CN105647009A - 高光泽聚丙烯材料的在线包覆制作方法及其母粒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高光泽聚丙烯材料的在线包覆制作方法及其母粒，所述母粒包括以下重量份数比的组分：PP？85-90份；相容剂5-10份；润滑剂10-15份；抗氧剂0.3-0.6份；光稳定剂0.1-0.5份。本发明，高光母粒制备原料简单，利用母料与基体树脂的熔融指数的差异，使得在注塑成型时母料即可包覆在基体材料的外表面，故对材料其他性能影响不大，因此在保障产品具有优异力学性能的同时大幅降低制造成本；该高光泽聚丙烯材料在矿物质添加量比较大时，也可以显著提高制品的光泽度；此外工艺简单并且能耗低，适合于高光泽聚丙烯材料的规模化生产。

Description

高光泽聚丙烯材料的在线包覆制作方法及其母粒
技术领域
本发明涉及有机材料制备，具体涉及一种在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的方法及其母粒。
背景技术
聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，它具有力学性能好、比重小、无毒、易于成型加工、耐腐蚀、原料易得且价格低廉等优点，因而在家电、汽车、电子仪表工业、纺织工业以及包装等领域得到了广泛的应用。
通过填充无机填料来提高聚丙烯材料的刚性、耐热性和尺寸稳定性，从而获得低成本高性能聚丙烯材料是聚丙烯改性材料提高经济性的途径之一，但是制品的表面光泽度也会随着矿物填充量的增大而大幅降低。针对这一问题，人们尝试采用各种方法来提高聚丙烯材料的表面光泽度：
1)、通过成核剂来促进聚丙烯结晶，提高制品表面光泽度，但这类聚丙烯材料的冲击强度低，适用范围很窄；成本也较高。
2)、加入硫酸钡、立德粉来制备高光泽聚丙烯，效果显著，但添加量局限性比较大，在添加量大时，不但光泽度会下降，对材料其他性能也会造成很大影响，如耐老化、强度等性能急剧下降。
因此目前需要一种性能优异、制造成本低的高光泽聚丙烯材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有采用硫酸钡、立德粉等无机填料制备高光泽聚丙烯存在的高光母料添加量大、对性能影响大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，包括以下重量份数比的组分：PP85-90份；相容剂4-10份；润滑剂5-15份；抗氧剂0.3-0.6份；光稳定剂0.1-0.5份，其中，所述母粒与基体材料的具有相容性且所述母粒与聚丙烯基体材料的熔指相差5倍以上，母粒与聚丙烯材料基体因流动速度不同产生迁移作用，所述母粒能注射包覆在聚丙烯材料基体表面而形成相应的高光层。
在上述方案中，所述PP为均聚或无规共聚聚丙烯。
在上述方案中，所述相容剂为PP与马来酸酐的接枝物。
在上述方案中，所述润滑剂为EBS或PE蜡的任一种，或上述两种以任意比例的混合。
在上述方案中，所述抗氧剂包括以下重量份数比的组分：受阻酚类抗氧剂1份；亚磷酸酯类抗氧剂2份。
在上述方案中，所述光稳定剂为紫外线吸收剂。
在上述方案中，包括以下重量份数比的组分：PP90份；相容剂10份；润滑剂5份；抗氧剂0.6份；光稳定剂0.4份。
本发明还提供了一种在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的方法，包括以下步骤：
按所述的重量份数比称取所述母粒的各所述母粒的组分；
将称取的各组分加入高混机混合搅拌均匀；
将搅拌得到的混合物加入双螺杆挤出机中后经熔融挤出、造粒，并且在熔融过程中，利用制造出的母粒与基体材料的相容性以及母粒的熔融指数高于基体材料的熔融指数，使得母粒与材料基体因流动速度不同产生迁移作用，从而将母粒注射包覆在材料基体表面而形成相应的高光层，得到的即为所述高光泽聚丙烯材料。
在上述方法中，熔融温度为160～210℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速350～450转/分钟，所述双螺杆挤出机的喂料频率为12～24HZ，熔融过程的真空度为-0.06～-0.09MPa。
在上述方法中，将称取的各组分加入高混机的顺序是：先加入PP、相容剂和白油搅拌0.5～2分钟，再加入光稳定剂、抗氧剂和润滑剂搅拌0.5～2分钟。
本发明，高光母粒制备原料简单，利用母料与基体树脂的熔融指数的差异，使得在注塑成型时母料即可包覆在基体材料的外表面，故对材料其他性能影响不大，因此在保障产品具有优异力学性能的同时大幅降低制造成本；该高光泽聚丙烯材料在矿物质添加量比较大时，也可以显著提高制品的光泽度；此外工艺简单并且能耗低，适合于高光泽聚丙烯材料的规模化生产。
