CN110834400A - 一种耐刮擦聚丙烯注塑件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐刮擦聚丙烯注塑件的制备方法，包括以下步骤：S1、将100份聚丙烯、0.01～3份β成核剂、0.1～3份极性添加剂混合，并充分搅拌均匀，得到混合料；S2、将混合料置于双螺杆挤出装置中进行熔融挤出，得到聚丙烯复合材料；S3、将聚丙烯复合材料进行冷却造粒，并将其放置在真空干燥箱中干燥4h；S4、将干燥过后的聚丙烯复合材料置于注塑机中进行注塑加工，得到聚丙烯胚件；S5、对聚丙烯胚件进行保压冷却操作，即可得到耐刮擦聚丙烯注塑件。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，尤其涉及一种耐刮擦聚丙烯注塑件的制备方法。
背景技术
聚丙烯材料具有优异的综合性能，已大量应用于包装工程、汽车工业、电子电气产品等领域。由于聚丙烯材料表面耐刮擦性能差，受到尖锐物体刮擦时，容易形成刮痕，进而影响产品外观。
聚合物的性能不仅与其化学结构有关，还依赖于加工成型及形态结构。为此，国内外学术界和产业界为提高聚丙烯刮擦性能进行了大量研究，但主要集中在通过添加助剂改善聚丙烯刮擦性能，也有少量文献报道通过调节聚丙烯退火工艺改善其刮擦性能。但是，上述方法难以同时保证聚丙烯材料的力学性能不受影响。因此，市场上急需一种简单实用的耐刮擦聚丙烯注塑件制备方法来提升聚丙烯注塑件的耐刮擦性能。
发明内容
本发明目的是针对上述问题，提供一种可以提高耐刮擦性能的聚丙烯注塑件的制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种耐刮擦聚丙烯注塑件的制备方法，包括以下步骤：
S1、将100份聚丙烯、0.01～3份β成核剂、0.1～3份极性添加剂混合，并充分搅拌均匀，得到混合料；
S2、将混合料置于双螺杆挤出装置中进行熔融挤出，得到聚丙烯复合材料；
S3、将聚丙烯复合材料进行冷却造粒，并将其放置在真空干燥箱中干燥4h；
S4、将干燥过后的聚丙烯复合材料置于注塑机中进行注塑加工，得到聚丙烯胚件；
S5、对聚丙烯胚件进行保压冷却操作，即可得到耐刮擦聚丙烯注塑件。
进一步的，所述步骤S1中聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的一种或几种的组合；β成核剂为芳香族类化合物、稀土类化合物、有机酸类化合物中的一种或几种的组合；极性添加剂为含氮化合物、含氧化合物中的一种或几种的组合。
进一步的，所述极性添加剂为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲酰胺、乙酰胺、二甲基乙酰胺、尿素、乙二醇、丙三醇、丁二醇、季戊四醇、苯甲酸、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚氧化乙烯中的一种或几种的组合。
进一步的，所述步骤S2中双螺杆挤出装置的转速为20～50r/min，双螺杆挤出装置的熔融段温度为190～250℃，双螺杆挤出装置的口模段温度为180～210℃。
进一步的，所述步骤S3中真空干燥箱内的温度为120℃。
进一步的，所述步骤S4中注塑机内的熔融温度为180℃～280℃，注塑机内的注塑压力为5～30MPa，注塑机的注射速度20～80mm/s。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
本发明采用的β成核剂为芳香族类、稀土类、有机酸及其盐类化合物，在聚丙烯制件的注塑过程中，通过特定的工艺条件进行加工，其解决了聚丙烯材料柔性大的弊病，有效地提高了材料表面硬度，在遇到外力刮擦时，更高的材料表面硬度可以得到更好的抗刮擦效果；最后，β成核剂的添加使得聚丙烯制件的耐刮擦性能更加稳定，能够有效地提高制件寿命；另一方面，本发明是在β成核剂熔点以上对聚丙烯复合材料进行加工，添加量少，能够有效地节约生产成本，且在生产加工过程中无需改变现有机器设备的结构，加工操作便利，成型工艺简单，对于工业大批量生产具有极大的益处。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1的性能测试图；
图2为实施例2的性能测试图；
图3为样本的耐摩擦性能对比效果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
如图1、图2和图3所示，本发明提供的耐刮擦聚丙烯制件的制备方法，先将100份聚丙烯、0.01～3份β成核剂，0.1～3份极性添加剂进行充分混合，然后将混合料置于双螺杆挤出装置，以20～50r/min的转速，在熔融段温度190-250℃，口模段温度180-210℃条件下进行熔融挤出。挤出的聚丙烯复合材料经过冷却造粒后，于真空干燥箱中120℃干燥4h，进行注塑加工。注塑过程中螺杆熔融温度控制在180℃-280℃，注塑压力5-30MPa，注射速度20-80mm/s，经过保压冷却，可制得耐刮擦聚丙烯制件。
其中β成核剂为芳香族类、稀土类、有机酸及其盐类化合物中的至少一种，极性添加剂为含氮，含氧化合物中的至少一种。
上述芳香族类β成核剂为TMB系列化合物(山西化工研究所研制)、CHB-5化合物(广州和尔鑫化工科技有限公司生产)、NU-100化合物(日本理化公司生产)和NB-328化合物(洛阳市中达化工有限公司)；稀土类β成核剂为WBG系列化合物(广东炜林纳功能材料有限公司生产)；有机酸类β成核剂为DCHT化合物(日本理化公司生产)、异二酸肼和辛二酸(上海祥荣化工有限公司)。
