CN110157195A - 一种聚烯烃专用的耐磨硅酮母料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高分子新材料技术领域，具体涉及一种聚烯烃专用的耐磨硅酮母料及其制备方法，硅酮母料该由以下重量比的组分：硅酮50‑68％、载体树脂10‑43％、相容剂7‑30％、助剂0‑5％、乙烯基苯基硅橡胶0‑5％、硅树脂0‑5％、填料余量；本发明旨在对现有硅酮母料相容性差、硅酮含量较低等缺点，提供一种高相容性、高硅酮含量的聚烯烃用的耐磨硅酮母料及其制备方法，以改善塑料制品的耐磨耐刮擦性能，并提供滑爽手感和改善脱模性能。

Description

一种聚烯烃专用的耐磨硅酮母料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，更具体的说涉及一种聚烯烃专用的耐磨硅酮母料。

技术背景

与传统的加工助剂相比，硅酮助剂具有更高的稳定性，以及较好的润滑性、爽滑性。超高分子量聚硅氧烷不仅能显著提高塑料的熔体流动速率，而且还能提高塑料的力学性能和提供表面滑爽性。但在实际使用时，通常要负载在塑料颗粒或二氧化硅粉末表面上。有机硅酮加工助剂包括硅酮粉和硅酮母粒，硅酮母粒较硅酮粉难混合均匀以及容易析出，但其不会影响塑料的透明性，而且可通过添加适宜相容剂以改善其容易析出的缺陷，生产方便，无粉尘污染，适宜大规模生产。

但国内在硅酮母料的研发上极其缓慢，道康宁、德固赛等长期处于垄断地位。目前，国内几家较大的塑料厂家，如金发、聚赛龙等都使用国外公司的产品，而国内公司的硅酮母粒存在相容性差、耐磨耐刮擦性能差、力学性能差等缺陷，其原因在于硅酮与载体树脂间的相容性以及分散性较差。

中国专利CN103524822A公开了一种发泡硅酮母粒及其制备方法与应用，所述的发泡硅酮母粒由热塑性高分子树脂、硅酮粉、发泡剂、抗氧化剂共混制成。利用发泡技术虽然降低了母粒密度，使得单位质量的硅酮母粒数显著提高，从而提高了硅酮母粒在基体树脂中的分散性，但母粒中的硅酮含量仍未能得到进一步提高。中国专利CN104987724A公开了一种高硅酮含量的硅酮母料及其制备方法，该高硅酮含量的硅酮母料中硅酮含量可高于50％，但硅酮与载体树脂间的相容性以及分散性较差。

发明内容

本发明旨在对现有硅酮母料相容性差、硅酮含量较低等缺点，提供一种高相容性、高硅酮含量的聚烯烃用的耐磨硅酮母料及其制备方法，以改善塑料制品的耐磨耐刮擦性能，并提供滑爽手感和改善脱模性能。

本发明通过下述技术方案实现的。

一种聚烯烃专用的耐磨硅酮母料，由以下重量比的组分：

所述的硅酮为数均分子量大于50万的二甲基、甲基乙烯基或者甲基乙烯基苯基硅橡胶，或者数均分子量大于10万的硅油、液体硅树脂中的一种或多种。优选分子量大于50万的二甲基硅橡胶和分子量大于10万的二甲基液态硅树脂，最优选分子量大于50万的二甲基硅橡胶。

所述的载体树脂为LDPE、LLDPE、PP、PS、SAN、EVA，或是它们的混合物。优选LLDPE、SAN、EVA三者之间任意两者的混合物。最优选LLDPE、SAN以重量级6-7:4-3的混合物。上述混合的概念，均为物理混合。

所述的相容剂为PP、PE、PS、EVA、EMA、EAA、SMA、SAN、SBS、SEBS，以及它们的硅烷、硅油、马来酸酐的共聚物或者接枝物中的一种或多种。优选PE、SMA、SBS、SEBS以及他们的硅烷、硅油、马来酸酐的共聚物或者接枝物中的一种或多种。最优选SMA和SBS的硅油共聚物，二者的重量比以20-35：80-65为宜。所述的聚合物为这些共聚产物的混合物，亦或者为包括共聚产物的氧化物或它们的混合物，所述混合物均为物理共混物。

所述的助剂包括抗氧剂、润滑剂、稳定剂等。抗氧剂为168、1010中的一种或两种；润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺中的一种；稳定剂为紫外线吸收剂、环氧乙烷、尼龙粉中的一种。

所述的填料为气相法二氧化硅、纳米氧化铝、滑石粉、高岭土、活性白土、碳酸钙、硫酸钡中的一种或多种。

所述的硅树脂为甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、低苯基甲基硅树脂、有机硅树脂乳液、自干型有机硅树脂、高温型有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、有机硅聚酯改性树脂中的一种或多种。

