CN103665540B

CN103665540B - 一种消光聚丙烯复合材料及其制备方法

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Publication number: CN103665540B
Application number: CN201310539649.6A
Authority: CN
Inventors: 黄兴; 周小舟
Original assignee: HUIZHOU XINDADU SYNTHETIC MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG JINFA TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-11-04
Also published as: CN103665540A

Abstract

本发明公开了一种消光聚丙烯复合材料及其制备方法，其组成为质量分数计：聚丙烯60～80%，增韧剂2～20%，相容剂5～20%，有机消光剂5～25%，无机消光剂0.5～5%，抗氧剂0.1～2%，无机填料2～20%。本发明利用制备母料的方式强化消光组分在聚丙烯当中的分散作用，先将聚苯乙烯，消光剂，无机填料和部分相容剂共混后采用双螺杆挤出机挤出制备出消光母粒，然后再与聚丙烯和其他组分共混后挤出制备成消光聚丙烯复合材料。本发明具有优异的消光性能，适用于各类消光产品的注塑，应用于室内装饰装潢、汽车内饰件，可以防止日常生活中眩目产生。

Description

一种消光聚丙烯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术中热塑性树脂复合材料领域，具体涉及一种消光聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种广泛应用于日常生活中的通用级热塑性塑料，俗称“百折胶”。因为其价格低廉，性能优异，成型性好，常通过注塑成型制备成各类电器外壳、容器、汽车内饰等。随着汽车的普及，消费者和汽车厂商都越来越重视汽车内饰件的质量，驾驶室所使用的内饰件如果光泽度较高，在日照较强的地区会产生强烈的反光和眩光现象，影响驾驶员的的正常驾驶和舒适度，因此汽车内饰件需要较低的光泽度。日常家用电器和装潢用材料中，消光材料也逐步被人所接收，消光材料可以使室内的光线柔和不刺眼。各类拥有消光粗糙表面的座椅、桌子、电器等因为其实用性和时尚感受到年轻人的喜爱。

通过改变注塑模具表面粗糙度的方式可以降低聚丙烯的光泽度，但效果有限。利用喷漆、电镀、以及表面喷砂等工艺也可以降低聚丙烯表面的光泽度，但是需要二次加工，既浪费人力又提高了成本。直接改性聚丙烯原料达到消光目的，则可以在不增加工序的情况下起到降低聚丙烯光泽度的效果，是一种方便经济的办法。

有关降低聚丙烯（PP）符合材料光泽度已有一些报道，中国专利申请号为CN201010591416.7的专利申请提到了通过添加苯乙烯‐丙烯腈（SAN）共聚物来保持低光泽度的方法，但SAN与PP的相容性较差，容易导致材料分层，影响材料本身的性能和抗老化能力。中国专利申请号为201110144142.1的专利申请通过添加橡胶粉末来实现消光的作用，但聚丙烯本身刚性较差，添加过多的橡胶粉末会进一步影响其刚性，降低聚丙烯材料本身的实用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种消光聚丙烯复合材料及其制备方法，利用聚合物之间的折射率差异来实现消光性。

技术方案：一种消光聚丙烯复合材料，利用有机消光剂的折射率差异和消光剂协同作用使聚丙烯材料具有消光性；其配方按质量分数计算其组分：聚丙烯60～80%，增韧剂2～20%，相容剂5～20%，有机消光剂5～25%，无机消光剂0.5～5%，抗氧剂0.1～2%，无机填料2～20%。

所述的聚丙烯为均聚型聚丙烯，其熔融流动指数在230℃/2.16kg测试条件下为10～15g/min。

所述的增韧剂为乙烯‐醋酸乙烯共聚物（EVA），聚烯烃弹性体（POE），马来酸酐接枝EVA（MAH‐EVA），马来酸酐接枝POE（MAH‐POE）中的一种或几种。

所述的相容剂为苯乙烯‐丁二烯‐苯乙烯嵌段共聚物（SBS），马来酸酐接枝SBS（MAH‐SBS），氢化SBS（SEBS）中的一种或几种。

所述的有机消光剂为聚苯乙烯（PS），高抗冲聚苯乙烯（HIPS），氢化SBS（SEBS），苯乙烯‐丁二烯‐苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、聚乙烯（PE）或马来酸酐接枝（PE－MAH）中的一种或几种。

所述的无机消光剂为二氧化硅、云母粉、硅灰石、滑石粉中的一种或几种。其粉体应都拥有5μm‐10μm的平均粒径。

所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或几种。

所述的无机填料为碳酸钙，滑石粉，硅灰石中的一种或几种。

一种消光聚丙烯复合材料的制备方法：将质量分数为5~20%的相容剂，5~25%的有机消光剂，0.5~5%的无机消光剂，2~20%的无机填料按比例加入低速混合机中混合10 min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机加工温度为170~220℃，主机转速为300-400转/分钟，经过挤出抽条水冷切粒以后得到消光母粒，然后按质量分数将60~80%的聚丙烯，2~20%的增韧剂，0.1~2%的抗氧剂与消光母粒在低速混合机中共混后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工温度为200~240℃，主机转速为250~350转/分钟；经过挤出抽条水冷切粒以后得到消光聚丙烯复合材料。

