CN107556608A - 一种家电用降噪改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料领域，公开了一种家电用降噪改性聚丙烯材料，按照重量份数计算，其包括30~40份的聚丙烯树脂、30~40份的功能弹性体、3~5份的相容剂、20~25份的玻璃纤维、5~10份的功能无机填料、0.1~0.5份的抗氧剂、0.1~0.5份的加工助剂和0.5~1.0份的发泡剂。本发明还公开了该家电用降噪改性聚丙烯材料的制备方法：将聚丙烯树脂、功能弹性体和相容剂混合均匀，然后加入抗氧剂和加工助剂后继续搅拌，再加入功能无机填料，搅拌均匀，将混合好的物料置于挤出机中，玻璃纤维采用侧喂料在挤出机后半段加入，挤出造粒，最后把挤出机挤出的粒子与发泡剂进行充分混合后得到聚丙烯材料。本发明的聚丙烯材料具备优异的降噪特性、轻量化特性及良好的外观质感、触感和刚韧平衡性。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种家电用降噪改性聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
随着现代社会的快速发展，人们的生活也相对越来越便捷，但是噪声带来的污染问题却越来越严重，已经成为当今世界三大污染源之一。噪声污染的影响很大，主要包括两方面，一方面不光会严重危害人的听觉系统，使人产生疲倦，甚至是耳聋；另一方面还会加快机械结构的老化速度，从而影响仪表和设备的精确度及使用寿命。所以噪声治理刻不容缓。
具体到与人们生活息息相关的家用电器，比如时下最流行的破壁料理机这种电动类家电，由于产品要求，正常工作时该类产品的电机转速可达惊人的16000-30000转/分，当然伴随着高转速带来的振动产生的噪音也是震耳欲聋的，严重影响着该类产品的用户体验、制约着该类产品的发展。目前各家电厂商已把该问题点列为重点、难点进行专项攻坚。聚丙烯(PP)是一种结构规整的结晶性聚合物，为白色粒料、无味、无毒、质轻的热塑性树脂，具备易加工、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好等优点，特别在家电外观部件有着非常广泛的应用，具有降噪特性的PP已成为行业关注的重点。
专利CN102127266A公开了一种轻质降噪改性聚丙烯材料及其制备方法，和专利CN103102583A公开了一种聚丙烯微孔发泡材料及其制备方法，分别使用了材料加入空心粒子及材料发泡的吸音降噪方案，所生产的材料也均具有一定的降噪效果，但效果有限，已不能满足现阶段人们的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种家电用降噪改性聚丙烯材料。
本发明的另一目的是提供该聚丙烯材料的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种家电用降噪改性聚丙烯材料，按照重量份数计算，所述聚丙烯材料包括30～40份的聚丙烯树脂、30～40份的功能弹性体、3～5份的相容剂、20～25份的玻璃纤维、5～10份的功能无机填料、0.1～0.5份的抗氧剂、0.1～0.5份的加工助剂和0.5～1.0份的发泡剂。
进一步地，所述聚丙烯树脂是均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一种或两种混合物。
进一步地，所述功能弹性体是充油SEBS。
进一步地，所述充油SEBS是由以下步骤制成：称取质量比为1:(2～2.5)的SEBS、白矿油，将SEBS全部放入高混机，高混机转速调节至1000～1200r/min，再采用喷淋的方式加入白矿油，在40～60℃的温度下高速混合3～5min后再放置18～24h。
进一步地，所述相容剂是马来酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶联剂以重量比为(10：1)～(50：1)的混合物。
进一步地，所述马来酸酐接枝聚丙烯是由以下步骤制成：称取质量比为100：(2～4)：(0.1～0.4)：(0.2～0.4)的聚丙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、抗氧剂粉末，将马来酸酐和过氧化二异丙苯溶解于一定量的丙酮溶液中，再与抗氧剂粉末一起加入干燥过的聚丙烯粒料中，搅拌混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒。
进一步地，所述玻璃纤维是无碱玻璃纤维短切纤维。
进一步地，所述功能无机填料是膨胀蛭石粉。
进一步地，所述抗氧剂是抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂DLTP中的至少一种。
进一步地，所述加工助剂是硬脂酸钙、乙烯基双硬脂酰胺和芥酸酰胺中的至少一种。
进一步地，所述发泡剂是耐高温AC发泡剂。
