CN110511484A - 聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚丙烯材料及其制备方法。所述聚丙烯材料按重量份数计由包括以下组分的原料制备而成：聚丙烯树脂78～100份，功能橡胶母粒8～16份，相容剂2～6份，抗氧剂0.1～0.5份，润滑剂0.1～0.5份；其中，所述聚丙烯树脂、功能橡胶母粒和相容剂的重量份数的总和为100份；所述功能橡胶母粒由包括以下组分的原料制备而成：羧基丁腈橡胶、纳米二氧化锡、纳米三氧化二镓和偶联剂；所述偶联剂的分子中含有环氧基。本发明的聚丙烯材料既具备耐油污效果，又可达到防尘要求，且力学性能优异，可应用于厨房电器，如微波炉、电饭煲、煎烤机、电磁炉等产品。

Description

聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及一种聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)为非极性的结晶塑料，是五大通用塑料之一，因其原料来源丰富、价格便宜、易于加工成型等，被广泛应用于家电、汽车、日用品等领域。
近年来，随着我国家用电器产业的迅速发展，PP在某些家用电器领域受到限制，如厨房电器中家电外观部件的应用，在高温烹制食物过程中，家电外壳部件免不了会与食用油接触，因食用油与聚丙烯材料极性相似，高温下其极易产生油污，油斑，从而影响聚丙烯材料在厨房电器外观产品上的应用。
另聚丙烯材料又属于电绝缘材料，材料的表面电阻率在1015～1018Ω之间，易积累静电吸附灰尘(表面电阻率在1012Ω以下具防尘效果)，而目前解决表面抗静电防尘的方法主要有：1)添加表面活性剂类抗静电剂，通过表面活性剂类产品的快速迁移和吸水性在制件表面形成防静电的薄膜，然而这种方法受环境的影响很大，使所得制件的抗静电性能非常不稳定；2)添加导电碳黑、金属粉末等导电材料，这种方法由于导电材料颜色的限制，使其使用范围比较窄；3)添加高分子永久型抗静电剂，在塑料内部形成一个具有导电能力的渗滤网络，由于此类产品的添加量较大，影响材料性能且价格昂贵。纳米金属氧化物是一种良好的导电填料，但是由于纳米粒子颗粒度小，具有极高的表面能，极易团聚；同时无机物与高聚物极性相差很大，相容性差，因而会影响其在高聚物中的使用效果，如果直接添加仍然不能获得较好的防尘效果。
中国专利CN 102993567 A公开了一种抗静电低雾度聚丙烯复合材料及其制备方法，通过添加表面活性剂类抗静电剂，利用其本身在材料基体中的迁移性逐渐迁移到材料表面以获得稳定的抗静电性能，然而抗静电剂都有一定的润滑作用，易造成螺杆打滑影响成型周期，且经过一段时间的析出后，对抗静电效果的持久性有一定的影响，且不涉及到耐油污要求。CN 108329579 A公开了一种耐油聚丙烯复合材料及其制备方法，采用纳米氧化锌改性的聚四氟乙烯粉末添加到聚丙烯中达到耐油的要求，但材料无抗静电防尘效果。
因此，开发一种用于厨房电器外壳的兼具耐油污和防尘效果的聚丙烯材料具有重要意义。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种既具备耐油污效果，又可达到防尘要求的聚丙烯材料，且力学性能优异，可应用于厨房电器，如微波炉、电饭煲、煎烤机、电磁炉等产品。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚丙烯材料，按重量份数计，由包括以下组分的原料制备而成：
其中，所述聚丙烯树脂、功能橡胶母粒和相容剂的重量份数的总和为100份；
所述功能橡胶母粒由包括以下组分的原料制备而成：羧基丁腈橡胶、纳米二氧化锡、纳米三氧化二镓和偶联剂；所述偶联剂的分子中含有环氧基。
在其中一些实施例中，所述聚丙烯材料，按重量份数计，由包括以下组分的原料制备而成：
在其中一些实施例中，所述聚丙烯材料，按重量份数计，由包括以下组分的原料制备而成：
在其中一些实施例中，所述功能橡胶母粒由包括以下组分的原料制备而成：
所述羧基丁腈橡胶、纳米二氧化锡、纳米三氧化二镓和偶联剂的重量份数的总和为100份。
在其中一些实施例中，所述功能橡胶母粒由包括以下组分的原料制备而成：
在其中一些实施例中，所述功能橡胶母粒由包括以下组分的原料制备而成：
在其中一些实施例中，所述羧基丁腈橡胶中羧基的质量分数为4～10wt％。
在其中一些实施例中，所述羧基丁腈橡胶中羧基的质量分数为6～8wt％。
在其中一些实施例中，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯。
在其中一些实施例中，所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯。
在其中一些实施例中，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯的接枝率为0.5～1wt％。
在其中一些实施例中，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
在其中一些实施例中，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
在其中一些实施例中，所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
