CN103627085A - 一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料及其生产方法 - Google Patents

一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料及其生产方法 Download PDF

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Abstract

一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料及其生产方法，属于高分子材料技术领域。其由长玻纤母粒40～70份、助剂母粒5～20份和均聚聚丙烯30～40份组成。本发明具有如下优点和优异效果：本发明使用了高效的抗氧剂复配体系，所制得的复合材料具有长效的抗氧化性能，长久保持性能稳定；本发明使用了有机锌抗菌剂，按照GB21551.2-2010检验，产品具有明显的抗菌效果和防霉效果，且添加量少，比市场上银系抗菌剂使用简便、成本低；本发明采用双螺杆和单螺杆复合使用，降低能耗的同时，生产的产品满足洗衣机产品性能要求；本发明采用母粒生产方式生产，可以根据不同产品的性能需求，复配出多种不同性能的要求的产品。

Description

一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料及其生产方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料及其生产方法。
背景技术
玻纤增强聚丙烯材料目前在市场上的应用越来越广泛，主要因其高强度、高刚性，可以以塑代钢，且成本低，比重小。洗衣机部件中，为降低成本和轻量化，已有部分产品已被玻纤PP产品替代。但此部分替代产品主要以短玻纤为主，其主要突出性能是高刚性，但韧性欠缺。针对性能要求并非很高的洗衣机机种，例如脱水转速要求1000转/min以下机种，短玻纤PP产品完全可以满足。但是针对高性能要求的洗衣机产品，例如脱水转速要求1600转/min或以上机种，短玻纤就难以满足你高转速的性能要求，而长玻纤增强PP刚好弥补了这一不足。另外，考虑到所开发的洗衣机部件，经常接触洗涤剂及水等易生菌发霉介质，我们对材料产品做了抗菌改性，以保证洗衣机产品在长时间使用中，不发生长霉，滋生细菌等现象。
长玻纤增强抗菌PP保持了短玻纤PP的性能，同时弥补了短玻纤增强PP韧性不足的缺点，进一步拓展了玻纤增强PP的应用范围。此外，我们复配了抗氧剂，提高了产品的耐久性，延长了产品使用寿命。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料的生产方法的技术方案。
所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于由下述重量份的原料组成：
长玻纤母粒      40～70份
助剂母粒         5～20份
均聚聚丙烯      30～40份。
所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于由下述重量份的原料组成：
长玻纤母粒      50～60份
助剂母粒        10～15份
均聚聚丙烯     32～38份。
所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的长玻纤母粒由下述重量份的原料组成：
高熔指PP         60～70份
长玻纤            30～40份
相容剂            3～4份
抗氧剂            0.2～1份。
所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的助剂母粒由下述重量份的原料组成：
均聚PP            60～80份
主抗氧剂          5～10份
辅助抗氧剂一    5～10份
辅助抗氧剂二    5～10份
抗菌剂            10～40份
润滑剂            3～5份。
所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的高熔指PP为在230℃、2.16KG测试条件下的熔融指数为80～100g/10min的聚丙烯，所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚丙烯，所述的长玻纤为无碱长玻璃纤维直接无捻粗纱。
所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的抗氧剂由抗氧剂1010和168按重量比1：1的混合而成。
所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂1010、1076、1330中的一种或一种以上的混合物；辅助抗氧剂一为亚磷酸酯类抗氧剂168、618、626中一种或一种以上的混合物；辅助抗氧剂二为硫代酯类抗氧剂DSTP、DLTP、1035中一种或一种以上的混合物。
所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的抗菌剂为有机锌系抗菌剂，所述的润滑剂为EBS、聚乙烯蜡、硬脂酸和软脂酸中的一种或一种以上的混合物。
所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料的生产方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）长玻纤母粒的制备：将高熔指PP60～70份、相容剂3～4份和抗氧剂0.2～1份，在搅拌机中混合均匀，再将以上粒料由单螺杆挤出机挤出，并通过长玻纤生产专业模头，通过浸渍包覆原理，混合长玻纤30～40份，经空冷，在切粒机处切成长玻纤母粒；
2）助剂母粒的制备：将主抗氧剂5～10份、辅助抗氧剂一5～10份、辅助抗氧剂二5～10份和润滑剂3～5份由打粉机混合均匀，混合时间5～10min，再加入抗菌剂10～40份，混合10～20min，然后将以上混合物与均聚PP60～80份混合经双螺杆挤出机挤出造粒，得到助剂母粒；
3）将长玻纤母粒40～70份、助剂母粒5～20份和均聚聚丙烯30～40份混合，得到洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料。
