CN104974413A

CN104974413A - 高疏水改性pp材料及其制备方法、洗碗机

Info

Publication number: CN104974413A
Application number: CN201510437696.9A
Authority: CN
Inventors: 费望春
Original assignee: Midea Group Co Ltd; Foshan Shunde Midea Washing Appliances Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Midea Group Co Ltd; Foshan Shunde Midea Washing Appliances Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2015-10-14

Abstract

本发明公开了一种高疏水改性PP材料及其制备方法和一种洗碗机。本发明高疏水改性PP材料包括的质量份的组分有：PP树脂55～95份、无机填料0～35份、成核剂0.1～0.5份、疏水助剂1～6份、复合抗氧剂0.2～0.5份、加工助剂0.4～1.5份。本发明高疏水改性PP材料制备方法包括称取配方组分、对物料进行混炼、挤出处理等步骤。本发明洗碗机设置在其箱体内的塑胶部件采用本发明高疏水改性PP材料制备而成。本发明改性PP材料具有很强的疏水性能，其制备方法工艺简单，条件易控，对设备要求低，在有效保证本发明高疏水改性PP材料性能稳定。本发明洗碗机干燥效果好，提高了消费者的体验满意度和卫生条件。

Description

高疏水改性PP材料及其制备方法、洗碗机

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种高疏水改性PP材料及其制备方法、洗碗机。

背景技术

聚丙烯(Polypropylene,PP)是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，是无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，是目前所有塑料中最轻的品种之一。其水稳定性良好，具有优异的抗弯曲疲劳性，良好的耐热性、化学稳定性和电学性能，可直接用于食品包装领域。

近几年随着我国家用电器产业迅速发展，PP由于其具有上述优异性能而得到了广泛的应用，如在洗碗机、洗衣机中得到了广泛的使用，其中，我国一些塑料原料厂商已经开发出洗衣机专用料如PP 1947系列、K7726系列等，受到了洗衣机制造厂商的欢迎。

聚合物领域公知的是不同的应用需要赋予聚合物相应的特性。因此，尽管PP具有上述优异的特性并在家用电器产业中得到了广发应用，但在某些家用电器使用的效果依然不理想。

具体地，如PP在洗碗机中的应用效果并不令人满意。洗碗机内部很多塑胶部件，如喷臂、水杯、塑料滤网、内水管、刀叉篮等都是使用复合PP材料生产，而由于洗碗机内部的特定工作环境，如其箱体内部湿度高。

又由于上述设置在箱体内的PP材料制备的塑胶部件与水的接触角(接触角θC，是由液体在三相(液体、固体、气体)交点处的夹角，θC大于90°时为疏水性，θC小于90°时为亲水性)接近90°，介于亲水与疏水的边缘状态。这样，洗碗机在完成程序后，腔体内会有大量水汽冷凝到上述塑胶部件表面形成悬挂的水珠，影响到洗碗机最终的干燥效果和消费者的体验满意度，同时也为细菌和霉菌生长繁殖的提供了有利条件。

目前提高PP制品的接触角θC方法即疏水技术都是通过对PP制品表面涂层或者PP制品表面纳米结构处理，但是这些处理方法一是技术难度大，生产效率低；二是在洗碗机中这高温和高湿环境中使用寿命很短。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高疏水改性PP材料及其制备方法，以解决现有PP复合材料疏水性低的技术问题。

本发明另一目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种洗碗机，以解决现有洗碗机的干燥效果差和消费者的体验满意度低的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种高疏水改性PP材料，包括如下质量份的组分：

以及，一种高疏水改性PP材料的制备方法，包括以下步骤：

①按照权利要求1-7任一项所述长效抗菌防霉复合PP材料的组分分别称取对应各PP树脂原料；

②向步骤①中称取的所述PP树脂中添加所述加工助剂进行混料处理；

③向步骤②中添加所述成核剂、复合抗氧剂和疏水助剂进行混料处理；

④向步骤③中最后添加所述无机填料进行混料处理；

⑤将步骤④中混料处理后的混合物料进行熔融共混挤出。

上述本发明高疏水改性PP材料以PP树脂为主料进行改性处理，在无机填料、成核剂、疏水助剂等组分的作用下，使得本发明改性PP材料具有很强的疏水性能，有效避免本发明高疏水改性PP材料制备的零部件表面如在高湿环境中凝结和悬挂水珠，有效保证了零部件表面的干燥。

上述本发明高疏水改性PP材料制备方法只需按照成分及比例将各原料进行混炼、挤出即可，其制备方法工艺简单，条件易控，对设备要求低，在有效保证本发明高疏水改性PP材料性能稳定的同时，有效降低了其生产成本，适于工业化生产。

