CN107216548A - 一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其按原料重量份计包括如下组分：聚丙烯树脂44～83份、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒1～5份、滑石粉母粒10～30份、增韧剂5～20份、加工助剂0.5～1份。本发明通过调整各原料组分及配比，使得该聚丙烯组合物具有优异的抗油污性能、良好的耐热性和耐低温性，其中含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒具有优异的低表面张力，使得该组合物制得的产品表面的油污和水容易滑落，从而保持产品表面的干爽、清洁，进一步含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒以聚丙烯树脂为载体，添加在该组合物中与树脂基体和滑石粉母粒有良好的相容性，加入后不影响该组合物的韧性。

Description

一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及改性高分子组合物领域，特别涉及一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)具有密度小、耐挠曲、耐化学腐蚀、绝缘性好等优点，目前在家电领域具有广泛的应用。在洗碗机碗篮、净水器滤芯等应用领域，要求聚丙烯材料具有良好的抗油污或者自清洁性能，同时也要求材料有良好的耐热性满足高温环境使用，以及良好的韧性满足低温环境使用。
中国专利CN201510129942采用的全氟醚油、聚四氟乙烯添加剂在一定程度上改善聚丙烯材料的抗油污能力，但全氟醚油、聚四氟乙烯表面极性很低与聚丙烯材料相容性较差，聚四氟乙烯添加量高时也会影响材料的加工挤出性能。采用的硫酸镁晶须可以很好提高材料耐热性，但硫酸镁晶须在材料中取向后会导致材料韧性较难改善，同时流动方向与垂直流动方向收缩率相差较大，导致产品容易翘曲变形。中国专利CN201510300094采用硅氧烷改善抗油污，依靠小分子硅烷迁移在表面改善抗油污程度较有限，采用聚乙烯树脂耐热性较低。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种聚丙烯组合物及其制备方法，其具有优异的抗油污性能、良好的耐热性和耐低温性等特点。
本发明所采取的技术方案是：一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其按原料重量份计包括如下组分：
作为上述方案的进一步改进，所述含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒以聚丙烯为载体，含氟聚甲基丙烯酸甲酯含量按重量份计为20～30％，其使得含氟聚甲基丙烯酸甲酯与聚丙烯组合物具有良好的相容性，从而保证了聚丙烯组合物的韧性。本发明进一步优选含氟聚甲基丙烯酸甲酯含量按重量份计占母粒总重量20％的含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒。
作为上述方案的进一步改进，所述滑石粉母粒按原料重量份计由15～25份的聚丙烯树脂、70～80份的超细滑石粉、3～7份的成核剂、0.2～0.6份的抗氧剂、0.7～1.3份的润滑剂经密炼，挤出，造粒制备而成。再进一步地，本发明所选用的超细滑石粉的细度为D50＝0.7～1.5μm，该细度的滑石粉使得该滑石粉母粒具有优异的分散性能。
作为上述方案的进一步改进，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯。
作为上述方案的进一步改进，所述聚丙烯树脂在230℃、2.16KG的测试条件下的熔体流动速率为1～60g/10min。
作为上述方案的进一步改进，所述增韧剂为R-TPO树脂，其具有在23℃简支梁缺口冲击强度下无破坏和-40℃简支梁缺口冲击强度≥7KJ/m2的特性。本发明的R-TPO与聚丙烯树脂和滑石粉母粒均有良好的相容性，且其在提高组合物韧性的同时几乎不影响组合物整体的刚性和耐热性，而其他常用的增韧剂如POE、EPDM等在增加用量以提高组合物韧性的同时会造成组合物刚性大幅下降。
作为上述方案的进一步改进，所述加工助剂包括抗氧剂和润滑剂。所述加工助剂为常规助剂，而本发明中的抗氧剂优选B225，润滑剂优选EBS。