所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料的生产方法，其特征在于所述的单螺杆挤出机和双螺杆挤出机混合熔融温度设定为第一段170～180℃，第二段180～190℃，第三段180～190℃，第四段180～200℃，第五段180～200℃，第六段200～210℃，第七段200～210℃，第八段200～210℃，第九段200～210℃，第十段200～210℃，机头温度200～220℃。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和优异效果：1）本发明使用了高效的抗氧剂复配体系，所制得的复合材料具有长效的抗氧化性能，长久保持性能稳定；2）本发明使用了有机锌抗菌剂，按照GB21551.2-2010检验，产品具有明显的抗菌效果和防霉效果，且添加量少，比市场上银系抗菌剂使用简便、成本低，市场在用银系抗菌剂需搭配防霉剂才能达到以上双重效果；3）本发明采用双螺杆和单螺杆复合使用，降低能耗的同时，生产的产品满足洗衣机产品性能要求；4）本发明采用母粒生产方式生产，可以根据不同产品的性能需求，复配出多种不同性能的要求的产品。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步说明本发明，本发明所用的份数均为重量份。
实施例1：长玻纤母粒的制备
将高熔指PP65份、相容剂3.5份和抗氧剂0.6份，在搅拌机中混合均匀，再将以上粒料由单螺杆挤出机挤出，并通过长玻纤生产专业模头，通过浸渍包覆原理，混合长玻纤35份，经空冷，在切粒机处切成长玻纤母粒。
所述的高熔指PP为在230℃、2.16KG测试条件下的熔融指数为80～100g/10min的聚丙烯，所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚丙烯，所述的长玻纤为无碱长玻璃纤维直接无捻粗纱，所述的抗氧剂由抗氧剂1010和168按重量比1：1的混合而成。
所述的单螺杆挤出机混合熔融温度为：第一段170～180℃，第二段180～190℃，第三段180～190℃，第四段180～200℃，第五段180～200℃，第六段200～210℃，第七段200～210℃，第八段200～210℃，第九段200～210℃，第十段200～210℃，机头温度200～220℃。
该实施例中也可以采用高熔指PP60份、长玻纤30份、相容剂3份和抗氧剂0.2份，或采用高熔指PP70份、长玻纤40份、相容剂4份和抗氧剂1份，或采用高熔指PP68份、长玻纤36份、相容剂3.2份和抗氧剂0.4份，最后也能达到与实施例1相同的技术效果。
实施例2：助剂母粒的制备
将主抗氧剂8份、辅助抗氧剂一8份、辅助抗氧剂二8份和润滑剂4份由打粉机混合均匀，混合时间7min，再加入抗菌剂20份，混合10min，然后将以上混合物与均聚PP70份混合经双螺杆挤出机挤出造粒，得到助剂母粒。
所述的主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂1010、1076、1330中的一种或一种以上的混合物；辅助抗氧剂一为亚磷酸酯类抗氧剂168、618、626中一种或一种以上的混合物；辅助抗氧剂二为硫代酯类抗氧剂DSTP、DLTP、1035中一种或一种以上的混合物，所述的抗菌剂为有机锌系抗菌剂（抗菌剂Z024A01，生产厂家为广州抗菌宝），所述的润滑剂为EBS、聚乙烯蜡、硬脂酸和软脂酸中的一种或一种以上的混合物。
所述的双螺杆挤出机混合熔融温度为：第一段170～180℃，第二段180～190℃，第三段180～190℃，第四段180～200℃，第五段180～200℃，第六段200～210℃，第七段200～210℃，第八段200～210℃，第九段200～210℃，第十段200～210℃，机头温度200～220℃。
 该实施例中可以采用主抗氧剂5份、辅助抗氧剂一5份、辅助抗氧剂二5份、润滑剂3份、抗菌剂10份和均聚PP60份，或采用主抗氧剂10份、辅助抗氧剂一10份、辅助抗氧剂二10份、润滑剂5份、抗菌剂40份和均聚PP80份，或主抗氧剂6份、辅助抗氧剂一7份、辅助抗氧剂二8份、润滑剂3.5份、抗菌剂20份和均聚PP65份，最后也能达到与实施例1相同的技术效果。
实施例3：洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料的制备
将长玻纤母粒40份、助剂母粒15份和均聚聚丙烯55份混合，得到洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料。
实施例4：洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料的制备
将长玻纤母粒50份、助剂母粒10份和均聚聚丙烯40份混合，得到洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料。
实施例5：洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料的制备
将长玻纤母粒65份、助剂母粒5份和均聚聚丙烯30份混合，得到洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料。
实施例6：洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料的制备
将长玻纤母粒70份、助剂母粒30份混合，得到洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料。
实施例3-6中长玻纤母粒由实施例1制得，助剂母粒由实施例2制得。
实施例数据如下：
性能 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
拉伸强度[MPa] 70 80 90 100
弯曲强度[MPa] 80 105 125 130
冲击强度[Kj/m2] 20 22 20 23
抗菌性[抗菌率] ≥99 ≥99 ≥99 ≥99
防霉性 防霉Ⅰ级 防霉Ⅰ级 防霉Ⅰ级 防霉Ⅰ级
耐热性[150℃热老化] 2000H不粉化 2000H不粉化 2000H不粉化 2000H不粉化
通过以上实施例的验证，通过添加长玻纤，产品各项性能均有大幅提高。特别针对PP材料的高韧性进行大幅度改善，纯PP料，冲击强度一般处于5kj/m2，20%短玻纤PP其冲击强度也只能达到10-11kj/m2，而我们长玻纤PP由于其特殊的长径比，导致其可以与PP基材紧密粘结在一起，从而大幅提高冲击强度，达到了20 kj/m2，相比PP原料提高了4倍，比短玻纤PP提高了2倍。此外，通过抗菌剂与抗氧剂等助剂的添加，提高了产品的耐老化性和抗菌防霉性，均达到了国家GB21551.2-2010的检验要求，产品具有抗菌和防霉效果，符合洗衣机性能要求。