在其中一些实施例中，所述功能橡胶母粒的制备方法包括如下步骤：
将所述纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓加入密炼机中进行搅拌，边搅拌边加入所述偶联剂，均匀分散后，再加入所述羧基丁腈橡胶进行混炼；
将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到所述功能橡胶母粒。
在其中一些实施例中，所述功能橡胶母粒的制备方法包括如下步骤：
将所述纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓加入密炼机中进行搅拌，边搅拌边加入所述偶联剂，均匀分散后，再加入所述羧基丁腈橡胶进行混炼，密炼机温度为50～60℃，密炼时间为3～4分钟；
将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到所述功能橡胶母粒；所述单螺杆挤出机的工艺温度为：一区55～75℃，二区65～85℃，三区75～95℃，四区85～105℃，模头75～95℃；所述单螺杆挤出机的螺杆转速为30～100r/min。
本发明的另一个目的在于提供一种上述聚丙烯材料的制备方法，具体技术方案如下：
一种上述的聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
将所述聚丙烯树脂、功能橡胶母粒、相容剂、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中混合，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到所述聚丙烯材料。
在其中一些实施例中，在高速混合机中混合的时间为1～3分钟。
在其中一些实施例中，所述双螺杆挤出机的工艺温度为：一区160～180℃，二区190～220℃，三区190～220℃，四区190～220℃，五区190～220℃，六区190～220℃，七区190～220℃，八区190～220℃，模头210～240℃；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为350～550r/min。
本发明的原理以及有益效果如下：
本发明采用含有环氧基的偶联剂(优选为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)先对纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓进行表面处理，获得表面含有环氧基的纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓，纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓再通过环氧基与羧基丁腈橡胶分子中的羧基进行反应，得到羧基丁腈橡胶接枝纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓的功能橡胶母粒；将所制得的功能橡胶母粒配合一定用量的相容剂(本发明优选为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯)与聚丙烯树脂制备成聚丙烯材料，可以改善纳米二氧化锡与纳米三氧化二镓在聚丙烯材料中的团聚与分散性，促使纳米二氧化锡与纳米三氧化二镓的超小粒子在材料表面形成导电膜来传导和释放产生的静电，从而使聚丙烯材料具有稳定良好的抗静电效果，达到防尘的要求。并且纳米二氧化锡与纳米三氧化二镓具有协同增效的作用，两者配合使用可大幅度提高聚丙烯材料的抗静电效果。
同时，羧基丁腈橡胶分子中含有强极性腈基和羧基，对非极性或弱极性脂肪烃油类具有极好的稳定性，从而使所制得的聚丙烯材料具有优异的耐油污效果。
加入一定用量的相容剂(优选甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯)，解决了聚丙烯基材与羧基丁腈橡胶的相容性，从而使聚丙烯材料不仅具有稳定良好的抗静电效果以及优异的耐油污效果，并且具有更优异的力学性能。
本发明的聚丙烯材料，既具备优异的耐油污效果，又可达到防尘要求，且力学性能优异，可应用于厨房电器，如微波炉、电饭煲、煎烤机、电磁炉等产品。
本发明的聚丙烯材料的制备方法，工艺简单，易于控制，对设备要求不高，有利于工业化生产。
附图说明
图1为本发明一实施例的聚丙烯材料的制备工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种兼具耐油污和防尘效果的聚丙烯材料及其制备方法。为了便于理解本发明，下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述，以下给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。实施例中使用到的各类原料，除非另有说明，均为市售产品。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例的耐油污防尘聚丙烯材料的反应机理如下(制备工艺流程图请见图1)：
R代表：
R'代表：
反应机理
本发明实施例和对比例所使用的原料如下：
