发明内容
本发明的目的是提供一种外观良好可应用于电器外壳的耐油组合物,其外观良好,绝缘性能好,特别适用于电器外壳。
进一步地,有必要提供上述外观良好可应用于电器外壳的耐油组合物的制备方法。
一种外观良好可应用于电器外壳的耐油组合物,包含以下成分:
聚苯醚;
聚丙烯;
聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物;
改性聚四氟乙烯;
阻燃剂;
抗氧剂;
分散剂。
优选地,所述外观良好可应用于电器外壳的耐油组合物,包含以下重量份的成分:
聚苯醚 63.8-70.4份;
聚丙烯 10-18.6份;
聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物 5.6-11.3份;
改性聚四氟乙烯 7.6-11.5份;
阻燃剂 0.2-0.5份;
抗氧剂 0.2份;
分散剂 0-0.2份;
优选地,上述组成成分的重量份相加为100份。
优选地,所述外观良好可应用于电器外壳的耐油组合物,包含以下重量份的成份:
聚苯醚 68.2份;
聚丙烯 15.2份;
聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物 8份;
改性聚四氟乙烯 8份;
阻燃剂 0.2份;
抗氧剂 0.2份;
分散剂 0.2份。
其中,所述改性聚四氟乙烯由以下方法制得:
将干燥的聚四氟乙烯原料用液氮进行低温冷处理;将低温处理后的聚四氟乙烯原料粉碎成粒径小于500μm的粉料;
喷淋20-25wt%的双氧水在所述聚四氟乙烯粉料上,1重量份聚四氟乙烯粉料喷淋4重量份20-25wt%的双氧水;
在镭226辐照装置内进行γ射线辐照,γ射线电子束的辐照时间为1-3min,辐照次数为1次,辐照剂量为350-450KGy;
然后将辐照后的聚四氟乙烯通过气流粉碎机粉碎,得到100-200μm的粉料,加入表面改性剂与无水乙醇按重量比1:(1000-1200)进行混合,搅拌均匀得到表面改性剂溶液,然后将聚四氟乙烯加入到所述的表面改性剂溶液中,经搅拌,超声,烘干得到改性聚四氟乙烯。
优选的,聚四氟乙烯与表面改性剂的添加重量比为(135-160):1,更优选地,聚四氟乙烯与表面改性剂的添加重量比为150:1。
更优选地,所述改性聚四氟乙烯由以下方法制得:
将干燥的聚四氟乙烯原料用液氮进行低温冷处理;将低温处理后的聚四氟乙烯原料粉碎成粒径小于500μm的粉料;
喷淋20-25wt%的双氧水在所述聚四氟乙烯粉料上,1重量份聚四氟乙烯粉料喷淋4重量份20-25wt%的双氧水;
在镭226辐照装置内进行γ射线辐照,γ射线电子束的辐照时间为1-3min,辐照次数为1次,辐照剂量为350-450KGy;
然后将辐照后的聚四氟乙烯通过气流粉碎机粉碎,得到100-200μm的粉料,加入表面改性剂与无水乙醇按重量比1:(1000-1200)进行混合,搅拌均匀得到表面改性剂溶液,然后将聚四氟乙烯通过气流粉碎机粉碎后的100-200μm粉料加入到所述的表面改性剂溶液中,在60℃条件下搅拌30min,超声30min,烘干得到改性聚四氟乙烯。
其中,所述表面改性剂为硅烷偶联剂和表面活性剂的混合物,优选地,所述表面改性剂为硅烷偶联剂和表面活性剂按(2-3):1重量比的混合物,更优选地,表面改性剂为硅烷偶联剂和表面活性剂按2.5:1重量比的混合物。
其中,所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷;所述表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚或月桂醇聚氧乙烯醚。
基中,所述聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物由以下方法制得:
将a重量份乙烯乙酸酯、b重量份聚乙烯和c重量份聚乙烯醇混合均匀,加入引发剂和催化剂,95-120℃条件下反应2-3小时,得到聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物;
a、b和c满足下述条件:
20≤a≤30;
45≤b≤70;
10≤c≤25。
优选地,a+b+c=100。
优选地,所述聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物由以下方法制得:
