CN109251407A - 一种低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法，低光泽聚丙烯复合材料由以下组分按重量份制备而成：聚丙烯39‑72份，增韧剂5‑12份，无机填料15‑32份，消光剂A 4‑10份，消光剂B 4‑7份，抗氧剂0.2‑1.0份，其他助剂0‑0.5份，其中，所述消光剂A为交联聚乙烯粉末，所述消光剂B为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的至少一种，其中消光剂B中马来酸酐含量为1.5‑3.5%。本发制得的产品综合性能优异，有着较好的流动性及刚韧平衡、光泽度较低，适合汽车内饰、家电外壳等部件使用。

Description

一种低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及改性材料技术领域，具体涉及一种低光泽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。同时，聚丙烯具有耐热温度高，抗疲劳性、电绝缘性、耐化学药品腐蚀性、加工成型性好的优点，且价格低、质量轻、易回收，因此在电子电器、汽车工业等领域应用广泛。但普通改性聚丙烯材料多具有光泽或反光的特性，该缺陷不仅使汽车内饰整体装饰档次降低，更使汽车驾驶员容易疲劳，甚至可影响汽车驾驶员的驾驶安全，增加交通事故发生的几率，也无法满足可装饰一体化的新型汽车用塑料发展的需要。另外，家居中装饰材料表面也逐渐趋于要求柔和的效果。因此，汽车、电器及家居装饰用品用低光泽聚丙烯材料日益受到关注。
围绕聚丙烯材料表面消光的问题，人们开展了许多研究工作。公开号CN101759919A专利通过在聚丙烯复合材料的基础配方中添加一种能够有效降低制品表面光泽度的无机填料硅灰石，从而制备出具有优良性能的低光泽聚丙烯复合材料。公开号CN101173075A专利通过在聚丙烯复合材料中添加0.5-5份二氧化硅降低聚丙烯复合材料的光泽度。但添加一定量无机填料或其他高分子多劣化聚丙烯材料的力学性能，消光效果也不理想，目前在汽车工业、家电等领域中尚难以广泛应用。公开号CN101313025A利用丙烯与乙烯无规共聚物及丙烯与乙烯的弹性体共聚物制成了较软聚烯烃消光组合物，本聚合物具有较好的消光性能及力学性能，适用于板材挤压、吹热成型领域及轿车内饰表层和膜等领域，但不适用于注射结构制件。公开号CN101121799A专利通过添加聚乙烯、过氧化物交联剂使聚乙烯分子间交联，并形成具有粗糙表面，降低了聚丙烯共混改性材料表面的光泽度，但消光效果不够理想。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提供一种低光泽聚丙烯复合材料及其制备方法，制得的产品综合性能优异，有着较好的流动性及刚韧平衡、光泽度较低，适合汽车内饰、家电外壳等部件使用。
本发明具有以下技术方案：
一种低光泽聚丙烯复合材料，由以下组分按重量份制备而成：
其中，所述消光剂A为交联聚乙烯粉末，所述消光剂B为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的至少一种，其中消光剂B中马来酸酐接枝率为1.5-3.5％。
进一步地，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
进一步地，所述增韧剂为所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物中的至少一种。
进一步地，所述无机填料为碳酸钙、碳酸钙晶须、硅灰石、滑石粉、高岭土、蒙脱土、重晶石、云母、钛白粉、粉煤灰中的至少一种。
进一步地，所述交联聚乙烯粉末的凝胶含量65-70％、平均粒径5-35μm。
进一步地，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种。
进一步地，所述其他助剂包括偶联剂和/或润滑剂和/或分散剂。
一种低光泽聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取聚丙烯39-72份，无机填料15-32份，增韧剂5-12份，消光剂A4-10份，消光剂B 4-7份，抗氧剂0.2-1.0份，其他助剂0-0.5份加入高混机进行混合，混合转速600-800转/分钟，混合时间5-15min，得混合均匀的物料；
(2)将步骤(1)中混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，得到低光泽聚丙烯复合材料，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℃。
进一步地，步骤(2)中双螺杆挤出机的挤出螺杆长径比为36-44，挤出螺杆转速为300-400转/分钟。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制得的聚丙烯复合材料有着较低的光泽度，适合汽车内饰、家电外壳等部件使用；
(2)本发明制得的聚丙烯复合材料综合性能优异，有着较好的流动性及刚韧平衡；
(3)本发明中聚丙烯复合材料的制备方法简单，成本较低；
(4)本发明公开的一种低光泽聚丙烯复合材料及制备方法可以作为交联聚乙烯的回收利用途径之一，解决其难回收使用的问题。
具体实施方式
本发明在具体实施方式中选用的材料如下：
聚丙烯选择上海赛科生产的PP-K7926；
增韧剂选择陶氏化学生产的POE8200；
无机填料选择艾海生产的滑石粉AH51105；
消光剂A由深圳市沃尔核材股份有限公司提供；
消光剂B选择Polyram生产的PP-G1001；
抗氧剂选择巴斯夫生产的抗氧剂系列；
其他助剂选择市售常规助剂。
实施例1
按表1中组分及配比(重量份)称取原材料，在高混机中以600转/分钟的转速混合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700转/分钟的转速混合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800转/分钟的转速混合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800转/分钟的转速混合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800转/分钟的转速混合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)称取原材料
在高混机中800转/分钟的转速混合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
对比例1
按照以下重量份称取原材料：聚丙烯72份，POE 5份，滑石粉23份，抗氧剂1份，润滑剂0.2份，偶联剂0.1份，按照实施例1的工艺条件生产得到对比例1的聚丙烯复合材料。
对比例2
按照以下重量份称取原材料：聚丙烯56份，POE 12份，滑石粉32份，抗氧剂0.8份，润滑剂0.3份，偶联剂0.2份按照实施例6的工艺条件生产得到对比例2的聚丙烯合金复合材料。
将对比例1-2制备的聚丙烯复合材料进行表面张力测试，实验结果如表3
表3
从表2数据可以看出，本发明制得的聚丙烯复合材料综合性能优异，有着较好的流动性及刚韧平衡。从表3的数据可以看出，本发明通过消光剂A和消光剂B的结合使用，由于其网状凝胶结构及大分子团对光折射率的影响，大大减少了反射光的占比，从而显著降低了聚丙烯复合材料的光泽度，适合汽车内饰、家电外壳等部件使用。另外，本发明中采用的交联聚乙烯可选用回收的交联聚乙烯，本发明作为交联聚乙烯的回收利用途径之一，解决了其难回收使用的问题。
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。

