一种聚丙烯复合材料用消光母粒及其制备方法与流程

文档序号:15625141发布日期:2018-10-09 22:47阅读:339来源:国知局

本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种聚丙烯复合材料用消光母粒及其制备方法。



背景技术:

聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,分子量约8万-15万,密度只有0.90-0.91g/cm3,是目前所有塑料中最轻的品种之一。另外,聚丙烯对水特别稳定,在水中的吸水率仅为0.01%。虽然聚丙烯成型性好,但因其收缩率大,约为1%~2.5%,所以制成厚壁制品易出现凹陷,故对一些尺寸精度较高零件,很难达到要求。

目前主要通过添加玻璃纤维增强聚丙烯,可提高聚丙烯材料的强度、热变形温度和尺寸稳定性,扩大了聚丙烯材料的应用领域,广泛应用于电子电器、汽车、建筑等领域。但加入碳纤后则容易出现浮纤的现象,浮纤现象一般是由碳纤外露造成,白色碳纤在塑料熔体充模流动过程中浮露于外表,待冷凝成型后便在塑件表面形成放射状白色痕迹,当塑件为黑色时会因色泽差异加大而更加明显。所以浮纤现象不仅影响pa制件的外观美观性,还影响其作为耐压制件的性能。



技术实现要素:

针对现有技术不足,本发明提供一种聚丙烯复合材料用消光母粒及其制备方法,解决了现有技术中聚丙烯材料消光效果也不理想的技术问题。

为实现以上目的,本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现:

一种聚丙烯复合材料用消光母粒,所述聚丙烯复合材料用消光母粒由以下重量份的原料制成:聚丙烯10~27份、增韧剂3~5份、交联聚乙烯粉末35~45份、消光剂35~40份、抗氧剂0.2~1.0份、润滑剂1~3.5份。

优选的,所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。

优选的,所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物中的至少一种。

优选的,所述消光剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的至少一种,且其中马来酸酐所占质量比为1.5~3.5%。

优选的,所述交联聚乙烯粉末的凝胶含量为65~70%。

优选的,所述交联聚乙烯粉末的平均粒径为5~35μm。

优选的,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、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、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一种;所述润滑剂为pe蜡、eva蜡、硬脂酸钙、亚乙基二硬脂酸胺中的至少一种。

一种聚丙烯复合材料用消光母粒的制备方法,包括以下步骤:

s1、按照原料重量份称取聚丙烯、增韧剂、交联聚乙烯粉末、消光剂、抗氧剂、润滑剂;

s2、将步骤s1称取的原材料共同加入密炼机中密炼,待物料呈现团状后放料;

s3、将步骤s2中密炼好的物料输送到锥双-单螺杆挤出机中,经单螺杆挤出机熔融混炼挤出,再经切粒制成消光母粒即可。

优选的,步骤s2所述密炼机的捏合容积为325l,密炼容积为150l,密炼机的前后转子的转速分别为42r/min和34r/min,密炼时间为15~30min,密炼温度为165~200℃。

优选的,步骤s3所述单螺杆挤出机的螺杆直径为180cm,单螺杆挤出机的温度为150~230℃;步骤s3所述切粒的方式为机头热切。

本发明提供一种聚丙烯复合材料用消光母粒及其制备方法,与现有技术相比优点在于:

本发明聚丙烯复合材料用消光母粒可以显著降低聚丙烯改性材料的表面光泽度,本发明消光母粒按照一定比例添加到聚丙烯复合材料当中,使制得的产品具有低光泽性,消光效果好,产品能够用于汽车内饰及家电外壳等,而且在制备过程中可以通过控制消光母粒的添加量来控制聚丙烯复合材料的光泽度,同时,本发明消光母粒的原料采用交联聚乙烯粉末,使得本发明的消光母粒可以作为交联聚乙烯的回收利用途径之一。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1:

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒由以下重量份的原料制成:聚丙烯27份、乙烯-辛烯共聚物3份、交联聚乙烯粉末35份、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体35份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯1份、硬脂酸钙1份;

