CN108329579A - 一种耐油聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐油聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐油丙烯复合材料及其制备方法，其由聚丙烯45‑70份，聚乙烯15‑25份，无机填料15‑30份，抗氧剂0.1‑1份，润滑剂0.2‑1份、偶联剂0.2‑0.5份经混合、挤出造粒制成。所述表面改性剂是经纳米氧化锌改性的聚四氟乙烯粉末，其粒径为2‑5μm。本发明制备的聚丙烯复合材料经机油、汽油、正庚烷、乙醇、清洗剂处理后表面无溶解、变色、变形、凹凸不平、污染、龟裂、破损、膨胀等现象，并具有较好的刚性及韧性，且尺寸稳定性较好，可以用于汽车保险杠、仪表盘、门板等。

Description

一种耐油聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性材料技术领域，具体涉及一种耐油聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(简称PP)具有优异的力学性能、较低的密度、良好的耐热性能、优良的抗弯曲疲劳性、化学稳定性和电性能等优点，是用量最大的通用塑料之一。正因其具有良好的物理力学性能和加工性能，因此在汽车内饰件中得到广泛的应用，包括用于汽车领域的保险柜、主副仪表板、门板和立柱等。
然而随着免喷涂材料使用逐渐增多，对改性聚烯烃料有着新的要求和变化，特别是耐油方面，丰田、日产等都对保险柜、仪表盘、通风格栅等提出了具体的耐油要求；国产车如比亚迪也提出了保险柜在20摄氏度下，用溶剂机油、汽油、正庚烷、乙醇、清洗剂五种溶剂分别处理24小时，产品表面不允许有溶解、变色、变形、凹凸不平、污染、龟裂、破损、膨胀等现象，而聚丙烯本身耐油性能差，因此，急需开发出一种耐油聚丙烯复合材料用于汽车保险柜、仪表盘、通风格栅等来满足汽车行业各主机厂的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐油丙烯复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种耐油丙烯复合材料及其制备方法，其由以下组分按重量份制备而成：
所述表面改性剂是经纳米氧化锌改性的聚四氟乙烯粉末，其粒径2-5μm。
所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中至少一种。
所述聚乙烯为低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合物。
所述无机填料为硅灰石、滑石粉、碳酸钙、碳酸钙晶须、高岭土、蒙脱土、重晶石、云母、钛白粉、粉煤灰中的一种或几种的混合物。
所述抗氧剂为为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、硫代二丙酸双十八醇酯(DSTDP)中的至少一种。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。
所述润滑剂为硬脂酸钙、亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)中、PE蜡的一种或两种的混合物。
所述光稳剂为：2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑(UV-329)、2-(2’-羟基苯基)苯并三唑、三丙酮胺或聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]](TH-944)。
本发明的另一个发明目的是提供上述耐油丙烯复合材料的具体制备方法为：
(1)制备表面改性剂：
将纳米氧化锌加入聚四氟乙烯乳液中进行分散，然后将分散好的乳液置入钴60伽马放射源中，以60Gy/min剂量率辐照1小时，取出，破乳，烘干，研磨至粒径2-5μm，得到纳米氧化锌改性的聚四氟乙烯粉末；
(2)制备聚丙烯复合材料：
将聚丙烯45-70份，聚乙烯15-25份，无机填料15-30份，抗氧剂0.1-1份，光稳剂0.2-0.5份，表面改性剂0.5-1.5份，润滑剂0.2-1份，偶联剂0.2-0.5份加入高混机进行混合5-15min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，得到耐油聚丙烯复合材料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-170℃、170-185℃、175-185℃、175-185℃、175-185℃、180-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃、185-200℃。
所述步骤(1)中分散指先进行机械搅拌一段时间后，再采用超声波+机械搅拌混合方式继续分散,分散过程中要防止乳液破乳。
本发明制备的耐油聚丙烯复合材料采用高结晶PP为基料，与耐油PE熔融共混，同时选用粒径2-5μm纳米氧化锌改性的PTFE粉末作为表面改性剂，避免了了纯PTFE粉末与基体树脂相容性差的问题；同时PTFE能在树脂中形成网状结构，对基体树脂起到包覆作用，能防止机油等试剂对制件表面的腐蚀及浸润，从而起到较好的耐油作用。
具体实施方式
以下各实施例中所使用的表面改性剂通过以上方法制备：
将纳米氧化锌加入聚四氟乙烯乳液中先进行机械搅拌一段时间后，采用超声波+机械搅拌混合方式继续分散,分散过程中要防止乳液破乳；然后将分散好的乳液置入钴60伽马放射源中，以60Gy/min剂量率辐照1小时，取出，破乳，烘干，研磨至粒径2-5μm，得到纳米氧化锌改性的聚四氟乙烯粉末。
无机填料为硅灰石、滑石粉、碳酸钙、碳酸钙晶须、高岭土、蒙脱土、重晶石、云母、钛白粉、粉煤灰中的一种或几种的混合物。
实施例1
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合5min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、185℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例2
