CN110791021A - 一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法，具体由以下重量份的原料组成：聚丙烯树脂20‑60份，无机填料5‑30份，分散剂1‑5份，金属色粉2‑8份，功能化母粒10‑30份，所述功能化母粒，由以下重量百分比的组分构成：EVA嵌段共聚物5‑10份、纳米态气凝胶3‑8份、银离子抗菌剂1‑6份、亲油性改进剂2‑10份。通过预分散的功能化母粒的制备及加入，不仅解决了多种助剂复配使用时的分散状况问题，所得材料不仅具备良好的免喷涂化表面效果及综合力学性能，且通过丰富介孔结构、表面疏水的纳米态气凝胶颗粒将银离子抗菌剂与亲油疏水改进剂进行有效吸附、络合，确保聚丙烯材料的多种抗菌率≥99％，材料的表面张力从28‑30降低至22‑24左右。

Description

一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料及其 制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
免喷涂材料是针对传统表面喷漆处理所导致的高成本、低环保等问题而逐步兴起的一类新型的工艺简单、低成本、高环保、高外观特效的聚合物基复合材料，其原理是通过在基体树脂如聚丙烯PP、聚酰胺PA、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA 等中加入一些特殊色粉如金属色粉、珠光粉以及有机-无机杂化体系的色粉等，通过直接的注塑成型后可获得令人满意的制件外观效果，而无需特殊的表面喷涂后处理工序。
聚丙烯(PP)是当前的热塑性聚合物复合材料中最为常用、应用最为广泛的基体树脂，其合成工艺简单、成本低廉、综合性能优良，然而，其分子链为饱和的柔性碳氢分子链，虽然侧链甲基的存在能赋予PP材料一定的结晶特性，但其结晶程度低、缺陷率高、晶体结构不完整等特性决定了PP材料的表面状况并不能满足免喷涂材料高光泽度的外观需求，而必须加入特定规格的助剂加以改善。
聚丙烯的高光泽、免喷涂化研究是热塑性聚合物材料免喷涂化研究中开始最高的一类。CN102585365中记述了一种油漆亮泽、金属质感的免喷涂聚丙烯材料，其表面效果来自于片状铝粉和二氧化钛包覆云母或者硅酸盐玻璃的色泽增亮剂；CN106496773也同样采用了二氧化硅包覆铝粉母粒的方式获得了银色金属质感的免喷涂聚丙烯材料，并针对性改进了其缺口抗冲击特性，使其能满足汽车保险杆及周边装饰件的力学性能需求；CN104530565中则提供了一种具备良好抗菌效果的免喷涂聚丙烯复合材料，而CN109096608则在免喷涂材料抗菌化处理的基础上，通过加入吸湿性离子聚合物来获得了表面免粉尘吸附的特性。
由上可见，对于当前的免喷涂聚丙烯复合材料来说，多功能化改进才是其后续深入研究及拓展应用的关键所在。然而，多功能化改进必然要求聚合物基体中会加入不同规格、不同形态及特性的功能助剂，加上免喷涂化改进所必须的金属色粉，这对聚丙烯复合材料的熔融分散提出了极高的要求，而已有的技术方案中均采用了一步直接熔融混炼的方式，物料在挤出机内停留时间短，对设备及工艺的匹配性要求极高，否则不就免喷涂效果会受到影响，其他的特性改进效果也会大打折扣。更进一步的，随着汽车内饰美学化设计的不断发展，免喷涂高光泽材料的应用比例在逐步提升，尤其是仪表板及中央通道装饰件、车载电子电器面框等经常能接触、触摸的部件，其高亮、高光泽的外观非常容易沾染指纹，从而直接影响到内饰件的美观乃至汽车行驶安全性，而当前的研究中，免喷涂聚丙烯材料的耐指纹研究一直是少之又少。
发明内容
本发明的目的在于填补已有技术的空白领域，提供一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料，包括以下重量份计的原料：
Figure BDA0002179003110000021
其中，所述功能化母粒，由以下重量百分比的组分构成：EVA嵌段共聚物 5-10份、纳米态气凝胶3-8份、银离子抗菌剂1-6份、亲油性改进剂2-10份。
所述功能化母粒的制备方法为：按比例称取乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和纳米态气凝胶，混合均匀后投入到密闭反应釜中，对反应釜进行抽真空并充入惰性的氮气保护至常压，然后加热至180℃并保持恒温，以90转/min的速率匀速搅拌 30min，然后按次序加入一定比例的银离子抗菌剂、亲油性改进剂，继续搅拌 30min后充入氮气加压，从密闭反应釜的底部出口将熔融态的共混物导出、冷却、切粒，得到功能化母粒。
进一步的，所述的聚丙烯树脂为共聚丙烯，其在230℃、2.16kg的测试条件下熔指MFR为10-60g/10min。