均聚聚丙烯PPN-Z30S，选自中国石油化工股份有限公司茂名分公司；
共聚聚丙烯PP EP548R，选自中海壳牌石油化工有限公司；
羧基丁腈橡胶A(羧基质量分数为7wt％)，选自南帝化学工业股份有限公司；
羧基丁腈橡胶B(羧基质量分数为1wt％)，选自南帝化学工业股份有限公司；
甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯(PP-g-GMA，接枝率为0.8wt％)，选自沈阳科通塑胶有限公司；
纳米二氧化锡，选自上海巷田纳米材料有限公司；
纳米三氧化二镓，选自上海巷田纳米材料有限公司；
γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，选自上海金锦乐实业有限公司；
三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，选自圣莱科特化工(上海)有限公司；
四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，选自圣莱科特化工(上海)有限公司；
乙撑双硬脂酸酰胺，选自东莞市汉维新材料科技有限公司。
以下实施例中，功能橡胶母粒的制备方法如下：将纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓加入密炼机中进行搅拌，边搅拌边加入偶联剂，使之均匀分散后，再加入羧基丁腈橡胶进行混炼，密炼机温度为50～60℃，密炼3～4分钟；将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，制得功能橡胶母粒。单螺杆挤出机的工艺温度为：一区55～75℃，二区65～85℃，三区75～95℃，四区85～105℃，模头75～95℃；单螺杆挤出机的螺杆转速为30～100r/min。
以下实施例中，耐油污防尘聚丙烯材料的制备方法如下：将聚丙烯树脂、功能橡胶母粒、相容剂、抗氧剂和润滑剂，在高速混合机里混合1～3min，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到耐油污防尘聚丙烯材料。双螺杆挤出机的工艺温度为：一区160～180℃，二区190～220℃，三区190～220℃，四区190～220℃，五区190～220℃，六区190～220℃，七区190～220℃，八区190～220℃，模头210～240℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为350～550r/min。
实施例1
本实施例耐油污防尘聚丙烯材料，按重量份数计，原料由以下组分组成：
其中功能橡胶母粒按重量份数计，原料由以下组分组成：
上述耐油污防尘聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓加入密炼机中进行搅拌，边搅拌边加入偶联剂(γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)，使之均匀分散后，再加入羧基丁腈橡胶A进行混炼，密炼机温度为55℃，密炼3.5分钟；将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，制得功能橡胶母粒。单螺杆挤出机的工艺温度为：一区60℃，二区70℃，三区80℃，四区90℃，模头80℃；单螺杆挤出机的螺杆转速为50r/min。
步骤二：按质量份数称取聚丙烯树脂、功能橡胶母粒、相容剂(PP-g-GMA)、抗氧剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)和润滑剂(乙撑双硬脂酸酰胺)，在高速混合机里混合1～3min，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到耐油污防尘聚丙烯材料。双螺杆挤出机的工艺温度为：一区170℃，二区205℃，三区205℃，四区205℃，五区205℃，六区205℃，七区205℃，八区205℃，模头225℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。
实施例2
本实施例耐油污防尘聚丙烯材料，按重量份数计，原料由以下组分组成：
其中功能橡胶母粒按重量份数计，原料由以下组分组成：
上述耐油污防尘聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓加入密炼机中进行搅拌，边搅拌边加入偶联剂(γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)，使之均匀分散后，再加入羧基丁腈橡胶A进行混炼，密炼机温度为55℃，密炼3.5分钟；将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，制得功能橡胶母粒。单螺杆挤出机的工艺温度为：一区60℃，二区70℃，三区80℃，四区90℃，模头80℃；单螺杆挤出机的螺杆转速为50r/min。