本发明的优点是：1、聚苯乙烯（PS）及高抗冲聚苯乙烯（HIPS）是本发明主要使用的有机消光剂，当添加适量时，聚苯乙烯（PS）及高抗冲聚苯乙烯（HIPS）会均匀的分散在聚丙烯（PP）复合材料中，射入的光线在进入聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）的接触面时发生折射，不以原入射角射出，使光线形成漫反射，起到柔和光线的消光效果。同时本发明还添加了一定量的无机消光剂如二氧化硅及滑石粉等，无机消光剂在聚合物中会增大聚丙烯（PP）复合材料的表面粗糙度，同时二氧化硅有一定的吸光作用，降低了材料表面的光反射作用，进一步降低了材料的光泽度，使聚丙烯（PP）复合材料的消光性更强。

2、采用了两种以上的消光剂来实现消光的效果，在有机、无机的消光剂的协同作用下拥有良好的消光能力，充分利用于有机消光剂的相容性，消除无机消光剂大量填充而造成的冲击性能的急剧下降。

3、无须增添特种设备，工艺简单，通过增加一道工序就可以制备出具有良好性能消光聚丙烯复合材料。并且该材料本身均一程度高，品质稳定，具有良好的力学性能和加工性能。

4、充分考虑了不同聚合物相容性的问题，通过相容剂改善了有机消光剂在聚丙烯（PP）复合材料中的相容性，保持了聚丙烯（PP）材料本身的特性。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于以下实施各例。

实施例1‐3，聚丙烯为台湾福聚生产的均聚PP，商品名为PP6331；增韧剂为POE7256，美国陶氏；相容剂为SBS T161B，巴陵石化；有机消光剂是HIPSPH88H，台湾奇美，8250台湾台化，SEBS YH503，巴陵石化；消光剂二氧化硅，1250目；抗氧剂1076，瑞士汽巴，抗氧剂168，瑞士汽巴；无机填料滑石粉，1250目。

相容剂，有机消光剂，无机消光剂和无机填料先经过低速混合10min后通过双螺杆挤出造粒为消光母粒，其工艺为:一区170℃,二区180℃，三区180℃，四区190℃，五区180℃，六区180℃，七区190℃，八区200℃，九区 210℃，主机转速300‐400转/分。将消光母粒和PP、增韧剂、抗氧剂混合后再次通过双螺杆挤出机造粒可得消光聚丙烯复合材料。其工艺为：一区200℃,二区200℃，三区200℃，四区210℃，五区215℃，六区215℃，七区220℃，八区230℃，九区240℃，主机转速250‐350转/分钟。

本发明主要测试按照ISO标准进行，熔体流动速率按ISO1133要求测试230℃/2.16Kg，拉伸性能按ISO527要求进行测试50mm/min，弯曲性能ISO178要求进行测试2mm/min，冲击性能按ISO179要求进行测试，光泽度按照GB8807从60°角进行测试。

表1实施例1‐3及对比例1配方表（单位：g）。

配方	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1
					PP6331	1250	1150	1050	1450
POE7256	40	40	40	40
					SBS T161B	50	50	50	/
HIPS PH88H	100	200	300	/
					SEBS YH503	30	30	30	/
二氧化硅	30	30	30	30
					抗氧剂1076	5	5	5	5
抗氧剂168	3	3	3	3
					滑石粉	60	60	60	60

表2：各配方的测试结果。

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1
					熔体流动速率	8.62	7.49	7.10	10.14
拉伸强度	24.5	27.7	28.9	25.3

伸长率	47	41	35	79
					弯曲强度	37.9	38.4	39.7	36.9
弯曲模量	1153	1243	1301	1083
					冲击强度	3.7	3.6	3.3	2.9
光泽度	33	21	13	52

从实施例1、2、3与对比例1的对比可以看出，有机消光剂HIPS和SEBS的加入极大的降低了材料本身的光泽度。随着有机消光剂的增加，复合材料的光泽度也不断降低，但因为消光剂本身是有机物，同时有相容剂强化有机消光剂在复合材料中的相容程度，实施例1、2、3本身的物理性能下降不大。

实施例4，一种消光聚丙烯复合材料，利用有机消光剂的折射率差异和消光剂协同作用使聚丙烯材料具有消光性；其配方按质量分数计算其组分：聚丙烯60%，增韧剂20%，相容剂5%，有机消光剂5%，无机消光剂0.5，抗氧剂2%，无机填料7.5%。

