CN110452465A - 一种高光泽聚丙烯微发泡材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高光泽聚丙烯微发泡材料及其制备方法。本发明的材料包括以下重量份数的组分：聚丙烯100份，高光第一组分5‑25份，高光第二组分3‑15份，高光填充剂5‑15份，耐磨助剂1‑3份，发泡剂0.5‑5份，其他助剂0.5‑2份。本发明具有重量轻、高光泽、尺寸稳定性高、表面硬度高、耐划伤等特点，在家电、装饰、汽车部件具有潜在应用前景。

Description

一种高光泽聚丙烯微发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高光泽聚丙烯微发泡材料及其制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
聚丙烯微发泡材料因其芯层发泡表层结皮的特殊“三明治”结构赋予制品轻量化的同时，提供良好机械强度，满足使用要求。广泛应用在汽车、包装、建筑、体育器材等领域。然而，因其发泡导致的产品密度降低，加之，产品不同部位泡孔均匀性差异，导致产品表面光泽差。因此，目前微发泡聚丙烯材料还无法用于光泽度要求高的产品制件。另一方面，随着人们对长期保持表面性能的要求越来越高，微发泡材料的耐刮性和耐摩擦性也常常无法满足需要。
发明内容
本发明提供一种高光泽聚丙烯微发泡材料，通过合理设计材料配方，一方面解决了材料微发泡过程中发泡均匀性问题，另一方面，获得了高光泽度聚丙烯微发泡材料，可用于对光泽度要求高的部件，例如家电外壳等。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高光泽聚丙烯微发泡材料，原料由以下重量份的组分组成：
聚丙烯 100份
高光第一组分 5-25份
高光第二组分 3-15份
高光填充剂 5-15份
耐磨助剂 1-3份
发泡母粒 0.5-5份
分散剂 1-10份
其他助剂 0.5-2份
进一步方案，所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的一种或两种组合物；其中，共聚聚丙烯为乙烯丙烯共聚物，乙烯含量小于等于10％，优选均聚聚丙烯和共聚聚丙烯组合物，优选乙烯含量为5％的共聚聚丙烯。
进一步方案，所述高光第一组分为聚苯乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酰胺共聚物、乙烯-二乙烯基苯共聚物、丁烯-乙烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-苯乙烯共聚物、异戊二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种组合物；优选丁烯-乙烯-苯乙烯共聚物。
进一步方案，所述高光第二组分为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈共聚物、丁二烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯-丙烯腈共聚物、醋酸乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种；优选苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
进一步方案，所述高光填充剂为表面活性剂处理的超细云母粉(粒径小于等于3μm)、超细硫酸钡(粒径小于等于2μm)、超细玻璃微珠(粒径小于等于2μm)、超细陶瓷粉(粒径小于等于2μm)中的一种或几种组合物；优选超细硫酸钡与超细陶瓷粉组合物。
进一步方案，所述耐磨助剂为聚四氟乙烯、二硫化钼、聚硅氧烷、芥酸酰胺、硬脂酸甘油中的一种；优选聚四氟乙烯。
进一步方案，所述发泡母粒主要发泡剂成分为碳酸盐类发泡剂、碳酸氢盐发泡剂、硝酸盐发泡剂、亚硝酸盐发泡剂中的一种，优选碳酸氢盐发泡剂，例如碳酸氢钠、碳酸氢铵等。载体为聚丙烯、聚乙烯、聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种，优选聚乙烯。选择原因：本身无毒无害，分解后产生气体和分解产物无毒无害。可用于食品、汽车、家电等领域。其中发泡剂与载体重量份数比例为1：9-1：1。
进一步方案，所述分散剂为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸盐、功能性聚烯烃(所述功能化基团接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、功能化基团接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、功能化基团接枝乙烯-α烯烃共聚物(POE)中的一种，其中，所述功能化基团为马来酸酐(MAH)、环氧、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)中的一种)中的一种或两种组合物，优选聚丙烯蜡与马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MAH-g-SEBS)组合物。
所述助剂为抗氧剂，抗氧剂为1010、168、624、1098中的一种，优选抗氧剂1010。
一种高光泽聚丙烯微发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯100份，高光第一组分5-25份，高光第二组分3-15份，耐磨助剂1-3份，其他助剂0.5-2份加入到混料机中，预混1-3min，得到混合物。
(2)将以上步骤(1)得到的混合物通过料斗加入双螺杆挤出机中，将高光填充剂5-15份，通过失重称准确称量并通过侧喂料机引入挤出机中，经啮合塑化、混合、挤出、拉条、风干、造粒，得到聚丙烯复合材料；其中，挤出机温度设置一区至机头：170-270℃。
