CN108250580A - 一种船舶座椅用pp及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种船舶座椅用PP,其特征在于:按质量份数计,包括以下组分,PP 40份~60份、GF 13份~19份、PE 40份~60份、超支化聚合物16份~20份、TAF 8份~14份、TPE 5份~8份、过氧二碳酸酯3份~5份、玻璃纤维30份~50份、热稳定剂5份~9份、光稳定剂770 1份~3份、二氧化钛3份~5份、氢氧化铝4份~8份。本发明的PP不仅力学性能好,能够抵抗住较大的力学冲击及扭转作用,同时,其还有具有较强的较强的阻燃、热稳定和光稳定的性能,因而具有较长的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及塑料加工领域,特别涉及一种船舶座椅用PP及其制备方法。
背景技术
近几年随着我国船舶制造行业的快速发展,船舶上各种配件的生产也得到了外界的很大关注。尤其是船舶上的座椅,其主要是供工作人员或游客休息所用,所以是工作人员或游客所处位置时间比较久的地方。而船舶在航行的时,一旦遇到风浪就很容易发生摇晃和颠簸,从而坐在座椅上的人也就会发生一定的晃动,而这个过程中人体就会对座椅发生撞击或扭动作用,再加上现有的船舶座椅普遍都是用塑料材料制成的,所以就容易造成座椅局部断裂,进而也就需要频繁地更换座椅。因而研发一种力学性能强的塑料材料来生产船舶座椅,是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶座椅用PP及其制备方法,所制备的PP具有较强的力学性能,用其制成的座椅具有较长的使用寿命,减少了座椅更换的频率。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:一种船舶座椅用PP,其特征在于:按质量份数计,包括以下组分,PP 40份~50份、GF 13份~19份、PE 40份~60份、超支化聚合物16份~20份、TAF 8份~14份、TPE 5份~8份、过氧二碳酸酯3份~5份、玻璃纤维30份~50份、热稳定剂5份~9份、光稳定剂770 1份~3份、二氧化钛3份~5份、氢氧化铝4份~8份。
优选为,按质量份数计,包括以下组分,PP 50份、GF 16份、PE 50份、超支化聚合物18份、TAF 11份、TPE 6份、过氧二碳酸酯4份、玻璃纤维40份、热稳定剂7份、光稳定剂770 2份、二氧化钛4份、氢氧化铝6份。
通过采用上述技术方案,将GF加入在PP中能够有效地增强PP的强度,同时,TAF作为润滑剂不仅能够增强各原料之间的润滑性能,使得在生产的过程中各原料之间能够充分地混合,同时,其还具有与玻纤、无机填料表面部分极性基团相结合的极性基团结构。在玻纤增强或无机填料填充PP等复合体系中,TAF润滑剂在玻纤、无机填料和基体树脂之间形成了类似锚固结点,改善了玻纤、无机填料和基体树脂的粘结状态,进而改善了玻纤、无机填料在基体树脂中的分散性。从而,混合料在螺杆挤出机被拉伸的过程中,能够有效地降低玻纤与PP发生分离,避免了最终成品内部产生空隙,从而有效地保证了GF对PP力学性能的增强作用。
同时,超支化聚合物能够有效地提高混合物在螺杆挤出机中的流动性,从而能够有效地保证各位物料在螺杆挤出机中能够混合充分。并且也保证了混合料能够顺利地被从螺杆挤出机中所挤出。
另外,热稳定剂和光稳定剂770能够有效地增强PP的热稳定性和光稳定性,有利于延长PP的使用寿命。再者,TPE的加入有效地提高了PP的韧性及弹性,这样一方面能够降低座椅被扭动断裂的概率,另一方面能够使使用者感到舒适。而光稳定剂770所吸收的紫外光能够传递给二氧化钛,促使二氧化钛催化氧化有机小分子,这样有利于减少对工作环境的污染,保证了工作人员的身体健康。