所述聚丙烯为均聚型聚丙烯，其熔融流动指数在230℃/2.16kg测试条件下为10～15g/min。

所述增韧剂为乙烯‐醋酸乙烯共聚物（EVA）。

所述相容剂为苯乙烯‐丁二烯‐苯乙烯嵌段共聚物（SBS）。

所述有机消光剂为聚苯乙烯（PS）。

所述无机消光剂为二氧化硅，其粉体应都拥有5μm的平均粒径。

所述抗氧剂为抗氧剂168。

所述无机填料为碳酸钙。

一种消光聚丙烯复合材料的制备方法：将质量分数为5%的相容剂，5%的有机消光剂，0.5%的无机消光剂，7.5%的无机填料按比例加入低速混合机中混合10min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机加工温度为170℃，主机转速为300转/分钟，经过挤出抽条水冷切粒以后得到消光母粒，然后按质量分数将60%的聚丙烯，20%的增韧剂，2%的抗氧剂与消光母粒在低速混合机中共混后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工温度为200℃，主机转速为250转/分钟；经过挤出抽条水冷切粒以后得到消光聚丙烯复合材料。

实施例5，一种消光聚丙烯复合材料，利用有机消光剂的折射率差异和消光剂协同作用使聚丙烯材料具有消光性；其配方按质量分数计算其组分：聚丙烯80%，增韧剂2%，相容剂5%，有机消光剂5%，无机消光剂0.5%，抗氧剂0.1%，无机填料7.4%。

所述增韧剂为聚烯烃弹性体（POE）。

所述相容剂为马来酸酐接枝SBS（MAH‐SBS）。

所述有机消光剂为高抗冲聚苯乙烯（HIPS）。

所述无机消光剂为云母粉,其粉体应都拥有10μm的平均粒径。

所述抗氧剂为抗氧剂1010。

所述无机填料为滑石粉。

一种消光聚丙烯复合材料的制备方法：将质量分数为5%的相容剂，5%的有机消光剂，0.5的无机消光剂，7.4%的无机填料按比例加入低速混合机中混合10min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机加工温度为220℃，主机转速为400转/分钟，经过挤出抽条水冷切粒以后得到消光母粒，然后按质量分数将80%的聚丙烯，2%的增韧剂，0.1%的抗氧剂与消光母粒在低速混合机中共混后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工温度为240℃，主机转速为350转/分钟；经过挤出抽条水冷切粒以后得到消光聚丙烯复合材料。

实施例6，一种消光聚丙烯复合材料，利用有机消光剂的折射率差异和消光剂协同作用使聚丙烯材料具有消光性；其配方按质量分数计算其组分：聚丙烯70%，增韧剂10%，相容剂10%，有机消光剂6%，无机消光剂1%，抗氧剂1%，无机填料2%。

所述增韧剂为马来酸酐接枝EVA（MAH‐EVA）及马来酸酐接枝POE（MAH‐POE）。

所述相容剂为马来酸酐接枝SBS（MAH‐SBS）及氢化SBS（SEBS）。

所述有机消光剂为聚乙烯（PE）及马来酸酐接枝（PE－MAH）。

所述无机消光剂为硅灰石及滑石粉，其粉体应都拥有8μm的平均粒径。

所述抗氧剂为抗氧剂1076。

所述无机填料为滑石粉及硅灰石。

一种消光聚丙烯复合材料的制备方法，将质量分数为10%的相容剂，6%的有机消光剂，1%的无机消光剂，2%的无机填料按比例加入低速混合机中混合10min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机加工温度为200℃，主机转速为350转/分钟，经过挤出抽条水冷切粒以后得到消光母粒，然后按质量分数将70%的聚丙烯，10%的增韧剂，1%的抗氧剂与消光母粒在低速混合机中共混后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工温度为230℃，主机转速为300转/分钟；经过挤出抽条水冷切粒以后得到消光聚丙烯复合材料。

Claims

1. 一种消光聚丙烯复合材料，其特征在于：利用有机消光剂的折射率差异和消光剂协同作用使聚丙烯材料具有消光性；其配方按质量分数计算其组分：聚丙烯 60~80%，增韧剂2~20%，相容剂5~20%，有机消光剂5~25%，无机消光剂 0.5~5%，抗氧剂 0.1~2%，无机填料2~20%；

所述聚丙烯为均聚型聚丙烯，其熔融流动指数在230℃/2.16kg测试条件下为10~15g/min；

所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA），聚烯烃弹性体（POE）、马来酸酐接枝EVA（MAH-EVA）、马来酸酐接枝POE（MAH-POE）中的一种或几种；

所述相容剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）；

所述有机消光剂为聚苯乙烯（PS）；

所述无机消光剂为二氧化硅、云母粉、硅灰石、滑石粉中的一种或几种，其粉体应都拥有5μm-10μm的平均粒径；

所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或几种；

所述无机填料为碳酸钙、滑石粉、硅灰石中的一种或几种；

2.根据权利要求1所述的一种消光聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：将质量分数为5~20%的相容剂，5~25%的有机消光剂，0.5~5%的无机消光剂，2~20%的无机填料按比例加入低速混合机中混合10 min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机加工温度为170~220℃，主机转速为300-400转/分钟，经过挤出抽条水冷切粒以后得到消光母粒，然后按质量分数将60~80%的聚丙烯，2~20%的增韧剂，0.1~2%的抗氧剂与消光母粒在低速混合机中共混后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工温度为200~240℃，主机转速为250~350转/分钟；经过挤出抽条水冷切粒以后得到消光聚丙烯复合材料。