耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料及其制备方法，具体涉 及用于民用及工业水管制件的挤出级共聚聚丙烯材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 无规共聚聚丙烯(PPR)是乙烯和丙烯单体同时进行聚合而制得的聚合物，具有较 好的刚性、强度和抗蠕变性能，同时具有优良的抗冲击能力和加工性能，已广泛应用于民用 和工业建筑管道系统，在上水管、淡水输送管、加热系统管、农林灌溉管等领域具有重要应 用地位。
[0003] 无规共聚聚丙烯本身摩擦系数较大，因此耐摩擦耐刮痕性较差，在一些特定管件 场合，需要用金属机件加套在管件连接处，若PPR的耐摩擦、耐刮痕性不好，施工及使用过程 中，PPR管件会产生松动，从而造成管件连接处不牢固，会产生不良后果。
[0004] 专利申请（公开号CN102492221A)公开了一种空心玻璃微珠填充低密度聚丙烯复 合物，其主要应用于聚丙烯材料及制备。其主要应用对象亦是注塑级汽车内饰件，且其无机 填料限定为滑石粉、硅灰石、云母这三类矿物，对挤出级PPR未作涉及。
[0005] 专利申请（公开号CN104629246A)公开了一种增韧、耐磨合金材料及其制备方法。 通过耐磨改性剂，耐刮擦剂来增加合金的耐磨性，未提到对聚丙烯材料改性效果，未就特定 数值说明所述耐磨、耐刮擦剂对耐磨和刮擦的影响效果。
【发明内容】
[0006] 为解决现有技术上的不足，本发明提供一种耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯 材料及其制备方法，以满足挤出级PPR管件应用上的一些特定要求。
[0007] 为达到上述目的，本发明提供了一种耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料，其 特征在于由以下组分按重量百分比组成： 无规共聚聚丙烯（PPR) 70%~80% 白色玻璃微珠 15~20% 晶须硅 2~5%
[0008] 硅酮粉 1~2% 聚四氟乙烯 0.5~5% 相容剂 1~3% 抗氧剂10:10和/或抗氧剂168为 0.3~0.6%。
[0009 ]本发明中创造性的使用复合型抗摩减摩及耐刮痕填料及助剂。其中玻璃微珠和晶 须娃起到稳定的硬支点作用，抵抗和抵消PPR材料在磨损、摩擦过程中的抗刨、抗削、抗犁等 诸过程的破坏，有机硅酮粉和聚四氟乙烯粉则在PPR表面形成一层覆盖膜和转移膜，同上述 复合填料产生协同作用，同时聚乙烯马来酸酐共聚物将上述填料、助剂与PPR很好相容，微 观上形成一体化结构。
[0010]优选地，所述的无规共聚聚丙烯(PPR)的数均分子量为3X 105-6X 105,熔融指数为 0.1-1.0g/10min；
[0011] 优选地，所述的白色玻璃微珠的堆积密度为0.1~1.2g/cm3,粒径为2000~5000 目；
[0012] 优选地，所述的晶须硅直径为0.3μπι~1.6μπι，其长度为5μπι~50μπι。
[0013] 优选地，戶斤述的娃酮粉的数均分子量为8 X 105-1 · 2 X 106,硅氧烷含量为40~60%， 二氧化娃含量为60~40 % ;
[0014] 优选地，所述的聚四氟乙烯为聚四氟乙烯粉末；
[0015] 优选地，所述的相容剂为高密度聚乙烯接枝马来酸酐和/或低密度聚乙烯接枝马 来酸酐；
[0016] 进一步优选的，所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐为线性低密度聚乙烯接枝马来酸 酐。
[0017] 本申请中所述的抗氧剂为【β_(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸】季戊四醇酯和亚 磷三(2.4-二叔丁基苯基)酯中的一种或两种的混合物。
[0018] 本发明还提供上述耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料的制备方法，其特征 在于：
[0019] (1)将所有组分的原料在高速混合机中混合5~10分钟，转速为300~450转/分；
[0020] (2)将混合好的原料送入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机温度为：I区180~185°C，Π 区 190~195°C，ΙΠ 区 195~200°C，IV区200~210°C，V区210~220°C，VI区210~220°C，VII区 205~210°C，珊区200~205°C，机头温度205~220°C，螺杆转速为300~450转/分；
[0021 ] (3)将上述挤出料进行水冷、干燥、切粒得到成品。
[0022] 本发明的有益效果为:本发明制得的挤出级无规共聚聚丙烯材料具有良好的力学 性能、表面外观和耐摩擦、耐刮痕之特性。可应用于特定要求的民用及工业水管领域。
【具体实施方式】
[0023] 本发明的实施例及对比例材料组成及各组分含量如表1所示：
[0024]表1材料组成及各组分含量
[0025]
[0026] 上述材料的制备方法包括以下步骤：
[0027] (1)所有组分的原料在高速混合机中混合10分钟，转速为400转/分；