上述本发明洗碗机由于采用上述本发明高疏水改性PP材料制备箱体内设的塑胶部件，因此，本发明洗碗机能在完成程序后，避免在其箱体内设的塑胶部件表面能形成悬挂的水珠，从而有效保证了本发明洗碗机最终的干燥效果，提高了消费者的体验满意度，这样同时也有效避免了细菌和霉菌生长繁殖，提高了本发明洗碗机箱体内的卫生条件。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为采用本发明实施例1-4提供的高疏水性能的改性PP材料制备的设置在洗碗机箱体内塑胶部件的接触角图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种具有高疏水性能的改性PP材料。该高疏水改性PP材料包括如下质量份的组分：

具体地，上述高疏水改性PP材料中的PP树脂作为基体成分。为了使得本发明实施例高疏水改性PP材料在高温高湿的环境中具有优异机械性能和高的疏水改性能，在一实施例中，该PP树脂选用MI值在5～50g/10min之间的均聚或共聚注塑级树脂。

在一些具体实施例中，该PP树脂的含量可以控制在55份、58份、60份、62份、65份、68份、70份、72份、73、75份、78份、80份、82份、85份、88份、90份、92份、95份等质量份含量。通过对该PP树脂组分含量的控制，与其他组分一起能够提高本发明实施例高疏水改性PP材料的机械性能和高的疏水改性能。

上述无机填料对PP树脂进行改性，在显著提高上述高疏水改性PP材料的耐热性和相关力学性能，同时，无机填料与疏水助剂等助剂协同作用还能提高本发明实施例高疏水改性PP材料的疏水改性能。因此，为了提高无机填料在本发明实施例中的作用，在一实施例中，所述无机填料选用滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、玻纤纤维中的至少一种。该优选的无机填料能有效对PP树脂进行填充增强改性。

在一些具体实施例中，该无机填料的含量可以控制在0份、1份、5份、8份、10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、27份、28、30份、32份、33份、35份等质量份含量。通过对该无机填料组分含量的调节和控制，实现对高疏水改性PP材料的耐热性、耐湿和力学性能的调节和控制。

上述成核剂的存在对高疏水改性PP材料形成过程中结晶进行调节和控制，实现对高疏水改性PP材料的耐热性和相关力学性能进行调节，从而提高高疏水改性PP材料的稳定性能，从而保证高疏水改性PP材料长效的高疏水性能。因此，在一实施例中，该成核剂选用苯甲酸钠、山梨醇类、有机磷酸盐、β晶型成核剂。该优选的成核剂能有效调节高疏水改性PP材料在成型过程中结晶行为，从而提高高疏水改性PP材料的稳定性能，以保证高疏水改性PP材料长效的高疏水性能。

在一些具体实施例中，该成核剂的含量可以控制在0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份等质量份含量。通过对该无机填料组分含量的调节和控制，实现对高疏水改性PP材料的耐热性、耐湿和力学性能以及长效高疏水性能的调节和控制。

上述疏水助剂的存在，与其他组分发挥增效作用，赋予高疏水改性PP材料优异的疏水改性能。在一实施例中，该疏水助剂选用有机硅氧烷A、有机改性硅氧烷B中的任一种或两种。其中，有机硅氧烷A为聚二甲基硅氧烷(R₂SiO)_x中的一种，其中，R₂基相同或不同的为碳原子数1～30的烷基，优选的碳原子数为6～20的芳基或碳原子数为7～20的芳烷基；下标x为500～3000的整数。具体的如CAS登记号63148-62-9。有机改性硅氧烷B是在有机硅氧烷A的基础上进行烷基改性后得到的，其烷基数量为1000～5000，所述有机改性硅氧烷B中的烷基可以是常见的烷基。在一具体实施例中，有机改性硅氧烷B为Tegopren 6848。

该选用的疏水助剂能在本发明实施例高疏水改性PP材料于高湿的环境中保持长效的高疏水性能。

在一些具体实施例中，该疏水助剂的含量可以控制在1份、2份、3份、4份、5份等质量份含量。通过对该疏水助剂组分含量的调节和控制，实现对高疏水改性PP材料长效的高疏水性能的调节和控制。

在一实施例中，上述加工助剂可以选用分散剂、润滑剂、相容剂中的至少一种。在具体实施例中，该分散剂可以选用EBS、硅烷偶联剂等中的至少一种。

润滑剂可以选用PE蜡、PETS等中的至少一种。

相容剂可以选用PP-g-MAH、硅烷偶联剂等中的至少一种。

上述选用的分散剂、润滑剂可以提高本发明实施例高疏水改性PP材料各组分的分散性能，提高本发明实施例高疏水改性PP材料的稳定性。上述选用的相容剂能有效改善高疏水改性PP材料的各组分在形成过程中的相容性能，从而进一步提高高疏水改性PP材料的稳定性能。