进一步的，所述的无机填料为高目数、小粒径的滑石粉，填料目数为 6000-10000目。
进一步的，所述的分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、低分子量聚乙烯蜡等中的一种或几种。
进一步的，所述的金属色粉为树脂包覆的铝粉、铝银粉、铝硅合金粉、铜金粉、纳米银玻璃微片复合颜料等中一种或几种。
进一步的，所述的EVA嵌段共聚物为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，在190℃、 2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为20～50g/min，乙酸乙烯酯(VAC)含量≤ 30％。
进一步的，所述的纳米态气凝胶为具有纳米孔隙的二氧化硅气凝胶，白色颗粒，气孔率90-95％，孔径20-50nm，颗粒粒径(D50)为5-50um。
进一步的，所述的银离子抗菌剂为无色透明的纳米银络合溶液，纳米银粒径为1-100nm，银含量为≥1000ppm。
进一步的，所述的亲油性改进剂为树脂包覆的油酸、硬脂酸、有机硅助剂等中一种或几种。
本发明的第二目的在于提供上述低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，其方法包括以下步骤：
(1)按所述的重量份称取聚丙烯树脂、无机填料、分散剂、金属色粉，混合均匀，得到混合原料：
(2)将干燥后的混合原料放置于一台紧密啮合同向旋转的双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内；将功能化母粒放置于挤出机螺杆的侧喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内。所用螺杆挤出机的直径为 36mm，长径比L/D为44，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：100℃、 180℃、190℃、195℃、200℃、200℃、200℃，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料。
本发明采用了熔融预分散法制备了兼具低表面张力、高抗菌的功能化母粒，然后再与PP基体、金属色粉及分散助剂等组分在螺杆挤出机内二次熔融混炼、挤出、造粒，成功实现了聚丙烯复合材料的多功能化改进。一方面，较长时间的反应釜内搅拌可确保银离子抗菌剂分子及表面张力改进剂分子能充分扩散、进入纳米态气凝胶颗粒的丰富孔隙之中；另一方面，银离子抗菌剂与表面张力改进剂两者之间起到了良好的协同分散、分布的有效，有利于免喷涂聚丙烯材料最终特性的协同实现。此外，采用低乙酸乙烯酯(VAC)含量的EVA树脂为功能母粒载体，EVA中的乙烯基团与聚丙烯基体同为饱和烯烃结构，而极性的乙酸乙烯酯(VAC)对功能助剂分子也有良好的相容性，因此，这种采用母粒化预分散、二次熔融挤出造粒所得的免喷涂聚丙烯复合材料具有良好的抗菌、低表面张力、防指纹沾染等多功能化的特性效果。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、首先，考虑免喷涂、抗菌化、防指纹等多重的特性改进需求，由此导致的材料配方体系复杂、组分众多的情况，对其中的抗菌剂、表面张力改进剂采用了母粒化预分散的处理，以纳米态、丰富多空结构的二氧化硅气凝胶颗粒为上述功能助剂的高效载体，为其最终在聚丙烯基体中的分散状况创造了良好的基础条件。
2、进一步的，针对聚丙烯分子链的非极性、对助剂分子包覆性不足等先天性缺陷，采用了两性化学结构的EVA嵌段共聚物，为复合材料中各功能助剂实现良好分散、分布起到了高效的相间相容剂效果，助剂分子分布合理，迁移性低，功能化改进效果稳定。
3、通过本发明技术方案得到的防指纹、高抗菌的免喷涂聚丙烯复合材料，材料的主要刚性指标如弯曲强度、弯曲模量与常规的免喷涂聚丙烯材料相近，韧性指标如缺口冲击强度还稍有改善，并未因为多种功能助剂的加入影响聚丙烯复合材料的力学性能表现；而在此基础上，聚丙烯具有良好的免喷涂化外观表现，材料的表面光泽度(60°)≥90％，且样板表面无熔接线、银丝等明显缺陷；且所得聚丙烯复合材料对三种主要菌种(大肠杆菌、金黄葡萄菌、黑曲霉菌)等的抗菌耐受率都在99％以上；在材料表面张力测试中，常规免喷涂聚丙烯材料的张力依然保持在28-30的范围内，与聚丙烯基体树脂相近，而通过本文方案改进的低表面张力聚丙烯材料，其表面张力最低可降至22-24，因此，材料表面的指纹沾染程度明显减轻，采用量化的SITA表面度仪对比测试免喷涂聚丙烯材料表面的清洁度树脂(相对荧光强度值，RFU值)来表征材料表面的抗污程度，通过本发明方案得到的低表面张力聚丙烯材料，其RFU值从常规材料的105左右大幅度降低至45，且指纹的耐擦拭次数同比也有非常明显的降低。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式对本发明做进一步的说明，所述实施例仅用于说明本发明而不是对本发明的限制。