[0028] (2)将混合好的原料送入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机温度为：I区180~185°C，Π 区 190~195°C，ΙΠ 区 195~200°C，IV区200~210°C，V区210~220°C，VI区210~220°C，VII区 205~210°C，珊区200~205°C，机头温度205~220°C，螺杆转速为400转/分；
[0029] (3)上述原料经双螺杆熔融挤出、水冷、干燥、切粒得到成品。
[0030] 上述实施例及对比例的性能测试按下列标准进行：
[0031] 拉伸强度：按GB/T 1040-2006标准；
[0032] 断裂伸长率:按GB/T 1040.1-2006标准；
[0033] 缺口冲击强度:按GB/T 1843-2008标准；
[0034] 耐刮痕按铅笔硬度:GB/T 6739-1996标准；
[0035]耐摩擦:按磨耗失重法（ISO 4696)标准测定。
[0036]上述实施例及对比例所对应的性能如表2所示：
[0037] 表2实施例及对比例对应的性能
[0038]
[0039] 从表2可看出，采用本申请所述的配方制备的无规共聚聚丙烯(PPR)材料具有突出 的耐刮痕性，耐摩擦性和良好的力学性能，若配方中缺少晶须硅或硅酮粉的复合物，或白色 微珠含量低于要求值，所制备的PPR材料的耐刮痕性和耐摩擦性都较差。
【主权项】
1. 一种耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料，其特征在于按重量百分比计，由以下 组分组成： 无规共聚聚丙烯 70% -80% 白色玻璃微珠 15~20% 晶须娃 2~5% 石圭酮粉 1~2% 聚四氟乙烯 0.5~1,5% 相容剂 1~3% 抗氧剂1010和/或抗氧剂168 0.3~0.6%。2. 根据权利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料，其特征在于所述无 规共聚聚丙烯的数均分子量为3 X 105-6 X 105，熔融指数为0.1-1.0g/10min。3. 根据权利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 的白色玻璃微珠的堆积密度为0.1~1.2g/cm 3，粒径为2000~5000目。4. 根据权利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 的晶须娃直径为0.3μηι~1.6μηι，长度为5μηι~50μηι。5. 根据权利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 的娃酮粉的数均分子量为8 X 105_1.2 X 106,其中硅氧烷含量为40~60 %，二氧化娃含量为 60~40% 〇6. 根据权利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 的聚四氟乙烯为聚四氟乙烯粉末。7. 根据权利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 的相容剂为高密度聚乙烯接枝马来酸酐和/或低密度聚乙烯接枝马来酸酐。8. 根据权利要求7所述的耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 低密度聚乙烯接枝马来酸酐为线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐。9. 根据权利要求1 _8中任一项所述的耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料的制备 方法，其特征在于： (1) 将所有组分的原料在高速混合机中混合5~10分钟，转速为300~450转/分； (2) 将混合好的原料送入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机温度为：1区180~185Γ，Π 区 190~195°C，ΙΠ 区 195~200°C，IV区200~210°C，V 区210~220°C，VI区210~220°C，W区 205~210°C，珊区200~205°C，机头温度205~220°C，螺杆转速为300~450转/分； (3) 将上述挤出料进行水冷、干燥、切粒得到成品。
【专利摘要】本发明公开了一种耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料及其制备方法。所述的耐摩擦、耐刮痕改性无规共聚聚丙烯材料的特征在于：以重量百分比计，由70％～80％无规共聚聚丙烯(PPR)；15～20％白色玻璃微珠；2～5％晶须硅；1～2％硅酮粉；0.5～1.5％聚四氟乙烯粉末；1～3％相容剂；0.3～0.6％抗氧剂1010及抗氧剂168组成。上述材料的制备方法为：将各原料按比例放入双螺杆挤出机中在180～220℃温度，转速300～450转/分条件下混合、熔融、挤出、切粒。本发明制得的挤出级无规共聚聚丙烯材料具有良好的力学性能、表面外观和耐摩擦、耐刮痕之特性。可应用于特定要求的民用及工业水管领域。
【IPC分类】B29C47/92, C08K13/04, C08K7/20, C08L51/06, C08K7/14, C08L23/14, C08L27/18, C08L83/04
【公开号】CN105623106
【申请号】CN201610156110
【发明人】张金柱
【申请人】广东天保新材料有限责任公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月18日