其中,交联聚乙烯粉末凝胶含量为65%、交联聚乙烯粉末的平均粒径为5μm;

聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合而成,且均聚聚丙烯与共聚聚丙烯的质量比为1:1;

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒的制备方法,包括以下步骤:

s1、按照本实施例原料重量份称取聚丙烯27份、乙烯-辛烯共聚物3份、交联聚乙烯粉末35份、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体35份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯1份、硬脂酸钙1份;

s2、将步骤s1称取的原材料共同加入密炼机中密炼,待物料呈现团状后放料,其中,密炼机的捏合容积为325l,密炼容积为150l,密炼机的前后转子的转速分别为42r/min和34r/min,密炼时间为15min,密炼温度为165℃;

s3、将步骤s2中密炼好的物料输送到锥双-单螺杆挤出机中,经单螺杆挤出机熔融混炼挤出,其中,单螺杆挤出机的螺杆直径为180cm,单螺杆挤出机的温度为150℃,物料再经机头热切制成消光母粒即可。

将本实施例制备的消光母粒制备成聚丙烯复合材料,该聚丙烯复合材料由以下重量份的原料制成:实施例1制得的消光母粒10份、聚丙烯59份、无机填料25份、增韧剂6份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.2份、偶联剂0.2份;

本实施例制备聚丙烯复合材料的方法:在高混机中混合5min,将实施例1制得的消光母粒10份、聚丙烯59份、无机填料25份、增韧剂6份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.2份、偶联剂0.2份混合均匀,将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒,挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、185℃,挤出螺杆长径比为40,挤出螺杆转速为350r/min。将制备得到的聚丙烯复合材料进行性能测试,测试结果见表1。

实施例2:

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒由以下重量份的原料制成:聚丙烯23份、乙烯-丙烯共聚物3份、交联聚乙烯粉末38份、马来酸酐接枝聚丙烯36份、四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份、pe蜡1.5份;

其中,交联聚乙烯粉末凝胶含量为70%、交联聚乙烯粉末的平均粒径为35μm;

聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合而成,且均聚聚丙烯与共聚聚丙烯的质量比为1:2;

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒的制备方法,包括以下步骤:

s1、按照本实施例原料重量份称取聚丙烯23份、乙烯-丙烯共聚物3份、交联聚乙烯粉末38份、马来酸酐接枝聚丙烯36份、四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份、pe蜡1.5份;

s2、将步骤s1称取的原材料共同加入密炼机中密炼,待物料呈现团状后放料,其中,密炼机的捏合容积为325l,密炼容积为150l,密炼机的前后转子的转速分别为42r/min和34r/min,密炼时间为30min,密炼温度为200℃;

s3、将步骤s2中密炼好的物料输送到锥双-单螺杆挤出机中,经单螺杆挤出机熔融混炼挤出,其中,单螺杆挤出机的螺杆直径为180cm,单螺杆挤出机的温度为230℃,物料再经机头热切制成消光母粒即可。

将本实施例2制备的消光母粒10份,同其他原料制备成聚丙烯复合材料,该聚丙烯复合材料其他原料及其重量份同实施例1;

本实施例制备聚丙烯复合材料的方法:在高混机中混合10min,将上述原材料混合均匀,将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒,挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为170℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃、195℃、195℃、200℃,挤出螺杆长径比为36,挤出螺杆转速为350r/min。将制备得到的聚丙烯复合材料进行性能测试,测试结果见表1。

实施例3:

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒由以下重量份的原料制成:均聚聚丙烯18份、乙烯-丙烯共聚物4份、交联聚乙烯粉末40份、马来酸酐接枝聚乙烯38份、硫代二丙酸双十八醇酯0.4份、eva蜡2份;其中,交联聚乙烯粉末凝胶含量为66%、交联聚乙烯粉末的平均粒径为10μm;

