一种聚丙烯材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，尤其涉及聚丙烯材料改性领域，具体涉及一种兼顾高光泽和耐划伤的聚丙烯材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚丙烯简称pp，是丙烯通过加聚反应而成的聚合物。由于聚丙烯具有密度较低，强度、刚性和耐热性较好、成本低等优点，广泛应用于汽车工业、家用电子电器、包装、建材等领域。在汽车装饰件或者家电外壳等零部件上往往需要制品既具有高亮的外观效果，因此需要高光泽聚丙烯材料。中国发明专利文献cn101100539 a采用均聚聚丙烯为基体，用纳米碳酸钙填充，通过成核剂交联剂改性得到高光泽聚丙烯材料。中国发明专利文献cn104086939 a采用共聚聚丙烯作为基体，利用矿物填充，以及乙烯-辛烯增韧得到高光聚丙烯，但是上述方案的聚丙烯材料光泽度较低。聚丙烯本身材料硬度低，表面易划伤，导致高光聚丙烯材料在使用过程中很容易因为硬物擦伤而外观变差。因此，亟需研发一种能够兼顾高光泽和耐划伤的聚丙烯材料。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种能够兼顾高光泽和耐划伤的聚丙烯材料及其制备方法和应用。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供一种聚丙烯材料，按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯69～90份，氧化铝粉混合物5～15份，硅烷偶联剂0.2～1份，主抗氧剂0～1份，辅抗氧剂0～1份，光稳定剂0～1份；

4、所述氧化铝粉混合物包括平均粒径为200nm～500nm的氧化铝粉a和平均粒径为2.6μm～4.3μm的氧化铝粉b；所述氧化铝粉a和氧化铝粉b的质量比为6～8:2～4；

5、在所述聚丙烯材料中，聚丙烯树脂的含量不低于70％。

6、本发明的聚丙烯材料采用大小粒径组合的氧化铝粉混合物填充聚丙烯，大粒径促进小粒径的分散，小粒径分散在大粒径周边桥接，避免了大粒径氧化铝被针头犁翻出来，使得聚丙烯材料的光泽度高且划伤性能好，可显著改善氧化铝的分散性，可提升材料的表面光泽，改善划伤性能。氧化铝(即三氧化二铝)的硬度较高，提升了材料在划伤过程中抵抗变形的能力，使得划痕较浅，避免材料容易被硬物刮花。大粒径的氧化铝粉避免氧化铝团聚，促进分散，小粒径的氧化铝粉使得表面分布均匀，充分发挥提升材料表面硬度的效果，并且氧化铝粉混合物的粒径较小，对光泽度影响低。

7、优选的，所述氧化铝可选择为球形氧化铝。

8、优选的，所述氧化铝粉a和氧化铝粉b的质量比为2～3:1；更进一步的，所述氧化铝粉a和氧化铝粉b的质量比为2～2.5:1。

9、优选的，在所述聚丙烯材料中，氧化铝粉混合物的重量份可选择为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份中的任意份数或两者的份数范围值。

10、作为本发明所述的聚丙烯材料的优选实施方式，所述聚丙烯为均聚聚丙烯和/或无规共聚聚丙烯。聚丙烯的熔体流动速率为1g/10min～100g/10min(按照iso 1133-1:2022,测试，温度230℃负荷2.16kg)。

11、在所述聚丙烯材料中，聚丙烯的含量不低于70％。

12、优选的，所述聚丙烯的重量份数可选择69份、70份、71份、72份、73份、74份、75份、76份、77份、78份、79份、80份、81份、82份、83份、84份、85份、86份、87份、88份、89份、90份中的任意份数或两者的份数范围值。

13、作为本发明所述的聚丙烯材料的优选实施方式，所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷中的至少一种；优选的，所述硅烷偶联剂为氨基硅烷，如γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

14、本发明的聚丙烯材料采用硅烷偶联剂作为分散剂，偶联剂提升了氧化铝和基体的相互作用，使得氧化铝粉良好的分散基体中，既提高了光泽度，又加强了填料和基体的作用，使得基体抵抗变形能力提升，降低了刮擦的损伤程度。

15、作为本发明所述的聚丙烯材料的优选实施方式，所述主抗氧剂为受阻酚类化合物；优选地，所述主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)。

16、作为本发明所述的聚丙烯材料的优选实施方式，所述辅抗氧剂为亚磷酸酯类化合物；优选地，所述辅抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)。

17、作为本发明所述的聚丙烯材料的优选实施方式，所述光稳定剂为受阻胺化合物；优选地，所述光稳定剂为c12-21和c18-不饱和脂肪酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯(光稳定剂uv-3808pp5)。

18、第二方面，本发明提供了所述的聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

19、按重量份数取所述组分，混合均匀，熔融挤出造粒，即成；

20、作为本发明所述的制备方法的优选实施方式，所述熔融挤出的条件为：一区温度80℃～120℃，二区温度180℃～200℃，三区温度180℃～220℃，四区温度180℃～220℃，五区温度180℃～220℃，六区温度180℃～220℃，七区温度180℃～220℃，八区温度180℃～220℃，九区温度180℃～220℃；主机转速400r/min～500r/min；双螺杆挤出机的长径比为35～45:1。

21、第三方面，本发明将所述的聚丙烯材料在汽车零部件、家电外壳中应用。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

23、本发明的聚丙烯材料采用大小粒径混合的氧化铝粉混合物填充聚丙烯，氧化铝的硬度较高，提升了材料在划伤过程中抵抗变形的能力，使得划痕较浅，避免材料容易被硬物刮花。大粒径的氧化铝粉避免氧化铝团聚，促进分散，小粒径的氧化铝粉使得表面分布均匀，充分发挥提升材料表面硬度的效果，并且氧化铝粉混合物的粒径较小，对光泽度影响低。采用硅烷偶联剂作为分散剂，偶联剂提升了氧化铝和基体的相互作用，使得氧化铝粉良好的分散基体中，既提高了光泽度，又加强了填料和基体的作用，使得基体抵抗变形能力提升，降低了刮擦的损伤程度。适用于汽车零部件、家电外壳领域。

技术特征：

1.一种聚丙烯材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯69～90份，氧化铝粉混合物5～15份，硅烷偶联剂0.2～1份，主抗氧剂0～1份，辅抗氧剂0～1份，光稳定剂0～1份；

2.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯为均聚聚丙烯和/或无规共聚聚丙烯。

3.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述主抗氧剂为受阻酚类化合物。

5.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述辅抗氧剂为亚磷酸酯类化合物。

6.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述光稳定剂为受阻胺化合物。

7.权利要求1～6任一项所述的聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.权利要求1～6任一项所述的聚丙烯材料在汽车零部件、家电外壳中的应用。

技术总结
本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种聚丙烯材料及其制备方法和应用。本发明的聚丙烯材料按重量份数计包括以下组分：聚丙烯69～90份，氧化铝粉混合物5～15份，硅烷偶联剂0.2～1份，主抗氧剂0～1份，辅抗氧剂0～1份，光稳定剂0～1份。本发明采用大小粒径组合的氧化铝粉混合物填充聚丙烯，提升了材料在划伤过程中抵抗变形的能力，使得划痕较浅，避免材料容易被硬物刮花，对光泽度影响低。适用于汽车零部件、家电外壳领域。

技术研发人员：吴志强,罗忠富,陈平绪,叶南飚,陆湛泉,雷亮,袁强,肖星,俸志荣
受保护的技术使用者：成都金发科技新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27