将a重量份乙烯乙酸酯、b重量份聚乙烯和c重量份聚乙烯醇混合均匀,加入引发剂和催化剂,95-120℃条件下反应2-3小时,得到聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物;
引发剂的添加量是乙烯乙酸酯、聚乙烯和聚乙烯醇总重量的0.5-0.8wt%,所述催化剂的添加量是乙烯乙酸酯、聚乙烯和聚乙烯醇总重量的0.3-0.5wt%。
其中,引发剂选自过氧化二异丙苯、二苯甲酰基联苯、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸、过氧化月桂酸或过氧化乙酸叔丁酯;
其中,所述催化剂选自氢氧化钠或氢氧化钾。
其中,所述阻燃剂选自四苯基(双酚-A)二磷酸酯、四苯基间苯二酚二磷酸酯、聚苯基膦酸二苯砜酯、氢氧化铝中的一种或多种。
优选地,所述阻燃剂由四苯基(双酚-A)二磷酸酯和氢氧化铝以(1-2.5):2的重量比混合而得。
更优选地,所述阻燃剂由四苯基(双酚-A)二磷酸酯和氢氧化铝以1:1的重量比混合而得。
其中,所述抗氧剂选自氧化锌、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或三(2,4-二叔丁基苯酚)亚磷酸酯中的一种或多种。
其中,所述分散剂为单硬脂酸甘油酯和/或三硬脂酸甘油酯。
本发明制得的组合物,用特定原料在特定比例下制得的聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物和改性聚四氟乙烯与聚苯醚、聚丙烯熔融挤出得到,当乙烯乙酸酯、聚乙烯和聚乙烯醇的重量比为(20-30):(45-70):(10-25)时,制得的聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物,其分子结构不是简单的直链大分子,其支链上有苯基和酯基,聚四氟乙烯在射线的处理之后,在表面改性剂的作用下进行表面改性,与聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物能有更好的结合。
聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物和改性聚四氟乙烯共同作用,对聚苯醚、聚丙烯的性能起到极大的提升作用,特别是对于组合物表面光泽度及抗油污性能有显著的提升。
所述聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物和改性聚四氟乙烯的重量比优选为(5.6-11.3):(7.6-11.5),更优选的是1:1。
为更好的实现本发明的目的,聚苯醚优选为的特性粘度为40-45cm3/g的聚苯醚,测试方法是GB-T 12008.8-1992。
聚丙烯优选为熔体流动速率为600-650g/10min的聚丙烯,其中聚丙烯的熔体流动速率测试标准是ASTMD1238,测试条件是230℃,2160g的载重条件下。
为更好的实现本发明的目的,本发明还提供一种制备如上所述组合物的方法,包括以下步骤:
按重量比称取聚苯醚、聚丙烯、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物、改性聚四氟乙烯、阻燃剂、抗氧剂和分散剂,将上述物料加入混合机中混合10-15分钟,搅拌速度30-50r/min,混合均匀后,加入到双螺杆挤出机的主喂料口,通过双螺杆挤出机熔融混炼1-2分钟,螺杆转速控制在150-180r/min,加工温度在250℃-270℃范围内,挤出,造粒,干燥,得到组合物。
优选地,按重量比称取聚苯醚、聚丙烯、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物、改性聚四氟乙烯、阻燃剂、抗氧剂和分散剂,将上述物料加入混合机中混合12分钟,搅拌速度40r/min,混合均匀后,加入到双螺杆挤出机的主喂料口,通过双螺杆挤出机熔融混炼1.5分钟,螺杆转速控制在160r/min,加工温度在250℃-270℃范围内,挤出,造粒,干燥,得到组合物。
相对现有技术,本发明所提供的外观良好可应用于电器外壳的耐油组合物,通过用特定量单体制得的聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物和改性聚四氟乙烯与聚苯醚、聚丙烯熔融挤出得到,特定方法制得的聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物和改性聚四氟乙烯对聚苯醚和聚丙烯的性能进行改性,制得的组合物光泽度好,且抗油污性能好,是一种外观良好可应用于电器外观的耐油组合物,特别适合用于电器的外壳,尤其是厨房电器外壳。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