再者,氢氧化铝是一种良好的无机阻燃剂,其分解温度为300℃,能够有效地提高PP的阻燃性,从而能够减少火星溅落在座椅上而导致座椅起火的问题。
优选为,按质量份数计,还包括贝壳粉20份~30份。
通过采用上述技术方案,贝壳粉作为填料能够有效地提高改性后PP的力学性能,而且其在TAF的作用下能够很好的与PP和PE结合,并充分地分散在混合物中。
再者,贝壳粉中主要成分为碳酸钙,含少量氧化钙、氢氧化钙等钙化物,所以其能够加快改性后的PP在加工过程中的定型效果。同时,其本身又为多孔纤维状双螺旋体结构,这样其能够吸附住其他组分中小分子,从而也有利于提高超支化聚合物与PP之间的结合度。
优选为,所述贝壳粉经含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。
通过采用上述技术方案,经过酶液处理过的贝壳粉,不仅保留了原有贝壳粉的性能,同时也释放出了贝壳粉中的甲壳素。而甲壳素本身就具有较强的抗菌杀菌的能力,所以此时的贝壳粉又有利于抑制大肠杆菌等治病菌在聚丙烯材料上繁殖。同时,带有甲壳素的贝壳粉在聚丙烯冷却固化之后能够增强聚丙烯分子之间的粘结作用,从而可以进一步保证了聚丙烯固有的力学性能。
优选为,所述超支化聚合物为超支化多羟基聚酰胺酯、超支化多羟基聚胺酯和超支化聚己内酰胺的混合物,超支化多羟基聚酰胺酯、超支化多羟基聚胺酯和超支化聚己内酰胺的质量比为1∶2∶1。
通过采用上述技术方案,具有酰基和胺基的超支化聚合物在接入到PP上之后,有利于提高PP的生物降解的能力,这样一旦损害的座椅被废弃,其就能够在自然界逐渐地被分解,降低了白色污染发生的概率。
优选为,所述热稳定剂为碘化亚铜和碘化锂的混合物,碘化亚铜和碘化锂的质量比1∶1。
通过采用上述技术方案,碘化锂相较于其他碘化盐,不仅因为自身的物理性能而提高了PP的稳定性能。同时,碘化锂中的锂离子还能够与混合物中的羰基之间存在配合作用,产生了类似网络的结构,阻碍了混合物的分子链及相应自由基的运动,因而使聚合物分子链在受热分解时比完全自由的分子链需克服更大的能垒,从而具有更高的热分解温度。
而碘化亚铜的亚铜离子具有一定的氧化性,其能够杀灭细菌,有效地保证了座椅的洁净,这样使使用者的卫生健康能够得到一定保障。
优选为,还包括碳酰胺5份~8份和十二烷基苯磺酸钠4份~10份的混合物。
通过采用上述技术方案,十二烷基苯磺酸钠是一种良好的阴离子表面活性剂,其能够有效地提高各成份之间的充分混合效果。同时,由于十二烷基苯磺酸钠中带有脂肪酸根离子,在双螺杆挤出机中混合挤出的过程中,脂肪酸根离子能够与贝壳粉中的Ca2+、CaHCO3 +、CaOH+等离子反应生成脂肪酸钙沉淀物,包覆在贝壳粉粒子表面,并且,脂肪酸钙中的烃基使贝壳粉表面性质由亲水变成亲油,同时,这种脂肪酸钙的粘结性也较强,从而位于PP表面的贝壳粉能够形成一道膜,为PP起到屏障保护作用,从而有利于提高了PP抗腐蚀的能力。
另外,碳酰胺能够提高PP的缓蚀能量,其与十二烷基苯磺酸钠协同作用,具有良好的抗虫害的能力。这个过程中,当昆虫在啃咬座椅的时候,PP中的碳酰胺和十二烷基苯磺酸钠会被虫子吸入到体内,这时碳酰胺就会破坏昆虫体壁几丁质,而十二烷基苯磺酸钠会将体壁蜡质层溶解,并附着在上面形成不透水和不透气的一层膜,从而也就能够使昆虫气孔堵塞并窒息死亡,从而也就降低了昆虫对座椅的破坏,以及叮咬使用者的概率。
优选为,还包括硫酸铵5份~7份。
通过采用上述技术方案,当氢氧化铝受热分解的时候,其能够产生水,此时硫酸铵就会溶解在水中,形成硫酸铵水溶液,并呈酸性的。同时,贝壳粉中的碳酸钙会与硫酸铵分生复分解反应产生二氧化碳,这样就能够使座椅和火源发生隔离,从而也就进一步降低了座椅燃烧的概率。