步骤二：按质量份数称取聚丙烯树脂、功能橡胶母粒、相容剂(PP-g-GMA)、抗氧剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)和润滑剂(乙撑双硬脂酸酰胺)，在高速混合机里混合1～3min，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到耐油污防尘聚丙烯材料。双螺杆挤出机的工艺温度为：一区170℃，二区205℃，三区205℃，四区205℃，五区205℃，六区205℃，七区205℃，八区205℃，模头225℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。
实施例3
本实施例耐油污防尘聚丙烯材料，按重量份数计，原料由以下组分组成：
其中功能橡胶母粒按重量份数计，原料由以下组分组成：
上述耐油污防尘聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓加入密炼机中进行搅拌，边搅拌边加入偶联剂(γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)，使之均匀分散后，再加入羧基丁腈橡胶A进行混炼，密炼机温度为55℃，密炼3.5分钟；将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，制得功能橡胶母粒。单螺杆挤出机的工艺温度为：一区60℃，二区70℃，三区80℃，四区90℃，模头80℃；单螺杆挤出机的螺杆转速为50r/min。
步骤二：按质量份数称取聚丙烯树脂、功能橡胶母粒、相容剂(PP-g-GMA)、抗氧剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)和润滑剂(乙撑双硬脂酸酰胺)，在高速混合机里混合1～3min，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到耐油污防尘聚丙烯材料。双螺杆挤出机的工艺温度为：一区170℃，二区205℃，三区205℃，四区205℃，五区205℃，六区205℃，七区205℃，八区205℃，模头225℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。
实施例4
本实施例耐油污防尘聚丙烯材料，按重量份数计，原料由以下组分组成：
其中功能橡胶母粒按重量份数计，原料由以下组分组成：
上述耐油污防尘聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓加入密炼机中进行搅拌，边搅拌边加入偶联剂(γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)，使之均匀分散后，再加入羧基丁腈橡胶A进行混炼，密炼机温度为55℃，密炼3.5分钟；将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，制得功能橡胶母粒。单螺杆挤出机的工艺温度为：一区60℃，二区70℃，三区80℃，四区90℃，模头80℃；单螺杆挤出机的螺杆转速为50r/min。
步骤二：按质量份数称取聚丙烯树脂、功能橡胶母粒、相容剂(PP-g-GMA)、抗氧剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)和润滑剂(乙撑双硬脂酸酰胺)，在高速混合机里混合1～3min，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到耐油污防尘聚丙烯材料。双螺杆挤出机的工艺温度为：一区170℃，二区205℃，三区205℃，四区205℃，五区205℃，六区205℃，七区205℃，八区205℃，模头225℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。
对比例1
本对比例耐油污防尘聚丙烯材料，按重量份数计，原料由以下组分组成：
上述耐油污防尘聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
按质量份数称取聚丙烯树脂、抗氧剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)和润滑剂(乙撑双硬脂酸酰胺)，在高速混合机里混合1～3min，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到耐油污防尘聚丙烯材料。双螺杆挤出机的工艺温度为：一区170℃，二区205℃，三区205℃，四区205℃，五区205℃，六区205℃，七区205℃，八区205℃，模头225℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。
对比例2
本对比例耐油污防尘聚丙烯材料，按重量份数计，原料由以下组分组成：
其中功能橡胶母粒按重量份数计，原料由以下组分组成：
上述耐油污防尘聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓加入密炼机中进行搅拌，边搅拌边加入偶联剂(γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)，使之均匀分散后，再加入羧基丁腈橡胶A进行混炼，密炼机温度为55℃，密炼3.5分钟；将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，制得功能橡胶母粒。单螺杆挤出机的工艺温度为：一区60℃，二区70℃，三区80℃，四区90℃，模头80℃；单螺杆挤出机的螺杆转速为50r/min。