用料说明:
聚四氟乙烯(PTFE):美国杜邦,牌号850-A;
表面改性剂:由乙烯基三甲氧基硅烷和月桂醇聚氧乙烯醚以2.5:1的重量比混合而得;
聚苯醚(PPE/Polypheylene ether)
聚苯醚1:特性粘度45cm3/g,测试方法是GB-T 12008.8-1992,来源:日本旭化成;
聚苯醚2:特性粘度40cm3/g,测试方法是GB-T 12008.8-1992,来源:日本旭化成;
聚丙烯(PP)
聚丙烯1:熔体流动速率为600g/10min,测试标准是ASTMD1238,测试条件是230℃,2160g的载重条件下,来源:大韩油化;
聚丙烯2:熔体流动速率为650g/10min,测试标准是ASTMD1238,测试条件是230℃,2160g的载重条件下,来源:大韩油化;
阻燃剂:四苯基(双酚-A)二磷酸酯和氢氧化铝以1:1的重量比混合而得;
抗氧剂:三(2,4-二叔丁基苯酚)亚磷酸酯;
分散剂:单硬脂酸甘油酯;
聚乙烯:产地,卡塔尔石化,牌号FE7042,经销商:上海溯溪塑化有限公司;
聚乙烯醇:长春化工,型号BP-05(088-05);
其余物质来源于市售。
自制原料说明:
改性聚四氟乙烯1由以下方法制得:
将干燥的聚四氟乙烯用液氮进行低温冷处理;将低温处理后的聚四氟乙烯原料粉碎成粒径小于500μm的粉料;
喷淋20wt%的双氧水在所述聚四氟乙烯粉料上,1重量份聚四氟乙烯粉料喷淋4重量份20wt%的双氧水;
在镭226辐照装置内进行γ射线辐照,γ射线电子束的辐照时间为3min,辐照次数为1次,辐照剂量为350KGy;
然后将辐照后的聚四氟乙烯通过气流粉碎机粉碎,得到100-200μm的粉料,将表面改性剂与无水乙醇按重量比1:1000进行混合,搅拌均匀得到表面改性剂溶液,然后将聚四氟乙烯通过气流粉碎机粉碎后的100-200μm粉料加入到所述的表面改性剂溶液中,聚四氟乙烯与表面改性剂的添加重量比为150:1,在60℃条件下搅拌30min,超声30min,烘干得到改性聚四氟乙烯1(改性PTFE1)。
改性聚四氟乙烯2由以下方法制得:
将干燥的聚四氟乙烯原料用液氮进行低温冷处理;将低温处理后的聚四氟乙烯原料粉碎成粒径小于500μm的粉料;
喷淋25wt%的双氧水在所述聚四氟乙烯粉料上,1重量份聚四氟乙烯粉料喷淋4重量份20-25wt%的双氧水;
在镭226辐照装置内进行γ射线辐照,γ射线电子束的辐照时间为1min,辐照次数为1次,辐照剂量为450KGy;
然后将辐照后的聚四氟乙烯通过气流粉碎机粉碎,得到100-200μm的粉料,将表面改性剂与无水乙醇按重量比1:1200混合,搅拌均匀得到表面改性剂溶液,然后将聚四氟乙烯通过气流粉碎机粉碎后的100-200μm粉料加入到所述的表面改性剂溶液中,聚四氟乙烯与表面改性剂的添加重量比为150:1,在60℃条件下搅拌30min,超声30min,烘干得到表面改性的PTFE(改性PTFE2)。
聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物1的制备:
按重量比例20:70:10将乙烯乙酸酯、聚乙烯和聚乙烯醇投入到反应釜中,再加入0.6重量份过氧化乙酸叔丁酯和0.5重量份氢氧化钠,加热到100摄氏度,搅拌反应2.5小时,反应得到聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物1。
聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物2的制备:
按重量比例30:45:25将乙烯乙酸酯、聚乙烯和聚乙烯醇投入到反应釜中,再加入0.6重量份过氧化乙酸叔丁酯和0.5重量份氢氧化钠,加热到100摄氏度,搅拌反应2.5小时,反应得到聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物2。
聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物3的制备:
按重量比例25:60:15将乙烯乙酸酯、聚乙烯和聚乙烯醇投入到反应釜中,再加入0.6重量份过氧化乙酸叔丁酯和0.5重量份氢氧化钠,加热到100摄氏度,搅拌反应2.5小时,反应得到聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物3。
聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物4的制备:
按重量比例40:30:30将乙烯乙酸酯、聚乙烯和聚乙烯醇投入到反应釜中,再加入0.6重量份过氧化乙酸叔丁酯和0.5重量份氢氧化钠,加热到100摄氏度,搅拌反应2.5小时,反应得到聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物4。
聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物5的制备:
按重量比例10:80:10将乙烯乙酸酯、聚乙烯和聚乙烯醇投入到反应釜中,再加入0.6重量份过氧化乙酸叔丁酯和0.5重量份氢氧化钠,加热到100摄氏度,搅拌反应2.5小时,反应得到聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物5。
实施例1
按以下方法制备组合物1:
按表1所示重量比称取聚苯醚、聚丙烯、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物、改性聚四氟乙烯、阻燃剂、抗氧剂和分散剂,将上述物料加入混合机中混合10分钟,搅拌速度50r/min,混合均匀后,加入到双螺杆挤出机的主喂料口,通过双螺杆挤出机熔融混炼2分钟,螺杆转速控制在150r/min,加工温度在250℃-270℃范围内,挤出,造粒,干燥,得到组合物1。
本实施例中聚苯醚用聚苯醚1,聚丙烯用聚丙烯1、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物用自制的聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物1,改性聚四氟乙烯用改为PTFE1。
实施例2
按以下方法制备组合物2:
按表1所示重量比称取聚苯醚、聚丙烯、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物、改性聚四氟乙烯、阻燃剂、抗氧剂和分散剂,将上述物料加入混合机中混合15分钟,搅拌速度30r/min,混合均匀后,加入到双螺杆挤出机的主喂料口,通过双螺杆挤出机熔融混炼1分钟,螺杆转速控制在180r/min,加工温度在250℃-270℃范围内,挤出,造粒,干燥,得到组合物2。
本实施例中聚苯醚用聚苯醚2,聚丙烯用聚丙烯2、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物用自制的聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物2,改性聚四氟乙烯用改为PTFE2。
实施例3
按以下方法制备组合物3:
按表1所示重量比称取聚苯醚、聚丙烯、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物、改性聚四氟乙烯、阻燃剂、抗氧剂和分散剂,将上述物料加入混合机中混合12分钟,搅拌速度40r/min,混合均匀后,加入到双螺杆挤出机的主喂料口,通过双螺杆挤出机熔融混炼1.5分钟,螺杆转速控制在160r/min,加工温度在250℃-270℃范围内,挤出,造粒,干燥,得到组合物3。
本实施例中聚苯醚用聚苯醚1,聚丙烯用聚丙烯1、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物用自制的聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物3,改性聚四氟乙烯用改为PTFE1。
实施例4
按以下方法制备组合物4:
按表1所示重量比称取聚苯醚、聚丙烯、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物、改性聚四氟乙烯、阻燃剂、抗氧剂和分散剂,将上述物料加入混合机中混合12分钟,搅拌速度40r/min,混合均匀后,加入到双螺杆挤出机的主喂料口,通过双螺杆挤出机熔融混炼1.5分钟,螺杆转速控制在160r/min,加工温度在250℃-270℃范围内,挤出,造粒,干燥,得到组合物4。