本发明实施例所用原料：
聚丙烯：高抗冲共聚丙烯M60T，在230℃、2.16kg的测试条件下熔指MFR 为60g/10min，浙江镇海炼化有效公司。
无机填料：高目数滑石粉，二氧化硅含量≥60％，10000目，意大利IMIFABI。
分散剂：聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡PEW-0678AF，白色粉末，平均粒径(D50) 范围6-8um，江苏南京天诗新材料科技有限公司。
金属色粉：金属氧化物包覆天然云母薄片的珠光颜料Supearl4625，，平均粒径(D50)为5-25um，浙江孚博科技有限公司。
EVA树脂：乙烯-乙酸乙酯共聚物EVA-450，熔融指数20g/min(190℃、 2.16Kg)，日本三井化学。
纳米态气凝胶-1：二氧化硅气凝胶粉体AG-D，孔隙率95％，孔径20-30nm，颗粒粒径(D50)10-20um，深圳中凝科技有限公司。
纳米态气凝胶-2：二氧化硅气凝胶粉体AP，孔隙率95％，孔径30-50nm，颗粒粒径(D50)50-100um，浙江纳诺科技有限公司。
银离子抗菌剂：凝胶纳米银溶液，银粒子平均粒径(D50)为1nm，有效浓度为2000ppm，溶液PH值为7±0.5，宇瑞化学。
亲油性改进剂-1：橡塑专用硬脂酸微片1850，十八烷基(C18)含量48-55％，水分含量≤0.1％，河北嘉洛凯化工有限公司。
亲油性改进剂-2：聚酯改性的聚二甲基硅氧烷类有机硅溶液BYK-313，有效固含量为15％，德国毕克化学。
产品性能测试：
弯曲性能：按ISO178所规定的样条尺寸，注塑标准样条后进行测试，测试跨距为64mm，测试速率为2mm/min，在常温(23℃)下进行测试。
冲击性能：按ISO179-1标准所规定的样条尺寸，注塑标准样条后进行测试，在简支梁冲击试验机上进行，缺口类型为A型，在常温(23℃)下进行测试。
光泽度测试：按ISO2813的标准方法进行，注塑所规定的标准样板，采用 CS-380表面光泽度计进行测试，测试角度为60°。
免喷涂表面状况测试：注塑355×100×3.2mm的标准样板，采用左右双浇口对向进胶的方式注塑，样板于23℃、50％RH的标准环境中放置48h，然后在标准检验灯箱中观察样板表面的熔接线状况。
抗菌性测试：按GB/T31402的标准方法，于23℃、50％RH的标准环境下在 60×60×3.2mm的样板表面进行，测试菌种分别为大肠杆菌、金黄葡萄菌、黑曲霉菌。
表面张力测试：按ISO8296的标准方法进行，所用标准的Sofial测试油墨的表面能级范围为20-40dyn/cm，在常温(23℃)下进行测试。
表面清洁度及耐擦拭次数测试：将免喷涂聚丙烯复合材料注塑成150×100 ×3.2mm的高光面测试样板，将指纹按在高光面上，采用SITA表面清洁度仪测试前后的表面相对荧光强度RFU值，则为表面清洁度值；用无尘布擦拭高光面的指纹，擦拭外加载荷为10N，直至指纹被完全擦拭干净，记录指纹的耐擦拭次数。
实施例1
按表1中所示的实施例1数据按比例称取EVA共聚物和纳米态气凝胶，混合均匀,得到混合原料。
将干燥后的混合原料投入到密闭反应釜中，对反应釜进行抽真空并充入惰性的氮气保护至常压，然后加热至180℃并保持恒温，以90转/min的速率匀速搅拌30min，然后按次序加入一定比例的银离子抗菌剂、亲油性改进剂，继续搅拌 30min后充入氮气加压，从密闭反应釜的底部出口将熔融态的共混物导出、冷却、切粒，得到功能化母粒。
实施例2
按表1中所示的实施例2数据按比例称取EVA共聚物和纳米态气凝胶，混合均匀,得到混合原料。
将干燥后的混合原料投入到密闭反应釜中，对反应釜进行抽真空并充入惰性的氮气保护至常压，然后加热至180℃并保持恒温，以90转/min的速率匀速搅拌30min，然后按次序加入一定比例的银离子抗菌剂、亲油性改进剂，继续搅拌 30min后充入氮气加压，从密闭反应釜的底部出口将熔融态的共混物导出、冷却、切粒，得到功能化母粒。
表1功能化母粒的配方表(单位：克)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
EVA树脂 5 8 10 8 8
纳米气凝胶-1 3 5
纳米气凝胶-2 8 5 5
银离子抗菌剂 5 5 5 5 5
亲油性改进剂-1 4 10 6