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒的制备方法,包括以下步骤:

s1、按照本实施例原料重量份称取均聚聚丙烯18份、乙烯-丙烯共聚物4份、交联聚乙烯粉末40份、马来酸酐接枝聚乙烯38份、硫代二丙酸双十八醇酯0.4份、eva蜡2份;

s2、将步骤s1称取的原材料共同加入密炼机中密炼,待物料呈现团状后放料,其中,密炼机的捏合容积为325l,密炼容积为150l,密炼机的前后转子的转速分别为42r/min和34r/min,密炼时间为17min,密炼温度为175℃;

s3、将步骤s2中密炼好的物料输送到锥双-单螺杆挤出机中,经单螺杆挤出机熔融混炼挤出,其中,单螺杆挤出机的螺杆直径为180cm,单螺杆挤出机的温度为160℃,物料再经机头热切制成消光母粒即可。

将本实施例3制备的消光母粒10份,同其他原料制备成聚丙烯复合材料,该聚丙烯复合材料其他原料及其重量份同实施例1;

本实施例制备聚丙烯复合材料的方法:在高混机中混合15min,将上述原材料混合均匀,将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒,挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、195℃,挤出螺杆长径比为40,挤出螺杆转速为350r/min。将制备得到的聚丙烯复合材料进行性能测试,测试结果见表1。

实施例4:

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒由以下重量份的原料制成:共聚聚丙烯15份、乙烯-辛烯共聚物4份、交联聚乙烯粉末42份、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体39份、三-(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5份、亚乙基二硬脂酸胺2.5份;其中,交联聚乙烯粉末凝胶含量为71%、交联聚乙烯粉末的平均粒径为20μm;

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒的制备方法,包括以下步骤:

s1、按照本实施例原料重量份称取共聚聚丙烯15份、乙烯-辛烯共聚物4份、交联聚乙烯粉末42份、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体39份、三-(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5份、亚乙基二硬脂酸胺2.5份;

s2、将步骤s1称取的原材料共同加入密炼机中密炼,待物料呈现团状后放料,其中,密炼机的捏合容积为325l,密炼容积为150l,密炼机的前后转子的转速分别为42r/min和34r/min,密炼时间为20min,密炼温度为180℃;

s3、将步骤s2中密炼好的物料输送到锥双-单螺杆挤出机中,经单螺杆挤出机熔融混炼挤出,其中,单螺杆挤出机的螺杆直径为180cm,单螺杆挤出机的温度为220℃,物料再经机头热切制成消光母粒即可。

将本实施例4制备的消光母粒10份,同其他原料制备成聚丙烯复合材料,该聚丙烯复合材料其他原料及其重量份同实施例1;

本实施例制备聚丙烯复合材料的方法:在高混机中混合15min,将上述原材料混合均匀,将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒,挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、175℃、175℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃,挤出螺杆长径比为44,挤出螺杆转速为300r/min。将制备得到的聚丙烯复合材料进行性能测试,测试结果见表1。

实施例5:

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒由以下重量份的原料制成:聚丙烯12份、增韧剂5份、交联聚乙烯粉末43份、马来酸酐接枝聚丙烯40份、四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.6份、pe蜡3份;

其中,交联聚乙烯粉末凝胶含量为68%、交联聚乙烯粉末的平均粒径为25μm;

增韧剂为乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丙烯共聚物混合而成,且乙烯-辛烯共聚物与乙烯-丙烯共聚物的质量比为1:3;

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒的制备方法,包括以下步骤:

s1、按照本实施例原料重量份称取聚丙烯12份、增韧剂5份、交联聚乙烯粉末43份、马来酸酐接枝聚丙烯40份、四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.6份、pe蜡3份;

s2、将步骤s1称取的原材料共同加入密炼机中密炼,待物料呈现团状后放料,其中,密炼机的捏合容积为325l,密炼容积为150l,密炼机的前后转子的转速分别为42r/min和34r/min,密炼时间为25min,密炼温度为195℃;

s3、将步骤s2中密炼好的物料输送到锥双-单螺杆挤出机中,经单螺杆挤出机熔融混炼挤出,其中,单螺杆挤出机的螺杆直径为180cm,单螺杆挤出机的温度为210℃,物料再经机头热切制成消光母粒即可。