本发明所采取的另一个技术方案是：一种如上所述的抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物的制备方法：按原料重量份计将聚丙烯树脂、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒、滑石粉母粒、增韧剂和加工助剂加入到高速搅拌机搅拌均匀，后从双螺杆挤出机的主喂料口投入，控制螺杆转速在100～500r/min范围内，经挤出温度为140～220℃熔融挤出，造粒，得成品，其中挤出造粒加工时的真空度为-0.06～-0.09MPa。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过调整各原料组分及配比，使得该聚丙烯组合物具有优异的抗油污性能、良好的耐热性和耐低温性，其中含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒具有优异的低表面张力，使得该组合物制得的产品表面的油污和水容易滑落，从而保持产品表面的干爽、清洁，进一步含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒以聚丙烯树脂为载体，添加在该组合物中与树脂基体和滑石粉母粒有良好的相容性，加入后不影响该组合物的韧性。
(2)本发明中增韧剂采用R-TPO树脂，其为具有高橡胶含量的聚丙烯树脂，可与该组合物树脂基体和滑石粉母粒有优异的相容性，在提高组合物韧性的同时几乎不影响组合物整体的刚性和耐热性。
(3)本发明采用超细滑石粉制备滑石粉母粒，使得滑石粉在聚丙烯树脂基体中分散具有优异的分散性，可提高组合物的刚性，而滑石粉母粒中添加的成核剂具有增刚作用，可进一步提高该组合物的耐热性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。下述的含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒选用大金的TG-PPL20，其中含氟聚甲基丙烯酸甲酯含量按重量份计占母粒总重量的20％。
实施例1
一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其按原料重量份计包括如下组分：
其中聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，其在230℃、2.16KG的测试条件下的熔体流动速率为50g/10min；超细滑石粉的细度为D50＝1μm。
制备方法：
(1)按原料重量份计将聚丙烯树脂、细度为D50＝1μm的超细滑石粉、成核剂、B225抗氧剂和EBS润滑剂加入到密炼机中，密炼温度200℃，密炼时间6min，将密炼后的材料经单螺杆挤出机在190℃温度下挤出，造粒，得滑石粉母粒；
(2)按原料重量份计将聚丙烯树脂、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒、滑石粉母粒、R-TPO增韧剂、B225抗氧剂和EBS润滑剂加入到高速搅拌机搅拌均匀，后从双螺杆挤出机的主喂料口投入，控制螺杆转速在100～500r/min范围内，经挤出温度为140～220℃熔融挤出，造粒，得实施例1成品，其中挤出造粒加工时的真空度为-0.06～-0.09MPa。
对比例1
一种聚丙烯组合物，其按原料重量份计包括如下组分：
其中聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，其在230℃、2.16KG的测试条件下的熔体流动速率为50g/10min；超细滑石粉的细度为D50＝1μm。
制备方法与实施例1相同，得对比例1成品。
对比例2
一种聚丙烯组合物，其按原料重量份计包括如下组分：
其中聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，其在230℃、2.16KG的测试条件下的熔体流动速率为50g/10min；超细滑石粉的细度为D50＝1μm。
制备方法：
按原料重量份计将聚丙烯树脂、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒、滑石粉M03C、R-TPO增韧剂、B225抗氧剂和EBS润滑剂加入到高速搅拌机搅拌均匀，后从双螺杆挤出机的主喂料口投入，控制螺杆转速在100～500r/min范围内，经挤出温度为140～220℃熔融挤出，造粒，得对比例2成品，其中挤出造粒加工时的真空度为-0.06～-0.09MPa。
对比例3
一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其按原料重量份计包括如下组分：
其中聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，其在230℃、2.16KG的测试条件下的熔体流动速率为50g/10min；超细滑石粉的细度为D50＝1μm。
制备方法与实施例1相同，得对比例3成品。
实施例2
一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其按原料重量份计包括如下组分：
其中聚丙烯树脂为嵌段共聚聚丙烯，其在230℃、2.16KG的测试条件下的熔体流动速率为10g/10min；超细滑石粉的细度为D50＝1.5μm。
制备方法：
(1)按原料重量份计将聚丙烯树脂、细度为D50＝1.5μm的超细滑石粉、成核剂、B225抗氧剂和EBS润滑剂加入到密炼机中，密炼温度200℃，密炼时间6min，将密炼后的材料经单螺杆挤出机在190℃温度下挤出，造粒，得滑石粉母粒；