(3)将步骤(2)中所得到的混合物与发泡母粒0.5-5份通过带精确计量秤的混合机，进行精确计量均匀混合，获得高光泽聚丙烯微发泡材料。
有益效果
相比现有材料，本发明具有如下优势：
1、本发明通过设计材料组成，选择性地控制聚丙烯中乙烯含量，将聚丙烯优良成型性与非结晶组分聚合物的高光泽相结合。一方面，非晶聚合物提供足够熔体强度，保证了材料在微发泡过程中发泡均匀性，实现了微发泡产品的均匀、质轻特性；另一方面，高光组分聚合物与高光填料的协同作用，可实现聚丙烯微发泡材料表面高光泽度。本发明的产品特别适合需要表面高光泽度、优良成型要求的微发泡家电外壳。
2、本发明采用分散剂及耐磨助剂协同作用，一方面降低各组分间的界面张力、使得复合混合更加均匀、有利于实现各组分最优性能组合，实现加工过程更优化；另一方面增加材料体系的均一性，改善发泡过程中的熔体破裂，有利于实现微发泡制件各部位泡孔均匀性。同时，本发明采用耐磨助剂和无机高光填充剂协同作用，有效增强了材料表面硬度和耐磨性，可以满足人们对产品表面耐磨和耐刮性要求。
3、本发明选择的发泡剂本身无毒无害，分解后产生气体和分解产物无毒无害。而且，以母粒形式添加，减少了粉剂添加，有利于工厂操作环境，可用于食品、汽车、家电等领域。
4、本发明材料制备方法工艺经济、操作易行、生产效率高、易于实现工业化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例
一种高光泽聚丙烯微发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯100份，高光第一组分5-25份，高光第二组分3-15份，耐磨助剂1-3份，其他助剂0.5-2份加入到混料机中，预混1-3min，得到混合物。
(2)将以上步骤(1)得到的混合物通过料斗加入双螺杆挤出机中，将高光填充剂5-15份，通过失重称准确称量并通过侧喂料机引入挤出机中，经啮合塑化、混合、挤出、拉条、风干、造粒，得到聚丙烯复合材料；其中，挤出机温度设置一区至机头：170-270℃。
(3)将步骤(2)中所得到的混合物与发泡母粒0.5-5份通过带精确计量秤的混合机，进行精确计量均匀混合，获得高光泽聚丙烯微发泡材料。
所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的一种或两种组合物；其中，共聚聚丙烯为乙烯丙烯共聚物，乙烯含量小于等于10％，优选均聚聚丙烯和共聚聚丙烯组合物，优选乙烯含量为5％的共聚聚丙烯。
所述高光第一组分为聚苯乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酰胺共聚物、乙烯-二乙烯基苯共聚物、丁烯-乙烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-苯乙烯共聚物、异戊二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种组合物；优选丁烯-乙烯-苯乙烯共聚物。
所述高光第二组分为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈共聚物、丁二烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯-丙烯腈共聚物、醋酸乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种；优选苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
所述高光填充剂为表面活性剂处理的超细云母粉(粒径小于等于3μm)、超细硫酸钡(粒径小于等于2μm)、超细玻璃微珠(粒径小于等于2μm)、超细陶瓷粉(粒径小于等于2μm)中的一种或几种组合物；优选超细硫酸钡与超细陶瓷粉组合物。
所述耐磨助剂为聚四氟乙烯、二硫化钼、聚硅氧烷、芥酸酰胺、硬脂酸甘油中的一种；优选聚四氟乙烯。一方面增加材料体系的均一性，改善发泡过程中的熔体破裂。
所述发泡母粒主要发泡剂成分为碳酸盐类发泡剂、碳酸氢盐发泡剂、硝酸盐发泡剂、亚硝酸盐发泡剂中的一种，优选碳酸氢盐发泡剂，例如碳酸氢钠、碳酸氢铵等。载体为聚丙烯、聚乙烯、聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种，优选聚乙烯。选择原因：本身无毒无害，分解后产生气体和分解产物无毒无害。可用于食品、汽车、家电等领域。其中发泡剂与载体重量份数比例为1：9-1：1。
所述分散剂为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸盐、功能性聚烯烃(所述功能化基团接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、功能化基团接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、功能化基团接枝乙烯-α烯烃共聚物(POE)中的一种，其中，所述功能化基团为马来酸酐(MAH)、环氧、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)中的一种)中的一种或两种组合物，优选聚丙烯蜡与马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MAH-g-SEBS)组合物。降低各组分间的界面张力、使得复合混合更加均匀、有利于实现各组分最优性能组合，实现加工过程更优化。
所述助剂为抗氧剂，抗氧剂为1010、168、624、1098中的一种，优选抗氧剂1010。
根据上述制备方法，对比例1、实施例1、实施例2、实施例3，具体配方如下表所示：
实施例配方如下：
组分 对比例1 实施例1 实施例2 实施例3
共聚聚丙烯 50 50 70 100
均聚聚丙烯 50 50 30
丁二烯-苯乙烯共聚物 20
丁烯-乙烯-苯乙烯共聚物 25
异戊二烯-苯乙烯共聚物 5
丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸共聚物 10
苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物 3
乙烯-丙烯-丙烯腈共聚物 15
超细硫酸钡 10 5
超细玻璃微珠 10
超细陶瓷粉 5
发泡母粒 3 3 0.5 5
聚四氟乙烯 1
二硫化钼 2
硬脂酸甘油 3
聚丙烯蜡 2
聚乙烯蜡 1 5
硬脂酸钙 0.5
MAH-g-SEBS 3
GMA-g-POE 5
抗氧剂1010 1 0.5 1
抗氧剂168 2
本发明中发泡母粒组分表
本发明产品实施例性能表
由以上表中数据可以得到：与对比例相比，本发明实施例材料在基本不损失聚丙烯微发泡材料力学强度情况下，显著改善了微发泡材料表面光泽度。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高光泽聚丙烯微发泡材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
聚丙烯100份
高光第一组分5-25份
高光第二组分3-15份
高光填充剂5-15份
耐磨助剂1-3份
发泡母粒0.5-5份
分散剂1-10份
其他助剂0.5-2份。
2.根据权利要求1所述一种高光泽聚丙烯微发泡材料，其特征在于：所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的一种或两种组合物；其中，共聚聚丙烯为乙烯丙烯共聚物，乙烯的含量小于等于10％。
3.根据权利要求2所述一种高光泽聚丙烯微发泡材料，其特征在于：所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯组合物，优选乙烯含量为5％的共聚聚丙烯。
4.根据权利要求1所述一种高光泽聚丙烯微发泡材料，其特征在于：所述高光第一组分为聚苯乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酰胺共聚物、乙烯-二乙烯基苯共聚物、丁烯-乙烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-苯乙烯共聚物、异戊二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种组合物；
所述高光第二组分为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈共聚物、丁二烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯-丙烯腈共聚物、醋酸乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种。
5.根据权利要求4所述一种高光泽聚丙烯微发泡材料，其特征在于：所述高光第一组分为丁烯-乙烯-苯乙烯共聚物；
所述高光第二组分为苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
6.根据权利要求1所述一种高光泽聚丙烯微发泡材料，其特征在于：所述高光填充剂为表面活性剂处理的粒径小于等于3μm的超细云母粉、粒径小于等于2μm的超细硫酸钡、粒径小于等于2μm的超细玻璃微珠、粒径小于等于2μm的超细陶瓷粉中的一种或几种的组合物；
所述耐磨助剂为聚四氟乙烯、二硫化钼、聚硅氧烷、芥酸酰胺、硬脂酸甘油中的一种。
7.根据权利要求6所述一种高光泽聚丙烯微发泡材料，其特征在于：所述高光填充剂为超细硫酸钡与超细陶瓷粉的组合物；
所述耐磨助剂为聚四氟乙烯。
8.根据权利要求1所述一种高光泽聚丙烯微发泡材料，其特征在于：所述发泡母粒至少包括发泡剂和载体，其中发泡剂为碳酸盐类发泡剂、碳酸氢盐发泡剂、硝酸盐发泡剂、亚硝酸盐发泡剂中的一种，载体聚丙烯、聚乙烯、聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种，发泡剂与载体的重量份数比为1：9-1：1；所述分散剂为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸盐、功能性聚烯烃中的一种或两种组合物，其中，功能性聚烯烃包括功能化基团接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、功能化基团接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、功能化基团接枝乙烯-α烯烃共聚物中的一种，功能化基团为马来酸酐、环氧、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种；
所述助剂为抗氧剂，抗氧剂为1010、168、624、1098中的一种。
9.根据权利要求8所述一种高光泽聚丙烯微发泡材料，其特征在于：所述的发泡剂母粒中，发泡剂为碳酸氢盐发泡剂，载体为聚乙烯；
所述分散剂为聚丙烯蜡与马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的组合物；
所述抗氧剂为抗氧剂1010。
10.权利要求1-9任一项所述的高光泽聚丙烯微发泡材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将聚丙烯100份，高光第一组分5-25份，高光第二组分3-15份，耐磨助剂1-3份，分散剂1-10份、其他助剂0.5-2份加入到混料机中，预混1-3min，得到混合物；
(2)将混合物通过料斗加入双螺杆挤出机中，将高光填充剂5-15份通过侧喂料机引入挤出机中，经啮合塑化、混合、挤出、拉条、风干、造粒，得到聚丙烯复合材料；其中，挤出机温度设置一区至机头：170-270℃；
(3)将步骤(2)中所得到的聚丙烯复合材料与发泡母粒0.5-5份通过混合机，进行均匀混合，获得高光泽聚丙烯微发泡材料。
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