亲油性改进剂-2 2 6
实施例3
按表1中所示的实施例3数据按比例称取EVA共聚物和纳米态气凝胶，混合均匀,得到混合原料。
将干燥后的混合原料投入到密闭反应釜中，对反应釜进行抽真空并充入惰性的氮气保护至常压，然后加热至180℃并保持恒温，以90转/min的速率匀速搅拌30min，然后按次序加入一定比例的银离子抗菌剂、亲油性改进剂，继续搅拌 30min后充入氮气加压，从密闭反应釜的底部出口将熔融态的共混物导出、冷却、切粒，得到功能化母粒。
实施例4
按表1中所示的实施例4数据按比例称取EVA共聚物和纳米态气凝胶，混合均匀,得到混合原料。
将干燥后的混合原料投入到密闭反应釜中，对反应釜进行抽真空并充入惰性的氮气保护至常压，然后加热至180℃并保持恒温，以90转/min的速率匀速搅拌30min，然后按次序加入一定比例的银离子抗菌剂、亲油性改进剂，继续搅拌 30min后充入氮气加压，从密闭反应釜的底部出口将熔融态的共混物导出、冷却、切粒，得到功能化母粒。
实施例5
按表1中所示的实施例5数据按比例称取EVA共聚物和纳米态气凝胶，混合均匀,得到混合原料。
将干燥后的混合原料投入到密闭反应釜中，对反应釜进行抽真空并充入惰性的氮气保护至常压，然后加热至180℃并保持恒温，以90转/min的速率匀速搅拌30min，然后按次序加入一定比例的银离子抗菌剂、亲油性改进剂，继续搅拌 30min后充入氮气加压，从密闭反应釜的底部出口将熔融态的共混物导出、冷却、切粒，得到功能化母粒。
表2低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料的配方表(单位：克)
实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10 对比例1
聚丙烯 54 48 41 47 47 71
无机填料 20 20 20 20 20 20
分散剂 3 3 3 3 3 3
实施例1的功能化母粒 17
实施例2的功能化母粒 23
实施例3的功能化母粒 30
实施例4的功能化母粒 24
实施例5的功能化母粒 24
金属色粉 6 6 6 6 6 6
实施例6
按表2中所示的实施例6数据称取聚丙烯树脂、无机填料、分散剂、金属色粉，混合均匀，得到混合原料：
将干燥后的混合原料放置于一台紧密啮合同向旋转的双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内；将功能化母粒放置于挤出机螺杆的侧喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内。所用螺杆挤出机的直径为 36mm，长径比L/D为44，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：100℃、180℃、190℃、195℃、200℃、200℃、200℃，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料。
实施例7
按表2中所示的实施例7数据称取聚丙烯树脂、无机填料、分散剂、金属色粉，混合均匀，得到混合原料：
将干燥后的混合原料放置于一台紧密啮合同向旋转的双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内；将功能化母粒放置于挤出机螺杆的侧喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内。所用螺杆挤出机的直径为 36mm，长径比L/D为44，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：100℃、 180℃、190℃、195℃、200℃、200℃、200℃，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料。
实施例8
按表2中所示的实施例8数据称取聚丙烯树脂、无机填料、分散剂、金属色粉，混合均匀，得到混合原料：
将干燥后的混合原料放置于一台紧密啮合同向旋转的双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内；将功能化母粒放置于挤出机螺杆的侧喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内。所用螺杆挤出机的直径为 36mm，长径比L/D为44，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：100℃、180℃、190℃、195℃、200℃、200℃、200℃，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料。