本实施例中聚苯醚用聚苯醚1,聚丙烯用聚丙烯1、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物用自制的聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物4,改性聚四氟乙烯用改为PTFE1。
实施例5
按以下方法制备组合物5:
按表1所示重量比称取聚苯醚、聚丙烯、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物、改性聚四氟乙烯、阻燃剂、抗氧剂和分散剂,将上述物料加入混合机中混合12分钟,搅拌速度40r/min,混合均匀后,加入到双螺杆挤出机的主喂料口,通过双螺杆挤出机熔融混炼1.5分钟,螺杆转速控制在160r/min,加工温度在250℃-270℃范围内,挤出,造粒,干燥,得到组合物5。
本实施例中聚苯醚用聚苯醚1,聚丙烯用聚丙烯1、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物用自制的聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物5,改性聚四氟乙烯用改为PTFE1。
对比例1
按以下方法制备组合物6:
称取68.2重量份聚苯醚、15.2重量份聚丙烯、8重量份聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物、8重量份聚四氟乙烯、0.2重量份阻燃剂、0.2重量份抗氧剂和0.2重量份分散剂,将备料,将上述物料加入混合机中混合12分钟,搅拌速度40r/min,混合均匀后,加入到双螺杆挤出机的主喂料口,通过双螺杆挤出机熔融混炼1.5分钟,螺杆转速控制在160r/min,加工温度在250℃-270℃范围内,挤出,造粒,干燥,得到组合物6。
本实施例中聚苯醚用聚苯醚1,聚丙烯用聚丙烯1、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物用自制的聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物3。
对比例2-5
按以下方法分别制备组合物7、组合物8、组合物9和组合物10:
按表1所示重量配比称取各组分,将聚苯醚、聚丙烯、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物、改性聚四氟乙烯、阻燃剂、抗氧剂和分散剂备料,将上述物料加入混合机中混合12分钟,搅拌速度40r/min,混合均匀后,加入到双螺杆挤出机的主喂料口,通过双螺杆挤出机熔融混炼1.5分钟,螺杆转速控制在160r/min,加工温度在250℃-270℃范围内,挤出,造粒,干燥,得到组合物。
本实施例中聚苯醚用聚苯醚1,聚丙烯用聚丙烯1、聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物用自制的聚乙烯-聚乙烯醇-乙烯乙酸酯共聚物3,改性聚四氟乙烯用改为PTFE1。
表1实施例对比例配方表(单位为重量份)
将实施例1-5和对比例1-5制得的组合物进行以下性能测试,并将测试结果列于表2中:
抗油污测试:
将组合物通过注塑的方法制得0.2cm×8cm×8cm的片状样品,测量片状样品的重量。将片状样品放置在1m×1m×0.5m的封闭实验箱的底面上,用夹子或带卡槽的装置将片状样品保持竖直放置,使得片状样品2cm×8cm的侧面与竖直方向平行。通过通风设备保持实验箱所处的实验室的环境温度为30±5℃,同时在实验箱的中心位置放置一个油浴锅,片状样品以油浴锅的底面圆心为中心,等距环绕放置在油浴锅外。油浴锅中加入金龙鱼调和油,加热油浴锅,设置油浴锅温度为150℃,每隔一小时加热5min,持续一周时间后,取出片状样品称量重量,得到片状样品的重量差△m。△m值越大,表示组合物耐油性能越差。
镜向光泽度测试:
按标准GB/T 13891-2008的测试方法制样并测试其光泽度,几何条件为60°,得到其镜向光泽度为N1,光泽度值越大表明组合物的外观性能越好。
将试样在80℃的条件下烘干1h,然后再迅速放入零下5℃的冷冻室30min,重复上述操作5次,然后再测量其光泽度,得其镜向光泽度N2。
表2性能测试表
通过实验发现,本发明制得的组合物,光泽度高,外观良好,且光泽度的持久性也强,同时本发明制得的组合物,其抗油污性能还好,特别适合应用在电器的外壳领域中。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。