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合10min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为170℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃、195℃、195℃、200℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例3
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为150℃、170℃、175℃、175℃、175℃、180℃、180℃、180℃、180℃、195℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例4
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、175℃、175℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃、195℃，挤出螺杆长径比为44，挤出螺杆转速为300转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例5
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、175℃、180℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为400转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例6
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为160℃、170℃、175℃、175℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、190℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为400转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
表1
表2
由于汽车主机厂耐油性判定标准为目视，即产品表面不允许有溶解、变色、变形、凹凸不平、污染、龟裂、破损、膨胀等现象，因此将拉伸样条表面浸蘸上各种溶剂在23℃、24小时处理后的拉伸强度性能保持率来判定其耐油性，结果如表3：
表3
从表3可看出，本发明制备的聚丙烯复合材料具有极高的耐油性，同时具有较好的强度、模量及韧性，可以作为汽车内外饰件材料使用。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐油聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
聚丙烯 45-70份，
聚乙烯 15-25份，
无机填料 15-30份，
抗氧剂 0.1-1份，
光稳剂 0.2-0.5份，
表面改性剂 0.5-1.5份，
润滑剂 0.2-1份，
偶联剂 0.2-0.5份，
所述表面改性剂是经纳米氧化锌改性的聚四氟乙烯粉末，其粒径为2-5μm。
2.根据权利要求1 所述的一种耐油丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中至少一种。
3.根据权利要求1 所述的一种耐油丙烯复合材料，其特征在于：所述聚乙烯为低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1 所述的一种耐油丙烯复合材料，其特征在于：所述无机填料为硅灰石、滑石粉、碳酸钙、碳酸钙晶须、高岭土、蒙脱土、重晶石、云母、钛白粉、粉煤灰中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1 所述的一种耐油丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为为四[β-(3，5- 二叔丁基4- 羟基苯基) 丙酸] 季戊四醇酯（1010）、β-(3，5- 二叔丁基-4- 羟基苯基) 丙酸正十八碳醇酯（1076）、三-(2，4- 二叔丁基苯基) 亚磷酸酯（168）、硫代二丙酸双十八醇酯（DSTDP）中的至少一种。
6.根据权利要求1 所述的一种耐油丙烯复合材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。
7.根据权利要求1 所述的一种耐油丙烯复合材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸钙、亚乙基双硬脂酸酰胺、PE蜡中的一种或两种的混合物。
8.根据权利要求1 所述的一种耐油丙烯复合材料，其特征在于：所述光稳剂为：2-(2-羟基-5- 叔辛基苯基) 苯并三唑、2-（2’- 羟基苯基）苯并三唑、三丙酮胺或聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]（TH-944）。
9.一种如权利要求1 所述的一种耐油丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤如下：
（1）制备表面改性剂：
将纳米氧化锌加入聚四氟乙烯乳液中进行分散，然后将分散好的乳液置入钴60伽马放射源中，以60Gy/min剂量率辐照1小时，取出破乳、烘干、研磨至粒径2-5μm，得到纳米氧化锌改性的聚四氟乙烯粉末；
（2）制备聚丙烯复合材料：
将聚丙烯45-70份，聚乙烯15-25份，无机填料15-30份，抗氧剂 0.1-1份，光稳剂0.2-0.5份，表面改性剂0.5-1.5份，润滑剂0.2-1份，偶联剂0.2-0.5份加入高混机进行混合5-15min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，得到耐油聚丙烯复合材料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-170℃、170-185℃、175-185℃、175-185℃、175-185℃、180-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃、185-200℃。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中分散指先进行机械搅拌一段时间后，再采用超声波+机械搅拌混合方式继续分散,分散过程中要防止乳液破乳。
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