实施例9
按表2中所示的实施例9数据称取聚丙烯树脂、无机填料、分散剂、金属色粉，混合均匀，得到混合原料：
将干燥后的混合原料放置于一台紧密啮合同向旋转的双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内；将功能化母粒放置于挤出机螺杆的侧喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内。所用螺杆挤出机的直径为 36mm，长径比L/D为44，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：100℃、 180℃、190℃、195℃、200℃、200℃、200℃，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料。
实施例10
按表2中所示的实施例10数据称取聚丙烯树脂、无机填料、分散剂、金属色粉，混合均匀，得到混合原料：
将干燥后的混合原料放置于一台紧密啮合同向旋转的双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内；将功能化母粒放置于挤出机螺杆的侧喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内。所用螺杆挤出机的直径为 36mm，长径比L/D为44，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：100℃、 180℃、190℃、195℃、200℃、200℃、200℃，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料。
对比例1
按表1中所示的对比例1数据称取聚丙烯树脂、无机填料、分散剂、金属色粉，混合均匀，得到混合原料：
将干燥后的混合原料放置于一台紧密啮合同向旋转的双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内；所用螺杆挤出机的直径为36mm，长径比L/D为44，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：100℃、180℃、 190℃、195℃、200℃、200℃、200℃，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述低的免喷涂聚丙烯复合材料对比例1
免喷涂聚丙烯PP212-FS，无机填料含量为20％，广东聚赛龙工程塑料股份有限公司，市售。
表3低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料的测试结果
Figure BDA0002179003110000101
Figure BDA0002179003110000111
对比表3中各实施例及对比例的材料测试数据可知，以上各例中力学性能并没有明显区别，总体呈现为高强度(弯曲强度大多在28-31MPa)、高刚性(弯曲模量≥1700MPa)、中等抗冲击(缺口冲击强度在6-12kJ/m2)，但对于聚丙烯复合材料的多功能化改进来说，是否加入相应的功能助剂以及其在PP基体中的分散分布状况是决定复合材料对应特性是否能被充分发挥的关键因素。
通过对比各实施例与对比例1、2的免喷涂性、抗菌性可知，以上各例中均有金属色粉，因此均具有较好的表面免喷涂、高光泽效果(表面光泽度在90左右)，对比例2作为市售的量产材料，其表面熔接线程度良好，与实施例6、9、 10效果相近，然而由于对比例1、2中均未使用抗菌剂，因此，其抗菌率仅在 60-70％，这与实施例4、5中99％以上的抗菌率形成了非常明显的差别。而在材料表面张力及耐指纹测试中，由于对比例同样未做针对性改进，表面张力高，且指纹耐擦拭次数也更高，表明这两类免喷涂材料的表面容易沾染指纹，且不易被擦拭掉。通过对比实施例6-10的以上测试数据可知，虽然将抗菌剂与表面张力改进剂采用母粒化预分散取得了一定的效果，但母粒中各组分种类选择及比例搭配也是更值得关注的，这也是实施9、10的多功能化改进效果好于其他的实施例的原因所在，其中实施例9的表面张力最低在22，其表面指纹经过5 次擦拭后可完全消除，同比对比例1、2的12次、15次有了非常明显的改进效果。
本发明所记述的一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法，成功解决了材料多功能化改进时经常遇到的助剂协同问题，对比结果表明对其中的部分助剂采用母粒化预分散、二次造粒挤出的方式明显好于传统技术方法中一步法直接造粒的加工方式，所获材料的力学性能及免喷涂效果稳定、抗菌效果好，且有着常规的免喷涂材料所不具备的极低表面张力，以及由此带来的优异耐污、防指纹效果，能很好地应对当前汽车、家用电器的装饰件日益兴起的美学化、环保化等外观设计趋势，是一种加工方式便利、材料成本适中、综合性能稳定的新型聚合物基复合材料。