将本实施例5制备的消光母粒10份,同其他原料制备成聚丙烯复合材料,该聚丙烯复合材料其他原料及其重量份同实施例1;

本实施例制备聚丙烯复合材料的方法:在高混机中混合15min,将上述原材料混合均匀,将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒,挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、175℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃,挤出螺杆长径比为36,挤出螺杆转速为400r/min。将制备得到的聚丙烯复合材料进行性能测试,测试结果见表1。

实施例6:

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒由以下重量份的原料制成:均聚聚丙烯10份、增韧剂5份、交联聚乙烯粉末45份、马来酸酐接枝聚乙烯40份、四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8份、亚乙基二硬脂酸胺3.5份;

其中,交联聚乙烯粉末凝胶含量为69%、交联聚乙烯粉末的平均粒径为32μm;

增韧剂为乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丙烯共聚物混合而成,且乙烯-辛烯共聚物与乙烯-丙烯共聚物的质量比为2:1;

本实施例聚丙烯复合材料用消光母粒的制备方法,包括以下步骤:

s1、按照本实施例原料重量份称取均聚聚丙烯10份、增韧剂5份、交联聚乙烯粉末45份、马来酸酐接枝聚乙烯40份、四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8份、亚乙基二硬脂酸胺3.5份;

s2、将步骤s1称取的原材料共同加入密炼机中密炼,待物料呈现团状后放料,其中,密炼机的捏合容积为325l,密炼容积为150l,密炼机的前后转子的转速分别为42r/min和34r/min,密炼时间为28min,密炼温度为185℃;

s3、将步骤s2中密炼好的物料输送到锥双-单螺杆挤出机中,经单螺杆挤出机熔融混炼挤出,其中,单螺杆挤出机的螺杆直径为180cm,单螺杆挤出机的温度为185℃,物料再经机头热切制成消光母粒即可。

将本实施例6制备的消光母粒10份,同其他原料制备成聚丙烯复合材料,该聚丙烯复合材料其他原料及其重量份同实施例1;

本实施例制备聚丙烯复合材料的方法:在高混机中混合15min,将上述原材料混合均匀,将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒,挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、170℃、175℃、175℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃,挤出螺杆长径比为40,挤出螺杆转速为400r/min。将制备得到的聚丙烯复合材料进行性能测试,测试结果见表1。

对比例:

按照以下重量份称取原材料:聚丙烯69份、poe6份、滑石粉25份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.2份、偶联剂0.2粉,按照与实施例1相同的工艺条件生产得到对比例1的聚丙烯复合材料,将对比例制备的聚丙烯复合材料进行光泽度性能测试,测试结果见表1。

表1不同样品的光泽度性能测试结果

由表1数据可以看出,实施例1~6制得消光母粒按照一定比例加入聚丙烯当中,制得的复合材料有着较低的光泽度,而且添加了消光母粒的实施例1~6制得的聚丙烯复合材料光泽度均低于未添加消光母粒的对比例制得的聚丙烯复合材料,因此添加本发明消光母粒到聚丙烯复合材料中,能够显著降低聚丙烯复合材料的表面光泽度,消光效果好。

综上所述,本发明聚丙烯复合材料用消光母粒可以显著降低聚丙烯改性材料的表面光泽度,本发明消光母粒按照一定比例添加到聚丙烯复合材料当中,使制得的产品具有低光泽性,消光效果好,产品能够用于汽车内饰及家电外壳等,而且在制备过程中可以通过控制消光母粒的添加量来控制聚丙烯复合材料的光泽度,同时,本发明消光母粒的原料采用交联聚乙烯粉末,使得本发明的消光母粒可以作为交联聚乙烯的回收利用途径之一。

需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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