具体实施方式
本发明的原理为：母粒载体与基体材料有一定的相容性，但熔融指数存在一定的差异(母粒载体的熔融指数高于基体材料的熔融指数)，在注射成型过程中，由于流动速度不同产生迁移作用，熔指高的母粒极易向制品表面迁移，同时携带各种助剂，包覆在制品表面，形成相应的高光层从而实现产品的功能化。
本发明提供的一种用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，包括以下重量份数比的组分：PP85-90份；相容剂4-10份；润滑剂5-15份；抗氧剂0.3-0.6份；光稳定剂0.1-0.5份。其中，PP为均聚或无规共聚聚丙烯；相容剂为PP与马来酸酐的接枝物(PP-MAH相容剂)；润滑剂为EBS或PE蜡的任一种，或上述两种以任意比例的混合；抗氧剂包括以下重量份数比的组分：受阻酚类抗氧剂1份，亚磷酸酯类抗氧剂2份；光稳定剂为紫外线吸收剂BP12、紫外线吸收剂UV531、紫外线吸收剂5411或紫外线吸收剂327中任一种，或者上述任意两种或两种以上以任意比例的混合。
实施例1：
用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，包括以下重量份数比的组分：PP90份；相容剂10份；润滑剂5份；抗氧剂0.6份；光稳定剂0.5份。
实施例2：
用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，包括以下重量份数比的组分：PP86份；相容剂4份；润滑剂15份；抗氧剂0.5份；光稳定剂0.5份。
实施例3：
用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，包括以下重量份数比的组分：PP85份；相容剂5份；润滑剂15份；抗氧剂0.5份；光稳定剂0.5份。
实施例4：
用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，包括以下重量份数比的组分：PP90份；相容剂4份；润滑剂11.6份；抗氧剂0.3份；光稳定剂0.1份。
实施例5：
用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，包括以下重量份数比的组分：PP90份；相容剂4份；润滑剂11.2份；抗氧剂0.5份；光稳定剂0.3份。
特别说明的是，实施例1-5仅为本发明提供的一种用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒几种较佳的具体实施例。但是，本发明并不限制上述具体的实施例，只要原料的重量配比满足下述要求，均可达到本发明的效果。表1-5分别显示了聚丙烯材料中未添加各实施例中母粒及添加各实施例中母粒的力学性能对比。
表1、聚丙烯材料中未添加实施例1中母粒及添加实施例1中母粒的力学性能对比
性能 单位 未添加母粒 添加母粒(重量组分为5％)
熔融指数 g/10min 2.7 4.2
拉伸强度 MPa 27 27.6
断裂伸长率 ％ 110 130
弯曲强度 MPa 33.2 34
弯曲模量 MPa 1140 1180
缺口冲击(悬) kJ/M2 40 35
缺口冲击(悬)-10℃/3h kJ/M2 7.0 6.2
缺口冲击(悬)-20℃/3h kJ/M2 4.7 4.7
光泽度 47 71
表2、聚丙烯材料中未添加实施例2中母粒及添加实施例2中母粒的力学性能对比
性能 单位 未添加母粒 添加母粒(重量组分为5％)
熔融指数 g/10min 2.7 4.1
拉伸强度 MPa 27 28
断裂伸长率 ％ 110 125
弯曲强度 MPa 33.2 37
弯曲模量 MPa 1140 1192
缺口冲击(悬) kJ/M2 40 38
缺口冲击(悬)-10℃/3h kJ/M2 7.0 6.5
缺口冲击(悬)-20℃/3h kJ/M2 4.7 4.6
光泽度 47 72
表3、聚丙烯材料中未添加实施例3中母粒及添加实施例3中母粒的力学性能对比
表4、聚丙烯材料中未添加实施例4中母粒及添加实施例4中母粒的力学性能对比
性能 单位 未添加母粒 添加母粒(重量组分为5％)
熔融指数 g/10min 2.7 3.4
拉伸强度 MPa 27 30
断裂伸长率 ％ 110 115
弯曲强度 MPa 33.2 36
弯曲模量 MPa 1140 1170
缺口冲击(悬) kJ/M2 40 42
缺口冲击(悬)-10℃/3h kJ/M2 7.0 6.7
缺口冲击(悬)-20℃/3h kJ/M2 4.7 4.7
光泽度 47 77
表5、聚丙烯材料中未添加实施例5中母粒及添加实施例5中母粒的力学性能对比