(2)按原料重量份计将聚丙烯树脂、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒、滑石粉母粒、R-TPO增韧剂、B225抗氧剂和EBS润滑剂加入到高速搅拌机搅拌均匀，后从双螺杆挤出机的主喂料口投入，控制螺杆转速在100～500r/min范围内，经挤出温度为140～220℃熔融挤出，造粒，得实施例2成品，其中挤出造粒加工时的真空度为-0.06～-0.09MPa。
实施例3
一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其按原料重量份计包括如下组分：
其中聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，其在230℃、2.16KG的测试条件下的熔体流动速率为60g/10min；超细滑石粉的细度为D50＝0.7μm。
制备方法：
(1)按原料重量份计将聚丙烯树脂、细度为D50＝0.7μm的超细滑石粉、成核剂、抗氧剂和润滑剂加入到密炼机中，密炼温度200℃，密炼时间6min，将密炼后的材料经单螺杆挤出机在190℃温度下挤出，造粒，得滑石粉母粒；
(2)按原料重量份计将聚丙烯树脂、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒、滑石粉母粒、增韧剂、抗氧剂和润滑剂加入到高速搅拌机搅拌均匀，后从双螺杆挤出机的主喂料口投入，控制螺杆转速在100～500r/min范围内，经挤出温度为140～220℃熔融挤出，造粒，得实施例3成品，其中挤出造粒加工时的真空度为-0.06～-0.09MPa。
实施例4：性能测试
将实施例1～3和对比例1～3所得成品分别进行性能测试，其各项测试结果如下表1所示。
表1 实施例1～3和对比例1～3各项性能测试结果
从实施例1和对比例1可以看出，使用含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒可以使聚丙烯组合物的接触角增大，表面张力降低，具有良好的抗油污能力。
从实施例1和对比例2可以看出，自制的滑石粉母粒可以提高滑石粉在聚丙烯树脂基体中的分散，滑石粉母粒中的成核剂也具有提高材料刚性的作用，可以使该组合物耐热明显提高。
从实施例1和对比例3可以看出，R-TPO树脂和常用的POE相比，在达到相同韧性的同时，弯曲强度和模量下降较少，使得该组合物可兼顾良好的刚性和韧性。
上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims (8)

1.一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其特征在于，按原料重量份计包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其特征在于：所述含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒以聚丙烯为载体，含氟聚甲基丙烯酸甲酯含量按重量份计为20～30％。
3.根据权利要求1所述的一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其特征在于：所述滑石粉母粒按原料重量份计由15～25份的聚丙烯树脂、70～80份的超细滑石粉、3～7份的成核剂、0.2～0.6份的抗氧剂、0.7～1.3份的润滑剂经密炼，挤出，造粒制备而成。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其特征在于：所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯。
5.根据权利要求4所述的一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其特征在于：所述聚丙烯树脂在230℃、2.16KG的测试条件下的熔体流动速率为1～60g/10min。
6.根据权利要求1所述的一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其特征在于：所述增韧剂为R-TPO树脂。
7.根据权利要求1所述的一种抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物，其特征在于：所述加工助剂包括抗氧剂和润滑剂。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的抗油污抗冲击耐热聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于：按原料重量份计将聚丙烯树脂、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒、滑石粉母粒、增韧剂和加工助剂加入到高速搅拌机搅拌均匀，后从双螺杆挤出机的主喂料口投入，控制螺杆转速在100～500r/min范围内，经挤出温度为140～220℃熔融挤出，造粒，得成品。
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