此外，本发明还包含一种硅酮母料的制备方法，包括以下工艺步骤：

步骤1：按配方将硅酮、载体树脂、相容剂、填料、乙烯基苯基硅橡胶、硅树脂、助剂称好；

步骤2：将配方1称取的超高分子量硅酮和相容剂加入140℃的捏合机中捏合塑化20分钟，然后加入载体树脂、助剂、乙烯基苯基硅橡胶、硅树脂、填料捏合塑化半小时；

步骤3：将捏合好的物料加入粉碎机中粉碎，再通过双螺杆挤出机中，以150-230℃，转速为200rmp下挤出造粒即可得到聚烯烃专用的耐磨硅酮母料。

本发明的有益技术效果在于：

1、本发明在原来以乙烯基共聚物作为相容剂的基础上，将乙烯基聚合物与聚硅氧烷进行接枝或共聚，作为聚烯烃载体树脂与超高分子量聚硅氧烷的相容剂，以提高两者的相容性和提高硅酮含量，使硅酮在塑料中更能发挥其作用，不容易析出。且添加少量即可改善树脂的流动性、加工性以及脱模性。

2、本发明通过特殊的捏合工艺，使用捏合机能改善原来使用高速混合机时硅酮分散不均的缺点，保证了产品的质量。

3、本发明通过添加抗氧剂及稳定剂，可进一步确保硅酮母料在加工过程中的稳定性，大幅度改善耐磨及耐刮擦性能，极大地提高了材料表面爽滑度及手感。

4、本发明的硅酮母粒生产工艺简单有效，产品无毒无危害，对表面印刷、喷涂无影响，安全环保，符合ROHS指令；生产效率高，适用范围较广，能很好的满足了汽车、电子电器等行业对材料耐刮擦性能的要求。

具体实施方式

实施例1

一种聚烯烃专用的耐磨硅酮母料，原料重量配比如下：

所述的硅酮为分子量为60万的二甲基硅橡胶；

所述的载体树脂为LLDPE；

所述的相容剂为EMA；

所述的助剂为抗氧剂1010；

所述的硅树脂为甲基苯基硅树脂。

先将硅酮、载体树脂、相容剂、助剂称量后于120℃捏合机中捏合塑化半小时，混合均匀，然后将混合好的物料通过双螺杆挤出机在120-160℃，转速为200rpm下挤出造粒得到硅酮母料1。

实施例2

一种聚烯烃专用的耐磨硅酮母料，原料重量配比如下：

所述的硅酮为分子量为10万的甲基乙烯基苯基液态硅树脂；

所述的载体树脂为重量比为1:1:1的LLDPE、SAN、EVA；

所述的相容剂为SMA；

所述的助剂为抗氧剂1010和尼龙粉；

所述的填料的气相二氧化硅；

所述的硅树脂为甲基硅树脂。

先将硅酮、载体树脂、相容剂、助剂称量后于120℃捏合机中捏合塑化半小时，混合均匀，然后将混合好的物料通过双螺杆挤出机在120-180℃，转速为200rpm下挤出造粒得到硅酮母料2。

实施例3

一种聚烯烃专用的耐磨硅酮母料，原料重量配比如下：

所述的硅酮为分子量为55万的二甲基硅橡胶；

所述的载体树脂为重量比为7:3的LLDPE和SAN；

所述的相容剂为SMA和SBS的硅油共聚物，二者的重量比以20：80；

所述的助剂为抗氧剂1010和尼龙粉；

所述的填料的气相二氧化硅；

所述的硅树脂为低苯基甲基硅树脂。

先将硅酮、载体树脂、相容剂、助剂称量后于150℃捏合机中捏合塑化半小时，混合均匀，然后将混合好的物料通过双螺杆挤出机在180-240℃，转速为200rpm下挤出造粒得到硅酮母料3。

所述的相容剂经双螺杆挤出机挤出造粒，熔融接枝制得。

实施例4

一种聚烯烃专用的耐磨硅酮母料，原料重量配比如下：

所述的硅酮为分子量为70万的二甲基硅橡胶；

所述的载体树脂为重量比为6:4的LLDPE和SAN；

所述的相容剂为SMA和SBS的硅油共聚物，二者的重量比以35：65；

所述的助剂为抗氧剂B245、紫外线吸收剂UV-P和尼龙粉；

所述的填料的纳米氧化铝；

所述的硅树脂为自干型有机硅树脂。

先将硅酮、载体树脂、相容剂、助剂称量后于150℃捏合机中捏合塑化半小时，混合均匀，然后将混合好的物料通过双螺杆挤出机在180-240℃，转速为200rpm下挤出造粒得到硅酮母料。