步骤二：按质量份数称取聚丙烯树脂、功能橡胶母粒、抗氧剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)和润滑剂(乙撑双硬脂酸酰胺)，在高速混合机里混合1～3min，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到耐油污防尘聚丙烯材料。双螺杆挤出机的工艺温度为：一区170℃，二区205℃，三区205℃，四区205℃，五区205℃，六区205℃，七区205℃，八区205℃，模头225℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。
对比例3
本对比例耐油污防尘聚丙烯材料，按重量份数计，原料由以下组分组成：
其中功能橡胶母粒按重量份数计，原料由以下组分组成：
羧基丁腈橡胶A 86份，
纳米二氧化锡 10份，
γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷 4份。
上述耐油污防尘聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将纳米二氧化锡加入密炼机中进行搅拌，边搅拌边加入偶联剂(γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)，使之均匀分散后，再加入羧基丁腈橡胶A进行混炼，密炼机温度为55℃，密炼3.5分钟；将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，制得功能橡胶母粒。单螺杆挤出机的工艺温度为：一区60℃，二区70℃，三区80℃，四区90℃，模头80℃；单螺杆挤出机的螺杆转速为50r/min。
步骤二：按质量份数称取聚丙烯树脂、功能橡胶母粒、相容剂(PP-g-GMA)、抗氧剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)和润滑剂(乙撑双硬脂酸酰胺)，在高速混合机里混合1～3min，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到耐油污防尘聚丙烯材料。双螺杆挤出机的工艺温度为：一区170℃，二区205℃，三区205℃，四区205℃，五区205℃，六区205℃，七区205℃，八区205℃，模头225℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。
对比例4
本对比例耐油污防尘聚丙烯材料，按重量份数计，原料由以下组分组成：
其中功能橡胶母粒按重量份数计，原料由以下组分组成：
羧基丁腈橡胶A 90份，
纳米二氧化锡 9份，
纳米三氧化二镓 1份。
上述耐油污防尘聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓加入密炼机中进行搅拌，使之均匀分散后，再加入羧基丁腈橡胶A进行混炼，密炼机温度为55℃，密炼3.5分钟；将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，制得功能橡胶母粒。单螺杆挤出机的工艺温度为：一区60℃，二区70℃，三区80℃，四区90℃，模头80℃；单螺杆挤出机的螺杆转速为50r/min。
步骤二：按质量份数称取聚丙烯树脂、功能橡胶母粒、相容剂(PP-g-GMA)、抗氧剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)和润滑剂(乙撑双硬脂酸酰胺)，在高速混合机里混合1～3min，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到耐油污防尘聚丙烯材料。双螺杆挤出机的工艺温度为：一区170℃，二区205℃，三区205℃，四区205℃，五区205℃，六区205℃，七区205℃，八区205℃，模头225℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。
对比例5
本对比例耐油污防尘聚丙烯材料，按重量份数计，原料由以下组分组成：
其中功能橡胶母粒按重量份数计，原料由以下组分组成：
上述耐油污防尘聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓加入密炼机中进行搅拌，边搅拌边加入偶联剂(γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)，使之均匀分散后，再加入羧基丁腈橡胶B进行混炼，密炼机温度为55℃，密炼3.5分钟；将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，制得功能橡胶母粒。单螺杆挤出机的工艺温度为：一区60℃，二区70℃，三区80℃，四区90℃，模头80℃；单螺杆挤出机的螺杆转速为50r/min。