在一些具体实施例中，该加工助剂组分的含量可以控制在0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.2份、1.3份、1.5份等质量份含量。通过对该加工助剂组分含量的调节和控制，以进一步提高高疏水改性PP材料的稳定性能。

在一实施例中，上述复合抗氧剂选用抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076和抗氧剂626中的两种或两种以上混合物。因此，在具体实施例中，该复合抗氧剂为1010与168的复合物、1076与168的复合物、626与168的复合物等，其中，各种复合抗氧剂其他抗氧剂与168的质量比控制在1:1～1:2之间。

在具体实施例中，该复合抗氧剂的含量可以是0.2份、0.3份、0.4份、0.5份等质量份含量。该选用的复合抗氧剂能有效提高高疏水改性PP材料的抗氧化性能，从而提高高疏水改性PP材料于高温高湿环境中的稳定性能，进一步提高高疏水改性PP材料长效的高疏水性。

因此，上述高疏水改性PP材料采用无机填料、加工助剂、成核剂、复合抗氧剂、疏水助剂对PP树脂主料进行改性处理，使得本发明实施例高疏水改性PP材料具有优异的高疏水性、耐热性和力学性能，在高温高湿环境中的稳定性高，赋予高疏水改性PP材料长效的高疏水性，从而扩展了高疏水改性PP材料的应用范围，如使得本发明实施例高疏水改性PP材料能够有效用于需要在高温高湿度适用的产品中，具体的如应用在洗碗机中，从而有效克服了市售复合PP材料中的疏水性低而以在其表面凝结水珠的不足。

相应地，本发明实施例还提供了上述高疏水改性PP材料的一种制备方法。该高疏水改性PP材料制备方法包括如下步骤：

④向步骤③中最后添加所述无机填料进行混料处理；

⑤将步骤④中混料处理后的混合物料进行熔融共混挤出。

具体地，上述步骤①中的高疏水改性PP材料中的各组分优选含量和种类如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。

上述步骤②至④中的混料处理目的是为了使得各组分能够在混合物中均匀分散。因此，为了提高分散效果，在一实施例中，上述步骤②至③中的混料处理时间在1-2min以上，上述步骤④中的混料处理时间在15-60s。

为了提高本发明实施例高疏水改性PP材料的如热稳定性能、力学性能以及相应的物理性能，在一实施例中，将步骤④中混料处理后的混合物料进行熔融共混挤出的工艺步骤和条件为：挤出机螺杆长径比1:36～1:45之间；挤出的温度控制在180～220℃之间；挤出机螺杆转速控制在300～450r/min之间。

上述高疏水改性PP材料的制备方法只需按本发明实施例高疏水改性PP材料的成分及比例将各原料进行混炼、挤出即可，其制备方法工艺简单，条件易控，对设备要求低的特点，在有效保证了高疏水改性PP材料性能的稳定，同时有效降低了其生产成本，适于工业化生产。

在上文本发明实施例高疏水改性PP材料及其制备方法的基础上，本发明实施例还提供了一种洗碗机。该洗碗机包括箱体和设置在所述箱体内的塑胶部件。理所当然的，该洗碗机还包括洗碗机必备的其他工作部件。

其中，设置在本发明实施例洗碗机所述箱体内的塑胶部件由上文所述的本发明实施例高疏水改性PP材料制备而成。正由于上述本发明实施例高疏水改性PP材料具有长效的高疏水性、热稳定性能、力学性能，因此，本发明实施例洗碗机能在完成程序后，避免在其箱体内设的塑胶部件表面能形成悬挂的水珠，从而有效保证了本发明洗碗机最终的干燥效果，提高了消费者的体验满意度，这样同时也有效避免了细菌和霉菌生长繁殖，提高了本发明洗碗机箱体内的卫生条件。

现以高疏水改性PP材料的组分和制备方法为例，对本发明进行进一步详细说明。其中，下述各实施例中的PP树脂、无机填料、加工助剂、成核剂、成核剂和复合抗氧剂分别选用上文所述相应组分的具体种类。

实施例1

一种高疏水改性PP材料及其制备方法，其所含的质量组份如下表1：

表1：高疏水改性PP材料所含的质量组份

原料	质量份
		PP树脂	75.5
无机填料	20
		加工助剂	1
成核剂	0.2
		复合抗氧剂	0.3
疏水助剂A	3

高疏水改性PP材料及其制备方法如下：

按照表1中的组分比例称取各组分，然后将各组分进行混炼、熔融挤出处理，其中，混炼、熔融挤出处理的条件为：

①按照高疏水改性PP材料的配方准确称取对应各PP树脂原料；

②然后在PP树脂中添加加工助剂并充分搅拌混合；

③再添加成核剂、复合抗氧剂和疏水助剂并充分搅拌混合；

④最后添加无机填料并充分搅拌混合均匀；

⑤将混合均匀的物料按指定工艺要求和流程加入挤出机下料斗进行熔融共混挤出。

其中，混合过程②和③的时间必须在1～2min以上；混合过程④的时间控制在15～60s之内；挤出机螺杆长径比1:32～1:45之间；熔融过程严格按配方工艺参数控制挤出温度在180～220℃之间；挤出机螺杆转速控制在300～450r/min之间。

