CN106188844B - 一种矿粉增强聚丙烯组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿粉增强聚丙烯组合物及其制备方法，按重量份数计，包括如下组分：聚丙烯26份‑87份；矿粉5份‑40份；界面改性剂1份‑10份；表面改性剂5份‑15份；酸酐中和剂1份‑8份；抗菌剂0.05份‑1份。本发明通过选用在矿粉增强聚丙烯组合物配方中添加特定含量的界面改性剂、表面改性剂、酸酐中和剂和抗菌剂，能够从根本上改变矿粉增强聚丙烯组合物表面的极性，大大改善了矿粉增强聚丙烯组合物的疏水性能，并且提高该矿粉增强聚丙烯组合物的抗菌防霉性，使得该矿粉增强聚丙烯组合物具有很高的自洁净性，大幅度拓宽了矿粉增强聚丙烯材料的应用领域，提高了矿粉增强聚丙烯材料的应用层次。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料改性领域，特别涉及一种矿粉增强聚丙烯组合物及其制备方法。
背景技术
聚丙烯作为一种通用塑料，进入了日常生活的各个角落，经过矿粉改性的聚丙烯材料凭借其良好的刚性，较低的收缩率和变形，在家用电器上得到了广泛的运用。但是由于矿粉的加入，导致聚丙烯材料具有一定的吸水性，特别是在洗衣机、小家电等方面的应用过长时间后，该聚丙烯材料容易吸水沾污，更容易滋生细菌发霉等，大大限制了聚丙烯材料的选择和运用。
到目前为止，还未见通过分析矿粉增强聚丙烯材料吸水玷污的缺陷原因，从根本上改变矿粉增强聚丙烯材料表面的极性，从而改善矿粉增强聚丙烯材料的疏水性能和抗菌防霉性的相关文献报道，从而限制了矿粉增强聚丙烯材料的应用领域和应用层次。
发明内容
为了克服现有技术的不足与缺陷，本发明的首要目的是提供一种疏水性能和抗菌防霉性得到明显改善的矿粉增强聚丙烯组合物。
本发明的另一目的是提供上述矿粉增强聚丙烯组合物的制备方法。
本发明上述目的通过如下技术方案予以实现：
一种矿粉增强聚丙烯组合物，按重量份数计，包括如下组分：
聚丙烯 26份-87份；
矿粉 5份-40份；
界面改性剂 1份-10份；
表面改性剂 5份-15份；
酸酐中和剂 1份-8份；
抗菌剂 0.05份-1份。
优选地，一种矿粉增强聚丙烯组合物，按重量份数计，包括如下组分：
聚丙烯 40份-70份；
矿粉 10份-30份；
界面改性剂 2份-8份；
表面改性剂 8份-12份；
酸酐中和剂 3份-5份；
抗菌剂 0.2份-0.6份。
发明人通过反复实验发现，通过对配方及各组分含量的合理筛选，即采用上述配方范围后，所得矿粉增强聚丙烯组合物才能同时具有明显改善的疏水性能和抗菌防霉性。当选择在该范围以外的比例，则不能同时满足上述疏水性能和抗菌防霉性同时达到较佳值。
其中，所述界面改性剂选自环氧硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或几种。
其中，所述表面改性剂根据ISO 1133标准测得的熔体流动指数大于100g/10min，优选为110 g/10min-130 g/10min，选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或几种。
其中，所述酸酐中和剂选自碳酸钙、碳酸氢钠、氧化锌中一种或几种。
其中，所述抗菌剂选自无机抗菌剂和/或有机合成抗菌剂；优选为银离子无机抗菌剂。
其中，所述聚丙烯选自共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯。
其中，所述矿粉的平均粒径为0.1μm-15μm，选自滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石、硫酸钡、高岭土、氢氧化铝、氢氧化镁、炭黑中一种或几种。
本发明所述的矿粉增强聚丙烯组合物，还包括0.05份-2份的热稳定剂和0.05份-1份的其它助剂；
所述热稳定剂选自酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类、杯芳烃类热稳定剂中的一种或几种；所述其它助剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、芥酸酰胺中一种或几种。
一种上述矿粉增强聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：
按照配比将聚丙烯、矿粉、界面改性剂、表面改性剂、酸酐中和剂、抗菌剂和/或热稳定剂和/或其它助剂经长径比为36-40：1的双螺杆挤出机在200℃-230℃下熔融混合分散，挤出造粒，得到矿粉增强聚丙烯组合物。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明通过选用在矿粉增强聚丙烯组合物配方中添加特定含量的聚丙烯、矿粉、界面改性剂、表面改性剂、酸酐中和剂和抗菌剂，能够从根本上改变矿粉增强聚丙烯组合物表面的极性，大大改善了矿粉增强聚丙烯组合物的疏水性能，并且提高该矿粉增强聚丙烯组合物的抗菌防霉性，使得该矿粉增强聚丙烯组合物具有很高的自洁净性，大幅度拓宽了矿粉增强聚丙烯材料的应用领域，提高了矿粉增强聚丙烯材料的应用层次。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
