聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料及其制备方法与流程

文档序号:20019487发布日期:2020-02-25 11:19阅读:524来源:国知局
聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料及其制备方法与流程

本发明属于材料领域,具体涉及一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料及其制备方法。



背景技术:

近年来,随着免喷涂材料的发展,越来越多的制件从原先的喷漆、喷油,开始采用免喷涂技术。免喷涂技术通常是在基体树脂中添加金属色粉以使所获得的免喷涂材料呈现出金属质感。免喷涂技术不仅可以节省工艺步骤,降低成本,同时还绿色环保。

但是,在实际使用中聚丙烯免喷涂材料也面临着诸多挑战,一是金属色粉直接添加至树脂中,其与树脂基体的相容性不好,从而并不能获得理想的色泽度和高金属质感;二是树脂基体本身耐刮擦性能不好,导致免喷涂材料极易出现划痕。例如在小家电的高光免喷涂材料,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消费者的使用体验,也会降低相关材料的实际使用寿命。因此,在保证良好力学性能的同时,提升聚丙烯免喷涂材料的金属质感和耐刮擦性能,具有重要的实用意义。



技术实现要素:

基于此,本发明的目的在于提供一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,使其具有高金属质感和优异的表面耐刮擦性能,同时兼具良好的机械性能,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/聚酮复合材料,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;

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;

所述金属色粉母粒由金属色粉、聚丙烯酸和聚丙烯粉料制备得到。

优选地,所述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料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;

优选地,所述金属色粉母粒由金属色粉、聚丙烯酸和聚丙烯粉料制备得到;其中,所述金属色粉和聚丙烯酸的质量比为1:1-10,更优选为1:4-6,更优选为1:5;所述金属色粉和聚丙烯酸的总质量与所述聚丙烯粉料的质量比为1:0.8-4;更优选为1:0.8-1.2,更优选为1:1。

优选地,所述金属色粉为铝粉、铜粉、金粉、银粉、锌粉、锡粉、铁粉和镍粉中的至少一种。

优选地,所述聚丙烯酸的重均分子量为5000-50000;更优选为10000-50000。更优选为30000。

优选地,所述聚丙烯粉料的平均粒径为0.01-10mm,更优选为0.8-1.2mm。

优选地,所述金属色粉母粒的制备方法包括如下步骤:

1)将所述金属色粉与所述聚丙烯酸混合;

2)将步骤1)所得混合物料与所述聚丙烯粉料混合;

3)将步骤2)混合好的物料用双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,即得所述金属色粉母粒。

优选地,所述金属色粉母粒的制备方法包括如下步骤:

1)将所述金属色粉与所述聚丙烯酸用搅拌机混合,所述搅拌机的转速为100-300r/min,混合的时间为1-3min;

2)将步骤1)所得混合物料与所述聚丙烯粉料用搅拌机混合,所述搅拌机的转速为100-300r/min,混合的时间为1-3min;

3)将步骤2)混合好的物料用双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,即得所述金属色粉母粒;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190~210℃,八区温度为200~220℃,模头温度为200~220℃,螺杆转速为200~500rpm,真空度为-0.05-0.08mpa;所述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/聚酮复合材料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/聚酮复合材料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/聚酮复合材料的制备方法。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,包括以下步骤:

将所述聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、抗氧剂和润滑剂使用搅拌机混合,将所得混合物料通过主喂料器加入双螺杆挤出机;将所述金属色粉母粒通过侧喂料器加入双螺杆挤出机,然后熔融挤出,造粒,即得;

所述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-聚酮复合材料的原理如下:

本发明以聚丙烯、聚酰胺和聚酮为基体树脂,配合一定量的特定相容剂和特定的金属色粉母粒,制备得到了高金属质感、耐磨性能优异、力学性能优异的聚合物复合材料。

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-聚酮三组分复合材料,并且使该复合材料具有优异的力学性能和耐磨性能。在此基础上,添加特定的金属色粉母粒,该金属色粉母粒先将金属色粉用聚丙烯酸预处理,再将其与聚丙烯制备成母粒,在不影响金属质感和光泽的同时,显著提升了金属色粉与聚丙烯/聚酰胺/聚酮三组分聚合物的相容性,从而大幅度提升了金属色粉在聚合物材料中的分散性,在仅使用少量金属色粉的情况下即可使材料具备强烈的金属质感,并且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/聚酮复合材料免喷涂效果明显、具有高金属质感和光泽度,同时具有优异的力学性能和耐刮擦性能,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、其他小家电外装饰件等领域。

本发明提供的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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-聚酮复合材料的制备工艺流程图;

图2为本发明实施例7的聚丙烯-聚酰胺-聚酮复合材料的实际制件图。

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;

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;

金属色粉:铝粉、银粉,选自佛山市顺德区新彩妍塑料实业有限公司;

聚丙烯酸(重均分子量为10000、30000、50000),选自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司;

聚丙烯粉料,选自中国石化化工销售有限公司华南分公司;

金属色粉母粒自制。

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/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

抗氧剂:β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯0.5份;