另外,当环境中的温度达到513℃以上时,硫酸铵自身也会发生分解,这个过程其会吸收热量,降低环境温度,并且其分解产生的硫酸比重打,会在PP材料表面形成液体覆盖,阻止可燃气体的挥发。同时,硫酸的分解产物SO3为重质气体,覆盖了火焰区表面,可阻止氧气的进入。再者,硫酸为强脱水剂,可促进高分子材料的高温脱水炭化,炭化层不但能起到阻隔热源,阻止热量扩散的作用,而且还能起到阻止可燃性气体的挥发,从而达到阻燃作用。
一种船舶座椅用PP的制作方法,包括以下步骤:
S1、将PP、PE、超支化聚合物、TPE按规定质量份数进行混合,之后将其从螺杆挤出机的一号喂料口喂入;
S2、将TAF、过氧二碳酸酯、热稳定剂、光稳定剂770、二氧化钛、氢氧化铝及其他改性剂按规定质量份数加入到螺杆挤出机的二号喂料口中;
S3、将GF按规定质量份数加入到螺杆挤出机的三号喂料口中;
S4、待混合物料未离开螺杆挤出机的挤出头前,利用冷却剂对挤出头进行冷却;
S5、混合物料离开挤出头后经冷却水冷却后,干燥、造粒得到成品PP。
通过采用上述技术方案,分段将物料加入到螺杆挤出机中,这样一方面有效地保证各物料之间能够充分地混合,另一方面也能够减少GF被挤压过碎的概率,有效地提高最终改性PP的强度。
优选为,所述一号喂料口、二号喂料口和三号喂料口距离挤出口的距离依次减小。
通过采用上述技术方案,将GF加入的位置放在最后,这是能够有效地避免GF在螺杆挤出机中被挤压过碎的概率,从而也就提高了成品PP的力学性能。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1、在PP中加入GF,能够有效地增强PP的力学性能,从而有利于降低用本发明PP制成的座椅在受到冲击或扭转时发生断裂的概率,从而有利于延长座椅的使用寿命;
2、碳酰胺和十二烷基苯磺酸钠的加入,既能够保证PP中各组分地充分混合,同时也能够提高PP的缓蚀性能,另外也附于了PP的防虫性能;
3、将GF在最后加入到螺杆挤出机中,这样能够有效地避免GF在螺杆挤出机中被挤压过度粉碎的概率,从而有利于保证PP的力学性能。
附图说明
图1是船舶座椅用PP的制备流程图。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。
实施例一、
一种船舶座椅用PP的制作方法,包括以下步骤:
步骤一、将40Kg PP、40KgPE、16Kg超支化聚合物、5Kg TPE进行混合,之后将其从螺杆挤出机的一号喂料口喂入;
步骤二、将8Kg TAF、3Kg过氧二碳酸酯、5Kg热稳定剂、1Kg光稳定剂770、3Kg二氧化钛加入到螺杆挤出机的二号喂料口中;
步骤三、将13Kg GF加入到螺杆挤出机的三号喂料口中;
步骤四、待混合物料未离开螺杆挤出机的挤出头前,利用冷却剂对挤出头进行冷却;
步骤五、混合物料离开挤出头后经冷却水冷却后,干燥、造粒得到成品PP。
此处,一号喂料口、二号喂料口和三号喂料口距离挤出口的距离依次减小。
热稳定剂为碘化亚铜和碘化锂的混合物,碘化亚铜和碘化锂的质量比1∶1;TPE选用的是SEBS。
超支化聚合物为超支化多羟基聚酰胺酯、超支化多羟基聚胺酯和超支化聚己内酰胺的混合物,且超支化多羟基聚酰胺酯、超支化多羟基聚胺酯和超支化聚己内酰胺的质量比为1∶2∶1。
实施例二至实施例五与实施例一的区别仅在于如下表所示,(单位:Kg)
组分 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 实施例五 |
PP | 60 | 50 | 40 | 50 |
GF | 19 | 16 | 16 | 19 |
PE | 60 | 50 | 50 | 50 |
超支化聚合物 | 20 | 18 | 18 | 20 |
TAF | 14 | 11 | 14 | 8 |
TPE | 8 | 6 | 8 | 6 |
过氧二碳酸酯 | 5 | 4 | 3 | 3 |
热稳定剂 | 9 | 7 | 5 | 9 |
光稳定剂770 | 3 | 2 | 2 | 3 |
二氧化钛 | 5 | 4 | 4 | 3 |