本发明的实施例及对比例采用如下原料，但不仅限于这些原料：
聚丙烯（PP）：K1011，厂家为台化；
矿粉：滑石粉，平均粒径为4μm，厂家为辽宁艾海滑石有限公司；
界面改性剂：钛酸酯偶联剂，厂家为泰昌化工；
表面改性剂-1：熔体流动指数为120g/10min的低密度聚乙烯，厂家为中石化；
表面改性剂-2：熔体流动指数为105g/10min的低密度聚乙烯，厂家为中石化；
表面改性剂-3：熔体流动指数为90g/10min的低密度聚乙烯，厂家为中石化；
酸酐中和剂：碳酸氢钠，厂家为北京化学试剂公司；
抗菌剂：银离子无机抗菌剂；厂家为日本富士；
热稳定剂：酚类热稳定剂，Irganox1010，厂家为巴斯夫；
亚磷酸酯类热稳定剂，Irganox168，厂家为巴斯夫；
其它助剂：硬脂酸钙，厂家为汽巴。
各性能指标的测试方法：
疏水性能测试：将样料注塑成100*100*3mm的方板，测试材料与水的接触角（θ角）；
抗菌防霉性测试：将样料注塑成100*100*3mm的方板，按照ISO 22196测试材料的抗菌率（%）。
实施例1-14及对比例1-11：矿粉增强聚丙烯组合物的制备
按表1的配比将聚丙烯、矿粉、界面改性剂、表面改性剂、酸酐中和剂、抗菌剂和/或热稳定剂和/或其它助剂经长径比为36-40：1的双螺杆挤出机在200℃-230℃下熔融混合分散，挤出造粒，得到矿粉增强聚丙烯组合物；所得矿粉增强聚丙烯组合物经制样后测试其疏水性和抗菌率，具体测试数据见表1。
表1 实施例1-14及对比例1-11的各组分配比（重量份）及各性能测试结果
续表1
。
Claims (9)
1.一种矿粉增强聚丙烯组合物，按重量份数计，包括如下组分：
聚丙烯 26份-87份；
矿粉 5份-40份；
界面改性剂 1份-10份；
表面改性剂 5份-15份；
酸酐中和剂 1份-8份；
抗菌剂 0.05份-1份；
所述界面改性剂选自环氧硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或几种；
所述表面改性剂选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或几种；
所述酸酐中和剂选自碳酸钙、碳酸氢钠、氧化锌中一种或几种；
所述抗菌剂选自银离子无机抗菌剂。
2.根据权利要求1所述的矿粉增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述矿粉增强聚丙烯组合物，按重量份数计，包括如下组分：
聚丙烯 40份-70份；
矿粉 10份-30份；
界面改性剂 2份-8份；
表面改性剂 8份-12份；
酸酐中和剂 3份-5份；
抗菌剂 0.2份-0.6份。
3.根据权利要求1或2所述的矿粉增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述表面改性剂根据ISO 1133标准测得的熔体流动指数大于100g/10min。
4.根据权利要求3所述的矿粉增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述表面改性剂根据ISO 1133标准测得的熔体流动指数为110 g/10min-130 g/10min。
5.根据权利要求1或2所述的矿粉增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯选自共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯。
6.根据权利要求1或2所述的矿粉增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述矿粉的平均粒径为0.1μm-15μm，选自滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石、硫酸钡、高岭土、氢氧化铝、氢氧化镁、炭黑中一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的矿粉增强聚丙烯组合物，其特征在于，基于矿粉增强聚丙烯组合物的总重量，还包括0.05份-2份的热稳定剂和0.05份-1份的其它助剂；所述热稳定剂选自酚类、胺类、亚磷酸酯类、杯芳烃类热稳定剂中的一种或几种；所述其它助剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、芥酸酰胺中一种或几种。
8.一种如权利要求1-6中任一项所述的矿粉增强聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照配比将各组分经长径比为36-40：1的双螺杆挤出机在200℃-230℃下熔融混合分散，挤出造粒，得到矿粉增强聚丙烯组合物。
9.一种如权利要求7所述的矿粉增强聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照配比将各组分经长径比为36-40：1的双螺杆挤出机在200℃-230℃下熔融混合分散，挤出造粒，得到矿粉增强聚丙烯组合物。
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