实施例5

一种聚烯烃专用的耐磨硅酮母料，原料重量配比如下：

所述的硅酮为分子量为10万的二甲基液态硅橡胶；

所述的载体树脂为重量比1:2:3的LLDPE、SAN、EVA；

所述的相容剂为SMA和SBS的硅油共聚物，二者的重量比以30：70；

所述的助剂为抗氧剂B245、紫外线吸收剂UV-P和尼龙粉；

所述的填料的纳米氧化铝；

所述的硅树脂为环氧改性有机硅树脂。

先将硅酮、载体树脂、相容剂、助剂称量后于150℃捏合机中捏合塑化半小时，混合均匀，然后将混合好的物料通过双螺杆挤出机在180-240℃，转速为200rpm下挤出造粒得到硅酮母料。

对比例1硅酮母料道康宁MB50-002。

对比例2德固赛硅酮Tegomer V-Si 4042

对比例3中国专利CN10498772A实施例1的硅酮母料。

实施例6性能测试

将实施例1-5以及对比例1-3的硅酮母料在80-100℃的鼓风烘箱中干燥2-3小时，然后分别添加重量百分含量为3％的母料到嵌段共聚PP树脂中熔融共混，制备成型样件。其中，拉伸性能测试和弯曲性能测试分别按照GB/T1040.2-2006和GB/T9341-2008进行；摩擦性能按照GB/T3960-1983进行，设定载荷为200N，滑动线速度为200r/min，摩擦时间为1h。经测试，实施例1-5以及对比例1-3作为母粒添加到PP树脂中制备产品的相关试验数据见下表1：

表1产品性能比较

从实施例1-5与对比例1-3产品得到的性能数据对比可以看出，相较于对比例1-3的聚丙烯树脂，硅酮母粒中硅酮含量的提高可以有效的提高材料的耐摩擦性能和加工性能，同时材料的基本力学性能也能得到较好地保持。综上，添加高硅酮含量的硅酮母粒可以很好满足汽车、电子电器等行业对材料加工性能和耐摩擦性能的要求。

以上实施例仅供说明本发明之用，并非为对本发明的限制。相关领域的技术人员，在不脱离本发明范围的前提下，可以做出相应的调整变化。因而所有等同的技术方案均属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种聚烯烃专用的耐磨硅酮母料，其特征在于：由以下重量比的组分：

2.根据权利要求1所述的硅酮母料，其特征在于：所述的硅酮为数均分子量大于50万的二甲基、甲基乙烯基或者甲基乙烯基苯基硅橡胶，或者数均分子量大于10万的硅油、液体硅树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的硅酮母料，其特征在于：所述的硅酮为分子量大于50万的二甲基硅橡胶或者分子量大于10万的二甲基液态硅树脂。

4.根据权利要求1所述的硅酮母料，其特征在于：所述的载体树脂为LDPE、LLDPE、PP、PS、SAN、EVA，或是它们的混合物。

5.根据权利要求4所述的硅酮母料，其特征在于：所述的载体树脂为LLDPE、SAN、EVA三者之间任意两者的混合物。

6.根据权利要求1所述的硅酮母料，其特征在于：所述的相容剂为PP、PE、PS、EVA、EMA、EAA、SMA、SAN、SBS、SEBS，以及它们的硅烷、硅油、马来酸酐的共聚物或者接枝物中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的硅酮母料，其特征在于：所述的相容剂为PE、SMA、SBS、SEBS以及他们的硅烷、硅油、马来酸酐的共聚物或者接枝物中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的硅酮母料，其特征在于：所述的相容剂为SMA和SBS的硅油共聚物，二者的重量比以20-35：80-65。

9.根据权利要求1所述的硅酮母料，其特征在于：所述的助剂为抗氧剂、润滑剂、稳定剂等。抗氧剂为168、1010中的一种或两种；润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺中的一种；稳定剂为紫外线吸收剂、环氧乙烷、尼龙粉中的一种；所述的填料为气相法二氧化硅、纳米氧化铝、滑石粉、高岭土、活性白土、碳酸钙、硫酸钡中的一种或多种；所述的硅树脂为甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、低苯基甲基硅树脂、有机硅树脂乳液、自干型有机硅树脂、高温型有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、有机硅聚酯改性树脂中的一种或多种。

10.一种如权利要求1所述的硅酮母粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：按配方将硅酮、载体树脂、相容剂、填料、乙烯基苯基硅橡胶、硅树脂、助剂称好；

步骤2：将配方1称取的超高分子量硅酮和相容剂加入140℃的捏合机中捏合塑化20分钟，然后加入载体树脂、助剂、乙烯基苯基硅橡胶、硅树脂、填料捏合塑化半小时；

步骤3：将捏合好的物料加入粉碎机中粉碎，再通过双螺杆挤出机中，以150-230℃，转速为200rmp下挤出造粒即可得到聚烯烃专用的耐磨硅酮母料。