CN109651704A - 一种智能马桶专用自清洁母粒及阻燃高光聚丙烯复合材料和制备方法 - Google Patents

一种智能马桶专用自清洁母粒及阻燃高光聚丙烯复合材料和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚丙烯材料改性技术领域，特别涉及一种智能马桶专用自清洁母粒及阻燃高光聚丙烯复合材料和制备方法。复合材料包括以下重量份的原料组成：聚丙烯50‑78.6份；阻燃剂3‑10份；自清洁母粒10‑20份；成核剂0.1‑0.5份；抗氧剂0.1‑0.6份；硫酸钡10‑20份；其它助剂0.2‑0.9份。本发明制备的智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料，通过配合自清洁母粒，能够克服现有技术中马桶座圈材料易燃、自清洁困难、价格高的不足，适应于智能马桶座圈等产品材料的使用，具有重要的实际应用价值。

Description

一种智能马桶专用自清洁母粒及阻燃高光聚丙烯复合材料和 制备方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯材料改性技术领域，特别涉及一种智能马桶专用自清洁母粒及阻燃高光聚丙烯复合材料和制备方法。
背景技术
随着现代生活节奏的加快和消费者需求增加，马桶卫浴产品逐渐走向智能化；目前，智能马桶具有加热，照明，清洗等功能，因此需要对智能马桶用料有特殊要求，特别是其座圈部件，要求使用的材料具备阻燃，自清洁，高光的性能，目前普遍使用聚丙烯材料。但是，一般的聚丙烯塑料氧指数只有18％左右，属于易燃材料；接触角只有90°左右，自清洁困难，因此难以满足智能马桶材料的使用需求。
专利CN 106750976 A公开了一种高光泽抗刮擦易清洁聚丙烯材料及其制备方法，主要是通过加入含氟功能母粒、超高分子量聚二甲基硅氧烷份来提高聚丙烯材料的自清洁性能，但是由于含氟功能母粒价格昂贵，并且含有热塑性聚四氟乙烯，与阻燃等级为V2要求有低落引燃冲突，影响阻燃聚丙烯的阻燃性能。
发明内容
为解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种智能马桶专用自清洁母粒，包括以下重量份的原料组成：
其中，所述硅橡胶MVQ为甲基乙烯基硅橡胶；
POE是乙烯和辛烯原位聚合的热塑性弹性体。
进一步地，所述纳米二氧化硅采用γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)进行表面改性，能够显著提高纳米二氧化硅与树脂的相容性。
本发明还提供一种采用如上任意所述自清洁母粒的智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料，包括以下重量份的原料组成：
进一步地，所述聚丙烯为均聚丙烯Z30S和425+粉的混合，二者比例为1:1，融熔指数大于30g/min，能够是材料整体具有高模量。
进一步地，所述阻燃剂为低卤环保型阻燃剂与间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]RDX按照3:1比例混合而成；
其中，所述低卤环保型阻燃剂为PP的UL-94-V2阻燃剂FP402，该阻燃剂以磷、氮为基础的高效型低卤阻燃剂，添加量少，对高光光产品影响小，添加后表面无黑点麻点。
进一步地，所述成核剂为α成核剂中的山梨醇类、羧酸金属盐类、取代苯甲酸盐中的一种或者几种；优选山梨醇类成核剂，该成核剂的加入对聚丙烯光泽有较大的提高。
所述的硫酸钡为3000目，无黑点。
进一步地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂中的至少一种。
进一步地，所述其它助剂为TAF、硅酮、硬脂酸钙等润滑助剂中的一种或者几种；优选对光泽影响较小的TAF。
本发明还提供一种如上任意所述智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤a、按重量百分比称取聚丙烯、阻燃剂、自清洁母粒、成核剂、抗氧剂、硫酸钡、其它助剂；
步骤b、将步骤a中所有物料加入到高速搅拌机中进行高速搅拌混合均匀，得到预混料；
步骤c、将步骤b得到的预混料从主喂料斗加入平行双螺杆挤出机，使所有组分物料在平行双螺杆挤出机中进行剪切熔融共混挤出；
步骤d、将经双螺杆挤出机口模出来的料条冷却、干燥、切粒，得到新型自清洁阻燃高光聚丙烯复合材料。
进一步地，步骤c中，所述双螺杆挤出机的长径比为40:1；螺杆组合以低剪切，高分布为主，加工温度为180-200℃，转数为300-450r/min。
本发明提供的智能马桶专用自清洁母粒，与聚丙烯混合使用，在保持聚丙烯刚性的同时提高材料的韧性，保证材料的耐刷性能，此外，能够改变树脂的非极性，提高表面接触角，显著提高制品的自清洁效果。
本发明提供的智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料，采用本发明提供的自清洁母粒作为原料，通过选择光泽度较高的聚丙烯PP以及在配方体系中加入成核剂，可以显著提高制品的光泽度，制品的光泽度可以达到90％以上；同时通过添加阻燃剂，可使PP达到阻燃V2级别，同时表面麻点黑点，对光泽影响小。
本发明制备的自清洁阻燃高光聚丙烯复合材料，克服现有技术中马桶座圈材料易燃、自清洁困难、价格高的缺点，适应于智能马桶座圈等产品材料的使用，具有重要的实际应用价值。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明还提供如下表所示智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料的对比例和实施例：