一种制备所述的家电用降噪改性聚丙烯材料的方法：将聚丙烯树脂、功能弹性体和相容剂混合均匀，然后加入抗氧剂和加工助剂后继续搅拌，再加入功能无机填料，搅拌均匀，将混合好的物料置于挤出机中，玻璃纤维采用侧喂料在挤出机后半段加入，挤出造粒，最后把挤出机挤出的粒子与发泡剂进行充分混合后得到聚丙烯材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1本发明使用通用的聚丙烯基材，通过添加特定的功能无机填料和发泡剂，使材料内部形成很多小间隙和连续的微孔及气泡，一方面使大部分声波可以进入材料内部，并在其传播过程中被逐渐消耗从而达到吸声降噪的目的，另一方面使材料的密度得到了大幅度的降低，达到了材料轻量化的目的；并辅以特定的功能弹性体，一方面利用弹性体特有的黏弹性阻尼作用进一步消耗声波传播过程中的振动能量，使材料降噪达到最大化，另一方面利用弹性体特有的亚光及皮质触感，提升材料的外观档次及触摸体验；配合玻璃纤维和相容剂，结合相应的低分子加工助剂，使采用该材料制备得到的产品具有良好的刚韧平衡性。
2本发明制备的聚丙烯材料具有优异的降噪特性和轻量化特性，用于家电外壳不仅可以对电器工作过程中电动部分产生的噪音进行有效的控制，通过降低密度还可以大幅度降低产品重量，达到节能减排的目的，且兼具良好的外观质感、触感及刚韧平衡性，可广泛应用于电动电器如豆浆机、榨汁机、破壁料理机等家电的外观部件。
3本发明的加工工序简单，易于成型。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
以下实施例的家电用降噪改性聚丙烯材料均通过以下方式进行制备，具体是：将聚丙烯树脂、功能弹性体和相容剂混合均匀，然后加入抗氧剂和加工助剂后继续搅拌3min，再加入功能无机填料搅拌3min，最后将混合好的物料至于挤出机中，玻璃纤维采用侧喂料在挤出机后半段加入，挤出造粒，其中挤出机的转速为180～600转/分，各区温度为：一区170～175℃，二区180～185℃，三区180～185℃，四区180～185℃，五区180～185℃，六区180～185℃，七区180～185℃，八区180～185℃，机头190～200℃，最后把挤出机挤出的粒子与发泡剂进行充分混合后得到聚丙烯材料。
实施例1
按照表1所示重量份数的原料制备家电用降噪改性聚丙烯材：
表1家电用降噪改性聚丙烯材的配方组成
| 原料 | 重量份数(份) |
| 均聚PP | 30 |
| 功能弹性体 | 40 |
| 相容剂 | 3 |
| 无碱玻璃纤维短切纤维 | 20 |
| 膨胀蛭石粉 | 7 |
| 抗氧剂1010 | 0.1 |
| 抗氧剂168 | 0.2 |
| 抗氧剂DLTP | 0.2 |
| 硬脂酸钙 | 0.2 |
| 乙烯基双硬脂酰胺 | 0.2 |
| 芥酸酰胺 | 0.1 |
| 耐高温AC发泡剂 | 1 |
其中，功能弹性体为充油SEBS(SEBS和白矿油的质量比为1：2)，相容剂是马来酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶联剂以重量比为10：1的混合物(马来酸酐接枝聚丙烯中聚丙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、抗氧剂的质量比为100：2：0.1：0.2)。
实施例2
按照表2所示重量份数的原料制备家电用降噪改性聚丙烯材：
表2家电用降噪改性聚丙烯材的配方组成
| 原料 | 重量份数(份) |
| 共聚PP | 30 |
| 功能弹性体 | 30 |
| 相容剂 | 5 |
| 无碱玻璃纤维短切纤维 | 25 |
| 膨胀蛭石粉 | 10 |
| 抗氧剂1010 | 0.1 |
| 硬脂酸钙 | 0.1 |
| 耐高温AC发泡剂 | 0.5 |
其中，功能弹性体为充油SEBS(SEBS和白矿油的质量比为1：2.5)，相容剂是马来酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶联剂以重量比为50：1的混合物(马来酸酐接枝聚丙烯中聚丙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、抗氧剂的质量比为100：4：0.4：0.4)。
实施例3
按照表3所示重量份数的原料制备家电用降噪改性聚丙烯材：
表3家电用降噪改性聚丙烯材的配方组成
其中，功能弹性体为充油SEBS(SEBS和白矿油的质量比为1：2.2)，相容剂是马来酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶联剂以重量比为30：1的混合物(马来酸酐接枝聚丙烯中聚丙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、抗氧剂的质量比为100：3：0.2：0.3)。
实施例4
按照表4所示重量份数的原料制备家电用降噪改性聚丙烯材：
表4家电用降噪改性聚丙烯材的配方组成
| 原料 | 重量份数(份) |
| 均聚PP | 15 |
| 共聚PP | 15 |
| 功能弹性体 | 35 |
| 相容剂 | 5 |
| 无碱玻璃纤维短切纤维 | 21 |
| 膨胀蛭石粉 | 9 |
| 抗氧剂1010 | 0.1 |
| 抗氧剂168 | 0.2 |
| 硬脂酸钙 | 0.3 |
| 耐高温AC发泡剂 | 0.8 |
其中，功能弹性体为充油SEBS(SEBS和白矿油的质量比为1：2.2)，相容剂是马来酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶联剂以重量比为30：1的混合物(马来酸酐接枝聚丙烯中聚丙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、抗氧剂的质量比为100：3：0.2：0.3)。
实施例5
