CN110885502A - 一种低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料及其制备方法，其组分按质量百分比计包括：共聚聚丙烯40％‑55％，高密度聚乙烯10％‑20％，乙烯‑辛烯共聚物10％‑20％，滑石粉10％‑20％，色母1％‑2％，抗静电助剂0.5％‑3％，主抗氧剂0.1％‑0.2％，辅助抗氧剂0.2％‑0.5％；所述抗静电助剂为单硬脂酸甘油酯和硬脂酸乙氧基酰胺类抗静电剂的一种或两种的组合；所述主抗氧剂为受阻酚类化合物中的至少一种；所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物中的至少一种。本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，在维持材料较强刚性、冲击性能的同时，具有低散发、耐析出、抗静电等突出优点，生产工艺简单，产品性能优异。

Description

一种低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料及其制备 方法
技术领域
本发明属于改性塑料技术领域，尤其是涉及一种低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯是通用塑料中用量较大的品种之一,因其密度小、无毒、易回收利用等优点，并广泛的应用于家电、医疗、汽车、IT等领域。通过对聚丙烯的增韧、增强、填充改性，可以赋予聚丙烯更优异的性能，使其可以替代金属、尼龙等材料，达到降低制件重量和降低制件成本的目的。
聚丙烯材料因其极性较低，且不易吸水，造成其使用过程中容易在表面积累电荷(表面电荷一般在1015-1018Ω)，限制了其广泛的应用上，尤其是汽车B柱上，一般都存在滑板的结构，在使用过程中因B柱滑板上下活动，而使B柱表面产生静电效应而吸尘吸灰，影响零件美观与使用。同时，汽车内饰所用材料一般需要满足较高的散发等级要求，并且不允许在受热、受光时出现表面发粘的问题。
本发明主要设计开发了一种具有低散发耐析出抗静电的滑石粉填充聚丙烯材料，主要应用领域为车用内饰零件上，如B柱滑板。
发明内容
为了克服上述的技术难题，本发明旨在提供一种低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于，按照重量百分比计，包含以下组分：
Figure BDA0002317906490000021
所述共聚聚丙烯的熔体流动速率为25-40g/10min，测试温度为230℃，测试砝码重量为2.16kg；共聚聚丙烯的弯曲模量为1500-1600MPa，测试环境温度为23±2℃。
所述高密度聚乙烯的熔体流动速率为5-10g/10min，测试温度为190℃，测试砝码重量为2.16kg。
所述乙烯-辛烯共聚物的熔体流动速率1-3g/10min，测试温度为190℃，测试砝码重量为2.16kg。
所述滑石粉为粒径分布在3000目-5000目的滑石粉中的一种或几种的组合。
所述抗静电助剂为单硬脂酸甘油酯、硬脂酸乙氧基酰胺抗静电剂的一种或两种的组合。
所述主抗氧剂为受阻酚类化合物，具体成分为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，又可被称作抗氧剂1010。
所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物，具体成分为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，又可被称作抗氧剂168。
本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料的制备方法，包括以下几个步骤：
步骤一：按重量比称取共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、色母、抗静电助剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂，并将其在高混机内高速混合1-3min，混合均匀，得到预混料。
步骤二：将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥，即可制得本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料。
在步骤二中，所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料制备方法，其特征在于：所述熔融挤出的条件为：一区温度80-120℃，二区温度190-210℃，三区温度210-230℃，四区温度210-230℃，五区温度210-230℃，六区温度190-210℃，七区温度190-210℃，八区温度190-210℃，九区温度210-230℃，主机转速250-600转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
相对于现有技术，本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料及其制备方法具有以下优势：
本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，在明显改善材料抗静电性能的同时，能够兼顾保持材料的抗析出性能、气味性能、散发性能和注塑外观性能，具体的：
(1)本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，具有良好的散发性能，其中气味按照大众PV3900标准测试方法可判定为4.0级，雾度按照大众PV3015标准测试方法可判定小于1.5mg；
(2)本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，具有良好的抗析出性能，其中析出发粘性能按照大众PV1306标准测试方法可判定为发粘等级1级/不发粘；
(3)用本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料制备成的样板，具有较好的抗静电性能，其中抗静电性能按照大众PV3977标准测试方法，其表面残留电荷小于0.3kV；
(4)本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，具有良好的力学性能，拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度能够维持在原有水平；
(5)本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，具有良好的注塑外观性能，材料的熔融指数为13-15g/10min，能够维持在原有水平。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
按重量百分比准确称取共聚聚丙烯52.0％，高密度聚乙烯10.0％，乙烯-辛烯共聚物15.0％，3000目滑石粉20.0％，色母1.0％，单硬脂酸甘油酯抗静电剂1.5％，主抗氧剂0.1％，辅助抗氧剂0.4％，置于高速混合机中充分搅拌；将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥，即可制得本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料。
熔融挤出的条件为：一区温度80-120℃，二区温度190-210℃，三区温度210-230℃，四区温度210-230℃，五区温度210-230℃，六区温度190-210℃，七区温度190-210℃，八区温度190-210℃，九区温度210-230℃，主机转速250-600转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
实施例2
按重量份数准确称取共聚聚丙烯47％，高密度聚乙烯15％，乙烯-辛烯共聚物15％，5000目滑石粉20％，色母1％，硬脂酸乙氧基酰胺1.5％，主抗氧剂0.1％，辅助抗氧剂0.4％，置于高速混合机中充分搅拌。将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口，进行熔融挤出，造粒干燥，即可制得本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料。
熔融挤出的条件为：一区温度80-120℃，二区温度190-210℃，三区温度210-230℃，四区温度210-230℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度210-230℃，主机转速250-600转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
实施例3
按重量份数准确称取共聚聚丙烯42％，高密度聚乙烯20％，乙烯-辛烯共聚物15％，3000目滑石粉10％，5000目滑石粉10％，色母1％，单硬脂酸甘油酯抗静电剂0.75％，硬脂酸乙氧基酰胺0.75％，主抗氧剂0.1％，辅助抗氧剂0.4％，至于高速混合机中充分搅拌。将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥，即可制得本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料。
熔融挤出的条件为：一区温度80-120℃，二区温度190-210℃，三区温度210-230℃，四区温度210-230℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度210-230℃，主机转速250-600转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
对实施例1-3所制得的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料的进行性能测试。对于不同性能指标的测试，按照相关标准测试方法进行测试：拉伸性能按ISO527标准测试方法执行，弯曲性能按ISO178标准测试方法执行，冲击性能按ISO179标准测试方法执行，密度按ISO1183标准测试方法执行，熔融指数按ISO1133标准测试方法执行，气味性能按大众PV3900标准测试方法执行，雾度性能按大众PV3015标准测试方法执行，析出发粘性能按大众PV1306标准测试方法执行，抗静电性能按大众PV3977标准测试方法执行。
实施例1-3所得材料的性能测试结果见表1。
表1实施例1-3所得材料的性能测试结果
实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度(MPa) 22.5 21.3 22.8
弯曲强度(MPa) 26.0 24.7 25.2
弯曲模量(MPa) 1250 1272 1320
冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>) 40.0 45.0 40.5
密度(g/cm<sup>3</sup>) 1.045 1.042 1.047
熔融指数(g/10min) 15.0 13.5 15.5
气味(级) 4.0 4.0 4.0
雾度(mg) 1.32 1.21 1.42
析出发粘 1级/不粘 1级/不粘 1级/不粘
抗静电性能(kV) 0.12 0.16 0.09
根据表1，在实施例1-3中，材料的气味等级为4.0级，雾度小于1.5mg，说明制得的材料具有良好的散发性能；材料的析出发粘性能判定为1级/不发粘，说明制得的材料具有良好的耐析出性能；材料的抗静电性能判定为表面残留电荷小于0.3kV，说明制得的材料具有较好的抗静电性能；拉伸强度大于24MPa，弯曲模量大于1200MPa，弯曲强度大于24MPa，冲击强度大于30KJ/m2，说明制得的材料在改善抗静电性能的同时，具有较好的力学性能，至少能够将力学性质维持在现有水平；熔融指数为13-16g/10min，说明材料具有较好的注塑外观性能。具体如下：
(1)优选抗静电助剂为单硬脂酸甘油酯和硬脂酸乙氧基酰胺类抗静电助剂的一种或两种的组合，抗静电助剂在提高材料的抗静电性能的同时，能够与滑石粉相互混合，使得抗静电剂易于分散，使得材料具有稳定的抗静电性能；
(2)加入优选规格后的滑石粉，利用滑石粉的吸附性进一步保证材料具有良好的散发性能；
(3)优选主抗氧剂为受阻酚类化合物、优选辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物，受阻酚类化合物、亚磷酸酯类化合物能够与抗静电助剂相互配合，使得抗静电剂不易迁移，使得材料具有较高的耐析出性能。
综合以上，本发明所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，在明显改善抗静电性能的同时，能够保证材料具有突出的低散发、耐析出的特性，还能够维持材料具有较好的力学性能和较好的注塑外观。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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。