步骤二：按质量份数称取聚丙烯树脂、功能橡胶母粒、相容剂(PP-g-GMA)、抗氧剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)和润滑剂(乙撑双硬脂酸酰胺)，在高速混合机里混合1～3min，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到耐油污防尘聚丙烯材料。双螺杆挤出机的工艺温度为：一区170℃，二区205℃，三区205℃，四区205℃，五区205℃，六区205℃，七区205℃，八区205℃，模头225℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。
对比例6
本对比例耐油污防尘聚丙烯材料，按重量份数计，原料由以下组分组成：
上述耐油污防尘聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
按质量份数称取聚丙烯树脂、相容剂(PP-g-GMA)、抗氧剂(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)、润滑剂(乙撑双硬脂酸酰胺)、羧基丁腈橡胶A、纳米二氧化锡、纳米三氧化二镓及γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，在高速混合机里混合1～3min，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到耐油污防尘聚丙烯材料。双螺杆挤出机的工艺温度为：一区170℃，二区205℃，三区205℃，四区205℃，五区205℃，六区205℃，七区205℃，八区205℃，模头225℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。
以下为实施例与对比例的原料组成一览表(表1)。
表1实施例与对比例原料组成重量份一览表
以下为实施例与对比例的功能橡胶母粒的原料组成重量份一览表(表2)。
表2功能橡胶母粒的原料组成重量份一览表
将上述实施例和对比例制备得到的耐油污防尘聚丙烯材料进行以下性能测试：
拉伸性能：按GB/T 1040-2006标准测试，拉伸速率为50mm/min；
弯曲强度：按GB/T 9341-2008标准进行测试，弯曲速率为2mm/min；
冲击性能：按GB/T 1843-2008标准测试，样条厚度为4mm；
防尘效果：按GB/T 1410-2006进行材料表面电阻率测试，表面电阻率在1012Ω以下具防尘效果，且表面电阻率越小，抗静电效果越好，防尘效果越好；
耐油污效果：将样品注塑成50cm×50cm的高光样片，放置于80℃的食用油中静置2小时，取出用试纸擦干后观察耐油污效果，按照如下定义划分等级：
等级 耐油污效果
良好 无油斑腐蚀
较好 油斑腐蚀占总面积5％以内
中等 油斑腐蚀占总面积5％-10％
较差 油斑腐蚀占总面积10％以上
测试结果如表3所示。
表3试样测试结果
由表3结果可知，本发明使用偶联剂(优选γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)先对纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓进行表面处理，获得表面含有环氧基的纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓，再使纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓通过环氧基与羧基丁腈橡胶分子中的羧基进行反应，得到羧基丁腈橡胶接枝纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓的功能橡胶母粒，将该功能橡胶母粒和一定量的相容剂(优选甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯)添加到聚丙烯材料中，改善了纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓在聚丙烯材料中的团聚与分散性，使所制得的聚丙烯材料具有稳定的抗静电效果，能达到防尘的要求，同时耐油污效果明显，力学性能优良。
其中，对比例1未添加功能橡胶母粒和相容剂，其表面电阻率(6.4×1016)是实施例1(7.1×1011)的约九万倍，是最佳实施例3(7.6×108)的八千多万倍，其抗静电效果差；而对比例2中仅添加了功能橡胶母粒，未添加相容剂，其抗静电效果虽然较对比例1有提高，但是相对于实施例2，耐油污和防尘效果仍然较差，并且力学性能较差；说明单纯添加功能橡胶母粒，其在聚丙烯材料中的分散效果仍然不理想，不能获得较好耐油污和防尘效果的聚丙烯材料，并且对材料的力学性能有不利影响；当添加功能橡胶母粒并且配合一定用量的相容剂后(本发明优选甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯)，才能进一步改善了纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓在聚丙烯材料中的团聚与分散性，才能有效提高所制得的聚丙烯材料的耐油污和防尘效果，并且可以一定程度上提高材料的力学性能。
对比例3中添加的功能橡胶母粒仅使用纳米二氧化锡，不含有纳米三氧化二镓，虽其耐油污效果和力学性能都较优，但抗静电效果与实施例2相比较差，说明纳米二氧化锡与纳米三氧化二镓对抗静电效果具有协同增效的作用。