Claims (10)

1.一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于由下述重量份的原料组成：
长玻纤母粒      40～70份
助剂母粒        5～20份
均聚聚丙烯      30～40份。
2.如权利要求1所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于由下述重量份的原料组成：
长玻纤母粒      50～60份
助剂母粒        10～15份
均聚聚丙烯      32～38份。
3.如权利要求1或2所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的长玻纤母粒由下述重量份的原料组成：
高熔指PP        60～70份
长玻纤          30～40份
相容剂          3～4份
抗氧剂          0.2～1份。
4.如权利要求1或2所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的助剂母粒由下述重量份的原料组成：
均聚PP         60～80份
主抗氧剂        5～10份
辅助抗氧剂一    5～10份
辅助抗氧剂二    5～10份
抗菌剂         10～40份
润滑剂         3～5份。
5.如权利要求3所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的高熔指PP为在230℃、2.16KG测试条件下的熔融指数为80～100g/10min的聚丙烯，所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚丙烯，所述的长玻纤为无碱长玻璃纤维直接无捻粗纱。
6.如权利要求3所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的抗氧剂由抗氧剂1010和168按重量比1：1的混合而成。
7.如权利要求4所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的主抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂1010、1076、1330中的一种或一种以上的混合物；辅助抗氧剂一为亚磷酸酯类抗氧剂168、618、626中一种或一种以上的混合物；辅助抗氧剂二为硫代酯类抗氧剂DSTP、DLTP、1035中一种或一种以上的混合物。
8.如权利要求4所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料，其特征在于所述的抗菌剂为有机锌系抗菌剂，所述的润滑剂为EBS、聚乙烯蜡、硬脂酸和软脂酸中的一种或一种以上的混合物。
9.一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料的生产方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）长玻纤母粒的制备：将高熔指PP60～70份、相容剂3～4份和抗氧剂0.2～1份，在搅拌机中混合均匀，再将以上粒料由单螺杆挤出机挤出，并通过长玻纤生产专业模头，通过浸渍包覆原理，混合长玻纤30～40份，经空冷，在切粒机处切成长玻纤母粒；
2）助剂母粒的制备：将主抗氧剂5～10份、辅助抗氧剂一5～10份、辅助抗氧剂二5～10份和润滑剂3～5份由打粉机混合均匀，混合时间5～10min，再加入抗菌剂10～40份，混合10～20min，然后将以上混合物与均聚PP60～80份混合经双螺杆挤出机挤出造粒，得到助剂母粒；
3）将长玻纤母粒40～70份、助剂母粒5～20份和均聚聚丙烯30～40份混合，得到洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料。
10.如权利要求9所述的一种洗衣机产品用高性能长玻纤增强抗菌聚丙烯材料的生产方法，其特征在于所述的单螺杆挤出机和双螺杆挤出机混合熔融温度设定为第一段170～180℃，第二段180～190℃，第三段180～190℃，第四段180～200℃，第五段180～200℃，第六段200～210℃，第七段200～210℃，第八段200～210℃，第九段200～210℃，第十段200～210℃，机头温度200～220℃。
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