Claims (11)

1.一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：包括以下重量份计的原料：
Figure FDA0002179003100000011
其中，所述功能化母粒，由以下重量百分比的组分构成：EVA嵌段共聚物5-10份、纳米态气凝胶3-8份、银离子抗菌剂1-6份、亲油性改进剂2-10份。
2.根据权利要求1所述的一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为共聚丙烯，其在230℃、2.16kg的测试条件下熔指MFR为10-60g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的无机填料为高目数、小粒径的滑石粉，填料目数为6000-10000目。
4.根据权利要求1所述的一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、低分子量聚乙烯蜡中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的金属色粉为树脂包覆的铝粉、铝银粉、铝硅合金粉、铜金粉、纳米银玻璃微片复合颜料中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述功能化母粒的制备方法为：按比例称取乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和纳米态气凝胶，混合均匀后投入到密闭反应釜中，对反应釜进行抽真空并充入惰性的氮气保护至常压，然后加热至180℃并保持恒温，以90转/min的速率匀速搅拌30min，然后按次序加入一定比例的银离子抗菌剂、亲油性改进剂，继续搅拌30min后充入氮气加压，从密闭反应釜的底部出口将熔融态的共混物导出、冷却、切粒，得到功能化母粒。
7.根据权利要求1或6所述的一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的EVA嵌段共聚物为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，在190℃、2.16Kg的测试条件下，其熔融指数为20～50g/min，乙酸乙烯酯(VAC)含量≤30％。
8.根据权利要求1或6所述的一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的纳米态气凝胶为具有纳米孔隙的二氧化硅气凝胶，白色颗粒，气孔率90-95％，孔径20-50nm，颗粒粒径(D50)为5-50um。
9.根据权利要求1或6所述的一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的银离子抗菌剂为无色透明的纳米银络合溶液，纳米银粒径为1-100nm，银含量为≥1000ppm。
10.根据权利要求1或6所述的一种低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的亲油性改进剂为树脂包覆的油酸、硬脂酸、有机硅助剂中的一种或几种。
11.权利要求1-6任意之一所述低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按所述的重量份称取聚丙烯树脂、无机填料、分散剂、金属色粉，混合均匀，得到混合原料：
(2)将干燥后的混合原料放置于一台紧密啮合同向旋转的双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内；将功能化母粒放置于挤出机螺杆的侧喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内。所用螺杆挤出机的直径为36mm，长径比L/D为44，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：100℃、180℃、190℃、195℃、200℃、200℃、200℃，主机转速为300转/分钟，经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述低表面张力、防指纹的抗菌免喷涂聚丙烯复合材料。
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