Claims (8)

1.一种低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于，按照重量百分比计，包含以下组分：
Figure FDA0002317906480000011
所述抗静电助剂为单硬脂酸甘油酯和硬脂酸乙氧基酰胺类抗静电剂的一种或两种的组合；所述主抗氧剂为受阻酚类化合物中的至少一种；所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述共聚聚丙烯的熔体流动速率为25-40g/10min，测试温度为230℃，测试砝码重量为2.16kg；共聚聚丙烯的弯曲模量为1500-1600MPa，测试环境温度为23±2℃。
3.根据权利要求1所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述高密度聚乙烯的熔体流动速率为5-10g/10min，测试温度为190℃，测试砝码重量为2.16kg。
4.根据权利要求1所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述乙烯-辛烯共聚物的熔体流动速率为1-3g/10min，测试温度为190℃，测试砝码重量为2.16kg。
5.根据权利要求1所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述滑石粉，其粒径分布在3000目-5000目之间的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述受阻酚类化合物为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
7.根据权利要求1所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述亚磷酸酯类化合物为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
8.权利要求1-7任一所述的低散发耐析出抗静电滑石粉填充聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：
S1：按重量比称取共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、色母、抗静电助剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂，并将其在高混机内高速混合1～3min，混合均匀，得到预混料；
S2：将预混料置于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥，即可制得聚丙烯材料；
其中，熔融挤出的条件为：一区温度80-120℃、二区温度190-210℃、三区温度210-230℃、四区温度210-230℃、五区温度210-230℃、六区温度190-210℃、七区温度190-210℃、八区温度190-210℃、九区温度210-230℃，主机转速250-600转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
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