润滑剂硬脂酸钙0.5份;

金属色粉母粒3份。

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉铝粉与重均分子量为10000的聚丙烯酸按照质量比为1:10的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为100r/min,混合时间为1min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为0.01mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为100r/min,混合时间为1min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,进行熔融挤出、造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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190℃,八区温度为200℃,模头温度为200℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和1个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

实施例2

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉银粉与重均分子量为30000的聚丙烯酸按照质量比为1:5的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为10mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

实施例3:

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉银粉与重均分子量为50000的聚丙烯酸按照质量比为1:5的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为1mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

实施例4:

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉银粉与重均分子量为30000的聚丙烯酸按照质量比为1:5的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为1mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

实施例5:

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉银粉与重均分子量为30000的聚丙烯酸按照质量比为1:5的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为1mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

实施例6:

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉银粉与重均分子量为30000的聚丙烯酸按照质量比为1:5的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为1mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

实施例7:

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉银粉与重均分子量为30000的聚丙烯酸按照质量比为1:5的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为1mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

将本实施例所得聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料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,该产品具有良好的外观和免喷涂效果。

实施例8

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉银粉与重均分子量为30000的聚丙烯酸按照质量比为1:5的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为1mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

对比例1:

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉银粉与重均分子量为30000的聚丙烯酸按照质量比为1:5的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为1mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

对比例2:

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉银粉与重均分子量为30000的聚丙烯酸按照质量比为1:5的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为1mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

对比例3:

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉银粉与重均分子量为30000的聚丙烯酸按照质量比为1:5的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为1mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

对比例4:

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

对比例5:

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,未处理金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉与平均粒径为1mm的聚丙烯粉料用搅拌机混合,其质量比按照质量为1:1进行,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)将步骤1)混合好的物料通过侧喂料器加入双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得未处理金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入未处理金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

对比例6

一种聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料,由如下重量份的原料制备而成:

其中,金属色粉母粒的制备方法如下:

1)将金属色粉银粉与重均分子量为30000的聚丙烯酸按照质量比为1:5的比例用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

2)向步骤1)获得的混合物料中加入平均粒径为1mm的聚丙烯粉料,其质量比按照步骤1)获得的混合物料的总质量与聚丙烯粉料质量为1:1进行,再继续用搅拌机混合,搅拌机的转速为200r/min,混合时间为2min;

3)将步骤2)混合好的物料通过侧喂料器加入平行双螺杆挤出机中,然后熔融挤出,造粒,即得金属色粉母粒。所述平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒的工艺参数如下: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200℃,八区温度为210℃,模头温度为210℃,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,螺杆上设有1个啮合块区和2个反螺纹区。

上述聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的制备方法,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、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,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向加入金属色粉母粒进行熔融挤出,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,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平行双螺杆挤出机熔融挤出、造粒,得到颗粒状的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料。

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

将上述实施例和对比例制备得到的聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料进行以下性能测试:

拉伸性能:按gb/t1040-2006标准测试,拉伸速率为50mm/min;

弯曲性能:按gb/t9341-2008标准测试,样条厚度为4mm;

光泽度:按gb/t8807-1988标准测试,测试选择60°角,其中材料的光泽度越高,说明材料的质感越强,免喷涂效果越好;

耐刮擦性能:按gmw14688-2012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/聚酮复合材料的性能一览表

实施例1~8为调整聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酮树脂、相容剂、抗氧剂、润滑剂和金属色粉母粒的配比,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/聚酮组合物复合材料的拉伸强度和弯曲强度稍有增加,但对光泽度和耐刮擦性能影响不大。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同样也不大。随着金属色粉母粒的添加量增大,聚丙烯/聚酰胺/聚酮组合物复合材料的表面光泽度会出现显著的提升,但是当其添加量超过5份时,再提高金属色粉母粒的添加量对光泽度的影响不大。这是因为金属色粉对材料光泽度的影响主要是由其在材料表面的分布所提供的,如果材料表面的金属色粉结构趋于饱和,再进一步多加金属色粉母粒并不会对光泽度有进一步的贡献,而金属色粉母粒的生产价格比较贵。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/聚酮复合材料的拉伸强度、弯曲强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/聚酮复合材料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/聚酮复合材料出现明显分相,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与实施例7相比,对比例4直接使用了金属色粉,其用量略大于实施例7母粒中的金属色粉含量。对比例4中的金属色粉由于没有进行预处理,其与树脂的相容性较差,在树脂中的分散较差,从而导致所得聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的光泽度远低于实施例7的。对比例5与实施例7相比,对比例5直接使用了未处理的金属色粉母粒,所得聚丙烯/聚酰胺/聚酮复合材料的光泽度尽管优于对比例4,但是还是远不如实施例7的效果好。这说明,聚丙烯酸对金属色粉的处理以及母粒的制备,能够协同改善金属色粉与基体树脂的界面相容性,使金属色粉在树脂中分散更好,从而较大程度的提升光泽度。对比例6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/聚酮复合材料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/聚酮复合材料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。

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