氢氧化铝 | 8 | 6 | 6 | 8 |
实施例六至实施例十四的与实施例一的区别仅在于如下表所示,(单位:Kg)
贝壳粉的制备方法:先配制pH为8.0的亚硫酸钠缓冲溶液,用少量曲拉通作为表面活性剂,分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化,将贝壳浸泡于其中,控制恒温摇床温度为50℃,转速300r/min的条件下水解2小时。之后,将贝壳研磨成平均粒度为10μm的贝壳粉。另外,贝壳粉、碳酰胺、十二烷基苯磺酸钠和硫酸铵均是在步骤二时加入到螺杆挤出机中的。
根据如下测试方法对上述实施例一至实施例十四进行检测:
1、拉伸屈服强度:ASTM D638,50mm/min;
2、断裂伸长率:ASTM D638,50mm/min;
3、弯曲强度:ASTM D790,20mm/min;
4、弯曲模量:ASTM D790,20mm/min;
5、Izod缺口冲击强度:ASTM D256,23℃;
6、热变形温度:ASTM D648,1.82MPa;
7、阻燃性能:UL 94,;
8、将带有10cfu大肠杆菌的营养液滴在各10cm*10cm的PP上,之后放于35℃的保温箱中24小时,之后取出测试PP上的菌落;
9、将50只白蚁加入到10cm*10cmPP上,然后放置于25℃的环境中3小时,之后观察白蚁的数量。
测试结果如下表所示:
从上面两个表中能够清楚地得出,本发明船舶座椅用PP具有较强的力学强度,而且实施例十二至实施例十四中的PP还具有良好的热稳定性和阻燃作用,另外,其还具有良好的抗虫杀菌的作用,因而适合大规模推广使用。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种船舶座椅用PP,其特征在于:按质量份数计,包括以下组分,
2.根据权利要求1所述的一种船舶座椅用PP,其特征在于:按质量份数计,包括以下组分,
3.根据权利要求1或2所述的一种船舶座椅用PP,其特征在于:按质量份数计,还包括贝壳粉20份~30份。
4.根据权利要求3所述的一种船舶座椅用PP,其特征在于:所述贝壳粉经含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。
5.根据权利要求1或2所述的一种船舶座椅用PP,其特征在于:所述超支化聚合物为超支化多羟基聚酰胺酯、超支化多羟基聚胺酯和超支化聚己内酰胺的混合物,超支化多羟基聚酰胺酯、超支化多羟基聚胺酯和超支化聚己内酰胺的质量比为1∶2∶1。
6.根据权利要求1或2所述的一种船舶座椅用PP,其特征在于:所述热稳定剂为碘化亚铜和碘化锂的混合物,碘化亚铜和碘化锂的质量比1∶1。
7.根据权利要求1或2所述的一种船舶座椅用PP,其特征在于:还包括碳酰胺5份~8份和十二烷基苯磺酸钠4份~10份的混合物。
8.根据权利要求1或2所述的一种船舶座椅用PP,其特征在于:还包括硫酸铵5份~7份。
9.如权利要求1至8中任意一项权利要求所示的一种船舶座椅用PP的制作方法,包括以下步骤:
S1、将PP、PE、超支化聚合物、TPE按规定质量份数进行混合,之后将其从螺杆挤出机的一号喂料口喂入;
S2、将TAF、过氧二碳酸酯、热稳定剂、光稳定剂770、二氧化钛、氢氧化铝及其他改性剂按规定质量份数加入到螺杆挤出机的二号喂料口中;
S3、将GF按规定质量份数加入到螺杆挤出机的三号喂料口中;
S4、待混合物料未离开螺杆挤出机的挤出头前,利用冷却剂对挤出头进行冷却;
S5、混合物料离开挤出头后经冷却水冷却后,干燥、造粒得到成品PP。
10.根据权利要求9所述的一种船舶座椅用PP的制作方法,其特征在于:所述一号喂料口、二号喂料口和三号喂料口距离挤出口的距离依次减小。
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