粒，包括如下重量份的原料：酰胺类化合物100份、多孔硅酸镁300份，其中酰胺类化合物中的芥酸酰胺100份、油酸酰胺0份和硬脂酸酰胺0份，多孔硅酸镁中的多孔硅酸镁3为300份，多孔硅酸镁1为0份，多孔硅酸镁2为0份。
68.一种对比例母粒的制备方法，包括以下步骤：
69.步骤一、向高混机的内部添加一定比例重量份的酰胺类化合物、多孔硅酸镁，称取后并加入到高混机的内部进行加热搅拌，且搅拌桨的转速为200
‑
300r/min，搅拌时间为1
‑
3分钟，并且温度加热至120℃；
70.步骤二、在步骤一搅拌后，对高混机的转速进行降低，同时进行降温冷却，其高混机搅拌桨的转速为20
‑
40r/min，搅拌30
‑
60min至高混机温度降至50℃以下，获得高温耐划伤、低气味母粒。
71.选取实施例1
‑
5和对比例1
‑
2配方制备的高温耐划伤、低气味母粒，得到了以下数据详见表1：
72.表1耐划伤、低气味母粒的实施例配方及对比例配方
[0073][0074]
性能测试方法：
[0075]
母粒性能评测材料的制备方法：聚丙烯20
‑
100份、弹性体0
‑
40份、滑石粉0
‑
50份、助剂0
‑
5份、高温耐划伤低气味母粒0.2
‑
2份混合，200
‑
300rpm下混合约1
‑
3分钟，加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒、干燥、冷却、装包，双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为170℃、200℃、200℃、210℃、210℃、205℃、205℃、205℃、200℃、200℃。
[0076]
耐划伤性能测试方法：
[0077]
采用十字划伤仪，将注塑的福特stucco皮纹板进行耐划伤测试。根据大众标准pv3952
–
2002测试材料在高温处理(102℃，168h)后的耐划伤性能，划伤载荷为10n。根据划伤前后的色差值δl来判断材料的耐刮擦性，δl值越低，划痕越难被发现，耐划伤性越好。对于耐划伤材料，通常要求材料的高温处理后的δl值低于1.5。
[0078]
气味测试方法：
[0079]
根据大众标准pv3900测试材料的气味。称取20g粒料于洗净专门气味瓶中，80℃于专门气味烘箱烘烤2h后取出，冷却到65℃左右，进行气味评级。其中，1级表示无气味；2级表示有气味，但无干扰性；3级表示有明显气味，但无干扰性气味；4级表示有干扰性气味；5级表示有强烈干扰性气味，6级表示有无法忍受的气味。经至少5人进行气味评定后，取气味评级的平均值代表材料的最终气味。气味等级越低，材料的气味越好。对于低气味材料，通常要求材料的气味等级不高于3.5级。
[0080]
本发明人通过对实施例1
‑
5制备的母粒后，在对母粒性能评测材料的制备后，得到了以下数据详见表2：
[0081]
表2实施例和对比例的聚丙烯组合物的配方及物性
[0082][0083]
由表2中测试结果可得出：通过实施例与对比例的比较，可以发现，实施例样品经高温处理后，材料的划伤前后δl均小于1.5，而对比例经高温处理后，材料的划伤前后δl均大于3。由此可见，实施例具有较好的高温耐划伤性能。
[0084]
在实施例中，添加有高温耐划伤、低气味母粒的样品的酰胺类化合物的实际质量分数均为0.2份。酰胺类化合物与特定参数的多孔硅酸镁具有适当的结合作用，能够形成良好的缓释体系，经102℃加热168h仍能发挥有效作用。对比例1中硅酸镁孔径过小且孔容较小，难以使得配方中的酰胺与硅酸镁形成有效缓释体系，从而材料的耐划伤性能不佳；对比例2中的硅酸镁孔径过大，酰胺类化合物经高温处理后迁移过快，材料的高温耐划伤性能不佳；对比例3材料同样因为酰胺过快的迁移速率导致材料高温耐划伤性能不佳；对比例4材料因硅酸镁本身并无耐划伤性能，材料的高温耐划伤性能不佳；对比例5中材料的高温耐划伤性能不佳，说明即使同时使用了酰胺化合物和特定参数的硅酸镁，因并没有制得母粒，二者无法形成缓释体系，也无法形成良好的高温耐划伤效果。另外，对比例1、2、3、5中酰胺类化合物在气味评级中气味物质更容易散发出来，从而气味等级高于3.5级。
[0085]
在实施例1、实施例2和实施例5做对比，发现硅酸镁添加比例为200
‑
400份时，所取得的耐高温划伤性能更优异。
[0086]
本发明中，利用特定参数的多孔硅酸镁对酰胺类化合物的锚定作用，制备酰胺类化合物的缓释母粒，从而解决了酰胺类化合物迁出难以控制的问题，利用特定参数的多孔硅酸镁对酰胺类化合物迁出的控制，实现了改性塑料高温处理后耐划伤与低气味的技术集
成，本发明的原材料方便易得，生产工艺简单，适于大规模生产。
[0087]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。