表1
组分(份) 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2 对比例3
聚丙烯 65.1 60.1 55.1 70.1 78.4 63.1 83.4
阻燃剂 3 3 3 3 0 0 3
自清洁母粒 10 15 20 15 0 15 0
成核剂 0.3 0.3 0.3 0.3 0 0.3 0.3
硫酸钡 20 20 20 10 20 20 10
抗氧剂 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
其它助剂 1 1 1 1 1 1 1
其中，各实施例中，自清洁母粒的重量配比均为：聚丙烯40份、纳米二氧化硅10份、硅橡胶MVQ 35份、二甲基硅油5份、POE接枝马来酸酐10份。
按照上述表格中提供对比例和实施例的原料配比，本发明还提供以下制备方法的实施例：
步骤a、按重量百分比称取聚丙烯、阻燃剂、自清洁母粒、成核剂、抗氧剂、硫酸钡、其它助剂；
步骤b、将步骤a中所有物料加入到高速搅拌机中进行高速搅拌混合均匀，得到预混料；
步骤c、将步骤b得到的预混料从主喂料斗加入平行双螺杆挤出机，使所有组分物料在平行双螺杆挤出机中进行剪切熔融共混挤出，其中双螺杆挤出机的长径比为40:1，螺杆组合以低剪切，高分布为主，挤出机个区加工温度为180-200℃，转数为300-450r/min；
步骤d、将经双螺杆挤出机口模出来的料条进行冷却、干燥、切粒，得到新型自清洁阻燃高光聚丙烯复合材料。
将上述各实验组按照所述制备方法进行制备，并制得所需检测待测样品，进行如下检测：熔融指数，简支梁缺口、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、光泽度60°、接触角、ul阻燃等级1.6mm；具体检测方法参照检测标和方法，如下：
融指数依照ISO 1133，简支梁缺口冲击强度依照ISO 179-1，拉伸强度依照ISO527/2，弯曲模量ISO 178，阻燃性依照UL94，光泽度依照GB/T8807-88，接触角依照GB/T30693-2014.
检测结果如下表所示：
表2
通过上述对比例和实施例的结果，可以看出：通过选择光泽度较高的聚丙烯PP以及在配方体系中加入成核剂，可以显著提高制品的光泽度，制品的光泽度可以达到90％以上；
通过加入本发明提供的自清洁母粒，能够有效提高材料的简支梁缺口，使聚丙烯保持刚性，且对材料的光泽度有一定提高效果，更能提高材料的接触角，从而提高制品的自清洁效果；
同时通过添加阻燃剂，可使PP达到阻燃V2级别，同时表面麻点黑点少，对光泽影响小。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种智能马桶专用自清洁母粒，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：
2.根据权利要求1所述的智能马桶专用自清洁母粒，其特征在于：所述纳米二氧化硅采用γ-氨基丙基三甲氧基硅烷进行表面改性。
3.一种智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：
所述自清洁母粒为如权利要求1-2任一项所述的自清洁母粒。
4.根据权利要求1所述的智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为均聚丙烯Z30S和425+粉的混合，二者比例为1:1，融熔指数大于30g/min。
5.根据权利要求1所述的智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述阻燃剂为低卤环保型阻燃剂与间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]RDX按照3:1比例混合而成；
其中，所述低卤环保型阻燃剂为PP的UL-94-V2阻燃剂FP402。
6.根据权利要求1所述的智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述成核剂为α成核剂中的山梨醇类、羧酸金属盐类、取代苯甲酸盐中的一种或者几种；所述的硫酸钡为3000目。
7.根据权利要求1所述的智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料，其特征在于：所述其它助剂为TAF、硅酮、硬脂酸钙的一种或者几种。
9.根据权利要求3-8任一项所述的智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、按重量百分比称取聚丙烯、阻燃剂、自清洁母粒、成核剂、抗氧剂、硫酸钡、其它助剂；
步骤b、将步骤a中所有物料加入到高速搅拌机中进行高速搅拌混合均匀，得到预混料；
步骤c、将步骤b得到的预混料从主喂料斗加入平行双螺杆挤出机，使所有组分物料在平行双螺杆挤出机中进行剪切熔融共混挤出；
步骤d、将经双螺杆挤出机口模出来的料条冷却、干燥、切粒，得到新型自清洁阻燃高光聚丙烯复合材料。
10.根据权利要求9所述的智能马桶专用阻燃高光聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：
步骤c中，所述双螺杆挤出机的长径比为40:1；螺杆组合以低剪切，高分布为主，加工温度为180-200℃，转数为300-450r/min。
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