实际运用中，母粒与聚丙烯基体材料的熔指相差5倍以上。参见表1-5，将5％的高光母粒与低流动性树脂在混料机中混匀，注塑成标准样条，再测试关键指标，并与传统方式进行力学性能对比。
本发明还提供了一种在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的方法，包括以下步骤：
按上述的重量份数比称取母粒的各组分；
将称取的各组分加入高混机混合搅拌均匀；
将搅拌得到的混合物加入双螺杆挤出机中后经熔融挤出、造粒，并且在熔融过程中，利用制造出的母粒与基体材料的相容性以及母粒的熔融指数高于基体材料的熔融指数，使得母粒与材料基体因流动速度不同产生迁移作用，从而将母粒注射包覆在材料基体表面而形成相应的高光层，得到的即为高光泽聚丙烯材料。
上述的方法中，熔融温度为160～210℃，双螺杆挤出机的螺杆转速350～450转/分钟，双螺杆挤出机的喂料频率为12～24HZ，熔融过程的真空度为-0.06～-0.09MPa。进一步优选地，将称取的各组分加入高混机的顺序是：先加入PP、相容剂和白油搅拌0.5～2分钟，再加入光稳定剂、抗氧剂和润滑剂搅拌0.5～2分钟。
本发明，高光母粒制备原料简单，利用母料与基体树脂的熔融指数的差异，使得在注塑成型时母料即可包覆在基体材料的外表面，故对材料其他性能影响不大，因此在保障产品具有优异力学性能的同时大幅降低制造成本；该高光泽聚丙烯材料在矿物质添加量比较大时，也可以显著提高制品的光泽度；此外工艺简单并且能耗低，适合于高光泽聚丙烯材料的规模化生产。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，其特征在于，包括以下重量份数比的组分：PP85-90份；相容剂4-10份；润滑剂5-15份；抗氧剂0.3-0.6份；光稳定剂0.1-0.5份，其中，母粒与基体材料的具有相容性且所述母粒与聚丙烯基体材料的熔指相差5倍以上，所述母粒与聚丙烯材料基体因流动速度不同而在注塑时产生迁移作用，所述母粒能在注射成型时包覆在聚丙烯材料基体表面而形成相应的高光层。
2.如权利要求1所述的用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，其特征在于，所述PP为均聚或无规共聚聚丙烯。
3.如权利要求1所述的用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，其特征在于，所述相容剂为PP与马来酸酐的接枝物。
4.如权利要求1所述的用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，其特征在于，所述润滑剂为EBS或PE蜡的任一种，或上述两种以任意比例的混合。
5.如权利要求1所述的用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，其特征在于，所述抗氧剂包括以下重量份数比的组分：受阻酚类抗氧剂1份；亚磷酸酯类抗氧剂2份。
6.如权利要求1所述的用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，其特征在于，所述光稳定剂为紫外线吸收剂。
7.如权利要求1所述的用于在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的母粒，其特征在于，包括以下重量份数比的组分：PP90份；相容剂10份；润滑剂5份；抗氧剂0.6份；光稳定剂0.5份。
8.一种在线包覆制作高光泽聚丙烯材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
按权利要求1-7任意一项所述的重量份数比称取各所述母粒的组分；
将称取的各组分加入高混机混合搅拌均匀；
将搅拌得到的混合物加入双螺杆挤出机中后经熔融挤出、造粒，并且在熔融过程中，利用制造出的母粒与基体材料的相容性以及母粒的熔融指数高于基体材料的熔融指数，使得母粒与材料基体因流动速度不同产生迁移作用，从而将母粒注射包覆在材料基体表面而形成相应的高光层，得到的即为所述高光泽聚丙烯材料。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，熔融温度为160～210℃，所述双螺杆挤出机的螺杆转速350～450转/分钟，所述双螺杆挤出机的喂料频率为12～24HZ，熔融过程的真空度为-0.06～-0.09MPa。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，将称取的各组分加入高混机的顺序是：先加入PP、相容剂和白油搅拌0.5～2分钟，再加入光稳定剂、抗氧剂和润滑剂搅拌0.5～2分钟。
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