按照表5所示重量份数的原料制备家电用降噪改性聚丙烯材：
表5家电用降噪改性聚丙烯材的配方组成
其中，功能弹性体为充油SEBS(SEBS和白矿油的质量比为1：2.2)，相容剂是马来酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶联剂以重量比为30：1的混合物(马来酸酐接枝聚丙烯中聚丙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、抗氧剂的质量比为100：3：0.2：0.3)。
对比例1
按照表6所示重量份数的原料制备普通级聚丙烯材料：
表6普通级聚丙烯材料的配方组成
| 原料 | 重量份数(份) |
| 均聚PP | 35 |
| 共聚PP | 35 |
| 相容剂 | 3 |
| 无碱玻璃纤维短切纤维 | 21 |
| 普通无机填料 | 6 |
| 抗氧剂1010 | 0.2 |
| 抗氧剂168 | 0.2 |
| 硬脂酸钙 | 0.3 |
对比例2
按照表7所示重量份数的原料制备普通级聚丙烯材料：
表7普通级聚丙烯材料的配方组成
对比例3
按照表8所示重量份数的原料制备普通级聚丙烯材料：
表8普通级聚丙烯材料的配方组成
| 原料 | 重量份数(份) |
| 均聚PP | 20 |
| 共聚PP | 20 |
| 功能弹性体 | 30 |
| 相容剂 | 3 |
| 无碱玻璃纤维短切纤维 | 21 |
| 普通无机填料 | 6 |
| 抗氧剂1010 | 0.2 |
| 抗氧剂168 | 0.2 |
| 硬脂酸钙 | 0.3 |
将实施例1～5和对比例1～3制备的聚丙烯材料进行性能测试，结果如表9所示：
表9实施例1～5和对比例1～3的聚丙烯材料性能
由表9可知，本发明的聚丙烯材料具备优异的降噪特性、轻量化特性及良好的外观质感、触感和刚韧平衡性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种家电用降噪改性聚丙烯材料，其特征在于，按照重量份数计算，所述聚丙烯材料包括30~40份的聚丙烯树脂、30~40份的功能弹性体、3~5份的相容剂、20~25份的玻璃纤维、5~10份的功能无机填料、0.1~0.5份的抗氧剂、0.1~0.5份的加工助剂和0.5~1.0份的发泡剂。
2.根据权利要求1所述的家电用降噪改性聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂是均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一种或两种混合物。
3.根据权利要求1所述的家电用降噪改性聚丙烯材料，其特征在于，所述功能弹性体是充油SEBS。
4.根据权利要求3所述的家电用降噪改性聚丙烯材料，其特征在于，所述充油SEBS是由以下步骤制成：称取质量比为1:(2~2.5)的SEBS、白矿油，将SEBS全部放入高混机，高混机转速调节至1000~1200r/min，再采用喷淋的方式加入白矿油，在40~60℃的温度下高速混合3~5min后再放置18~24h。
5.根据权利要求1所述的家电用降噪改性聚丙烯材料，其特征在于，所述相容剂是马来酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶联剂以重量比为(10：1)~(50：1)的混合物。
6.根据权利要求5所述的家电用降噪改性聚丙烯材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚丙烯是由以下步骤制成：称取质量比为100：(2~4)：(0.1~0.4)：(0.2~0.4)的聚丙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯、抗氧剂粉末，将马来酸酐和过氧化二异丙苯溶解于一定量的丙酮溶液中，再与抗氧剂粉末一起加入干燥过的聚丙烯粒料中，搅拌混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒。
7.根据权利要求1所述的家电用降噪改性聚丙烯材料，其特征在于，所述玻璃纤维是无碱玻璃纤维短切纤维。
8.根据权利要求1所述的家电用降噪改性聚丙烯材料，其特征在于，所述功能无机填料是膨胀蛭石粉。
9.根据权利要求1所述的家电用降噪改性聚丙烯材料，其特征在于，所述抗氧剂是抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂DLTP中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的家电用降噪改性聚丙烯材料，其特征在于，所述加工助剂是硬脂酸钙、乙烯基双硬脂酰胺和芥酸酰胺中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的家电用降噪改性聚丙烯材料，其特征在于，所述发泡剂是耐高温AC发泡剂。
12.一种制备权利要求1所述的家电用降噪改性聚丙烯材料的方法，其特征在于，所述方法为：将聚丙烯树脂、功能弹性体和相容剂混合均匀，然后加入抗氧剂和加工助剂后继续搅拌，再加入功能无机填料，搅拌均匀，将混合好的物料置于挤出机中，玻璃纤维采用侧喂料在挤出机后半段加入，挤出造粒，最后把挤出机挤出的粒子与发泡剂进行充分混合后得到聚丙烯材料。
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