实施例2

一种高疏水改性PP材料，其制备方法参照实施例1，其所含的质量组份如下表2：

表2：高疏水改性PP材料所含的质量组份

原料	质量份
		PP树脂	74.5
无机填料	20
		加工助剂	1
成核剂	0.2
		复合抗氧剂	0.3
疏水助剂A	4

实施例3：

一种高疏水改性PP材料，其制备方法参照实施例1，其所含的质量组份如下表3：

表3：高疏水改性PP材料所含的质量组份

原料	质量份
		PP树脂	75.5
无机填料	20
		加工助剂	1
成核剂	0.2
		复合抗氧剂	0.3
疏水助剂B	3

实施例4：

一种高疏水改性PP材料，其制备方法参照实施例1，其所含的质量组份如下表4：

表4：高疏水改性PP材料所含的质量组份

原料	质量份
		PP树脂	74.5
无机填料	20
		加工助剂	1
成核剂	0.2
		复合抗氧剂	0.3
疏水助剂B	4

实施例5：

一种高疏水改性PP材料，其制备方法参照实施例1，其所含的质量组份如下表5：

表5：高疏水改性PP材料所含的质量组份

原料	质量份
		PP树脂	95
无机填料	0
		加工助剂	0.5
成核剂	0.2
		复合抗氧剂	0.3
疏水助剂B	4

实施例6：

一种高疏水改性PP材料，其制备方法参照实施例1，其所含的质量组份如下表6：

表6：高疏水改性PP材料所含的质量组份

应用实施例

实施例1～6提供的高疏水改性PP材料用于制备设置在洗碗机箱体内的塑胶部件。

Claims

1.一种高疏水改性PP材料，包括如下质量份的组分：

2.根据权利要求1所述的高疏水改性PP材料，其特征在于：所述疏水助剂选用有机硅氧烷A、有机改性硅氧烷B中的任一种或两种；其中，所述有机硅氧烷A为聚二甲基硅氧烷(R₂SiO)_x；所述有机改性硅氧烷B是在所述有机硅氧烷A的基础上进行烷基改性的有机改性硅氧烷，其中，R₂基相同或不同的为碳原子数1～30的烷基，x为500～3000的整数；所述有机改性硅氧烷B中的烷基数量为1000～5000。

3.根据权利要求1或2所述的高疏水改性PP材料，其特征在于：所述成核剂选用苯甲酸钠、山梨醇类、有机磷酸盐、β晶型成核剂中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的高疏水改性PP材料，其特征在于：所述无机填料选用滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、玻纤纤维、其他纳米填料中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的高疏水改性PP材料，其特征在于：所述加工助剂选用分散剂、润滑剂、相容剂中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的高疏水改性PP材料，其特征在于：所述复合抗氧剂选用1010、168、1076、626中的两种或两种以上。

7.根据权利要求2所述的高疏水改性PP材料，其特征在于：所述PP树脂为75.5份、无机填料20份、成核剂0.2份、复合抗氧剂0.3份、疏水助剂A 3 份、加工助剂1份；和/或

所述PP树脂为74.5份、无机填料20份、成核剂0.2份、复合抗氧剂0.3份、疏水助剂A 4份、加工助剂1份；和/或

所述PP树脂为75.5份、无机填料20份、成核剂0.2份、复合抗氧剂0.3份、疏水助剂B 3份、加工助剂1份；和/或

所述PP树脂为74.5份、无机填料20份、成核剂0.2份、复合抗氧剂0.3份、疏水助剂B 4份、加工助剂1份。

8.一种高疏水改性PP材料的制备方法，包括以下步骤：

④向步骤③中最后添加所述无机填料进行混料处理；

⑤将步骤④中混料处理后的混合物料进行熔融共混挤出。

9.根据权利要求8所述的的制备方法，其特征在于：所述熔融共混挤出处理的工艺条件为挤出机螺杆长径比1:32～1:45之间；挤出温度控制在180～220℃之间；挤出机螺杆转速控制在300～450r/min之间。

10.一种洗碗机，其包括箱体和设置在所述箱体内的塑胶部件，其特征在于，所述塑胶部件由如权利要求1-7任一所述高疏水改性PP材料制备而成。