以上制件中所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种。以上制件中所述极性添加剂为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲酰胺、乙酰胺、二甲基乙酰胺、尿素、乙二醇、丙三醇、丁二醇、季戊四醇、苯甲酸、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚氧化乙烯的至少一种。
另外，在实际工业化生产中，也可根据需要添加其它公知的抗氧剂、稳定剂、增塑剂等加工助剂，以及其它一些有助于制件性能进一步增强的填料，如玻璃纤维等，前提是这些加工助剂对本发明目的实现和以及本发明优良效果的取得不能产生不利影响。
实施例1、将0.1份TMB-5型β成核剂与100份均聚聚丙烯、1份乙醇胺混合或者将0.5份TMB-5型β成核剂与100份均聚聚丙烯、1份乙醇胺混合得到混合料，然后将混合料置于挤出装置装置，挤出机熔融段温度为190℃，口模温度为210℃，冷却造粒后置于真空干燥箱中120℃干燥4h，最后进行熔融注塑，熔融温度控制为190℃，注塑压力为30MPa，注射速度80mm/s，保压冷却后得到长100mm，宽10mm，厚4mm的标准样条。
其对比样本为：直接将均聚聚丙烯置于挤出装置，挤出机熔融段温度为190℃，口模温度为210℃，冷却造粒后置于真空干燥箱中120℃干燥4h，最后进行熔融注塑，熔融温度控制为190℃，注塑压力为30MPa，注射速度80mm/s，保压冷却后得到长100mm，宽10mm，厚4mm的标准样条。
三者制出的标准样条按照ASTM D7027/ISO 19252进行刮擦性能测试。样本对比效果如图3所示，其测试结果如图1所示。
实施例2、将0.1份TMB-5型β成核剂与100份均聚聚丙烯、1份乙醇胺混合或者将0.5份TMB-5型β成核剂与100份均聚聚丙烯、1份乙醇胺混合得到混合料，然后将混合料置于挤出装置装置，挤出机熔融段温度为190℃，口模温度为210℃，冷却造粒后置于真空干燥箱中120℃干燥4h，最后进行熔融注塑，熔融温度控制为270℃，注塑压力为30MPa，注射速度80mm/s，保压冷却后得到长100mm，宽10mm，厚4mm的标准样条。
其对比样本为：直接将均聚聚丙烯置于挤出装置装置，挤出机熔融段温度为190℃，口模温度为210℃，冷却造粒后置于真空干燥箱中120℃干燥4h，最后进行熔融注塑，熔融温度控制为270℃，注塑压力为30MPa，注射速度80mm/s，保压冷却后得到长100mm，宽10mm，厚4mm的标准样条。
三者制出的标准样条按照ASTM D7027/ISO 19252进行刮擦性能测试。样本对比效果如图3所示，其测试结果如图2所示。
结果表明，本发明采用的β成核剂可在聚丙烯制件的注塑过程中，在设定的工艺条件下，极大的提升制件的刮擦性能。并且，本发明是在β成核剂熔点以上对聚丙烯材料进行加工，添加量少，成型工艺简单，便于聚丙烯主视件的生产操作。
Claims (6)
1.一种耐刮擦聚丙烯注塑件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将100份聚丙烯、0.01～3份β成核剂、0.1～3份极性添加剂混合，并充分搅拌均匀，得到混合料；
S2、将混合料置于双螺杆挤出装置中进行熔融挤出，得到聚丙烯复合材料；
S3、将聚丙烯复合材料进行冷却造粒，并将其放置在真空干燥箱中干燥4h；
S4、将干燥过后的聚丙烯复合材料置于注塑机中进行注塑加工，得到聚丙烯胚件；
S5、对聚丙烯胚件进行保压冷却操作，即可得到耐刮擦聚丙烯注塑件。
2.如权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯注塑件的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的一种或几种的组合；β成核剂为芳香族类化合物、稀土类化合物、有机酸类化合物中的一种或几种的组合；极性添加剂为含氮化合物、含氧化合物中的一种或几种的组合。
3.如权利要求2所述的耐刮擦聚丙烯注塑件的制备方法，其特征在于：所述极性添加剂为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲酰胺、乙酰胺、二甲基乙酰胺、尿素、乙二醇、丙三醇、丁二醇、季戊四醇、苯甲酸、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚氧化乙烯中的一种或几种的组合。
4.如权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯注塑件的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中双螺杆挤出装置的转速为20～50r/min，双螺杆挤出装置的熔融段温度为190～250℃，双螺杆挤出装置的口模段温度为180～210℃。
5.如权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯注塑件的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中真空干燥箱内的温度为120℃。
6.如权利要求1所述的耐刮擦聚丙烯注塑件的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中注塑机内的熔融温度为180℃～280℃，注塑机内的注塑压力为5～30MPa，注塑机的注射速度20～80mm/s。
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