对比例4中添加的功能橡胶母粒未使用偶联剂对纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓的表面进行处理，其抗静电效果与实施例2相比较差，说明纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓需要先用偶联剂进行表面处理，才能与羧基丁腈橡胶进行有效接枝，才能使所得功能橡胶母粒配合相容剂起到提高聚丙烯材料耐油污和防尘的效果。
对比例5中添加的功能橡胶母粒使用的羧基丁腈橡胶中羧基质量分数为1wt％，因羧基含量较少，影响纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓的分散与导电膜的完整性，使所制得的聚丙烯材料的表面电阻率才5.1×1014，未到达防尘要求。
对比例6中未添加功能橡胶母粒，将制备功能橡胶母粒的原料(羧基丁腈橡胶、纳米二氧化锡、纳米三氧化二镓和偶联剂)与制备聚丙烯材料的其他原料组分直接混合后，双螺杆挤出造粒，使制备得到的聚丙烯材料虽然具有较优的耐油污效果，但抗静电效果与实施例2相比较差。说明需要先将羧基丁腈橡胶、纳米二氧化锡、纳米三氧化二镓和偶联剂制备成功能橡胶母粒，再与其它原料制备聚丙烯材料才能有效提高其抗静电效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对以下实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种聚丙烯材料，其特征在于，按重量份数计，由包括以下组分的原料制备而成：
其中，所述聚丙烯树脂、功能橡胶母粒和相容剂的重量份数的总和为100份；
所述功能橡胶母粒由包括以下组分的原料制备而成：羧基丁腈橡胶、纳米二氧化锡、纳米三氧化二镓和偶联剂；所述偶联剂的分子中含有环氧基。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，按重量份数计，由包括以下组分的原料制备而成：
3.根据权利要求2所述的聚丙烯材料，其特征在于，按重量份数计，由包括以下组分的原料制备而成：
4.根据权利要求1所述的聚丙烯材料，其特征在于，按重量份数计，所述功能橡胶母粒由包括以下组分的原料制备而成：
所述羧基丁腈橡胶、纳米二氧化锡、纳米三氧化二镓和偶联剂的重量份数的总和为100份。
5.根据权利要求4所述的聚丙烯材料，其特征在于，按重量份数计，所述功能橡胶母粒由包括以下组分的原料制备而成：
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述羧基丁腈橡胶中羧基的质量分数为4～10wt％。
7.根据权利要求1-5任一项所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯；及/或，
所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯；及/或，
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯；及/或，
所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；及/或，
所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
8.根据权利要求1-5任一项所述的聚丙烯材料，其特征在于，所述功能橡胶母粒的制备方法包括如下步骤：
将所述纳米二氧化锡和纳米三氧化二镓加入密炼机中进行搅拌，边搅拌边加入所述偶联剂，均匀分散后，再加入所述羧基丁腈橡胶进行混炼，密炼机温度为50～60℃，密炼时间为3～4分钟；
将混炼后的物料加入单螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到所述功能橡胶母粒；所述单螺杆挤出机的工艺温度为：一区55～75℃，二区65～85℃，三区75～95℃，四区85～105℃，模头75～95℃；所述单螺杆挤出机的螺杆转速为30～100r/min。
9.一种权利要求1-8任一项所述的聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述聚丙烯树脂、功能橡胶母粒、相容剂、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中混合，混合均匀后加入到平行双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒、冷却，得到所述聚丙烯材料。
10.根据权利要求9所述的聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，在高速混合机中混合的时间为1～3分钟；及/或，
所述双螺杆挤出机的工艺温度为：一区160～180℃，二区190～220℃，三区190～220℃，四区190～220℃，五区190～220℃，六区190～220℃，七区190～220℃，八区190～220℃，模头210～240℃；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为350～550r/min。
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