Claims (9)

1.一种低光泽聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下组分按重量份制备而成：
聚丙烯 39-72份，
增韧剂 5-12份，
无机填料 15-32份，
消光剂A 4-10份，
消光剂B 4-7份，
抗氧剂 0.2-1.0份，
其他助剂 0-0.5份,
其中，所述消光剂A为交联聚乙烯粉末，所述消光剂B为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的至少一种，其中消光剂B中马来酸酐接枝率为1.5-3.5%。
2.根据权利要求1 所述的一种低光泽聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
3.根据权利要求1 所述的一种低光泽聚丙烯复合材料，其特征在于：所述增韧剂为乙烯- 辛烯共聚物、乙烯- 丙烯共聚物中的至少一种。
4.根据权利要求1 所述的一种低光泽聚丙烯复合材料，其特征在于：所述无机填料为碳酸钙、碳酸钙晶须、硅灰石、滑石粉、高岭土、蒙脱土、重晶石、云母、钛白粉、粉煤灰中的至少一种。
5.根据权利要求1 所述的一种低光泽聚丙烯复合材料，其特征在于：所述交联聚乙烯粉末的凝胶含量65-70%、平均粒径5-35μm。
6.根据权利要求1 所述的一种低光泽聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5- 二叔丁基4- 羟基苯基) 丙酸] 季戊四醇酯、β-(3，5- 二叔丁基-4- 羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三-(2，4- 二叔丁基苯基) 亚磷酸酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种。
7.根据权利要求1 所述的一种低光泽聚丙烯复合材料，其特征在于：所述其他助剂包括偶联剂和/或润滑剂和/或分散剂。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种低光泽聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称取聚丙烯39-72份，无机填料15-32份，增韧剂5-12份，消光剂A 4-10份，消光剂B4-7份，抗氧剂0.2-1.0份，其他助剂0-0.5份加入高混机进行混合，混合转速600-800转/分钟，混合时间5-15min，得混合均匀的物料；
（2）将步骤（1）中混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，得到低光泽聚丙烯复合材料，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℃。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中双螺杆挤出机的挤出螺杆长径比为36-44，挤出螺杆转速为300-400转/分钟。
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