CN112442235B - 一种改性pp材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供了一种改性PP材料及其制备方法与应用，改性PP材料由包括如下重量份数的组分制备而得：PP树脂：5 3‑66份；滑石粉：20份；PP基热熔胶：10‑20份；金属钝化剂：1‑2份；抗菌剂：1‑2份；霉菌抑制剂：1‑2份；抗氧剂：0.4份；润滑剂：0.6份；其中，所述的PP基热熔胶包括如下重量份数的组分制备而得：PP低聚物55‑68份：氢化石油脂20‑30份，费托蜡10份，聚乙烯蜡2‑5份。本发明创造所述的改性PP材料具有易粘接金属、耐长期热老化、抗菌防霉优点。

Description

一种改性PP材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明创造属于高分子材料领域，尤其是涉及一种改性PP材料及其制备方法与应用。
背景技术
传统的门窗边条是铝合金、钢、铜等金属，质量重、加工困难。PP材料由于其质轻、易成型、耐腐蚀、价格低廉等优点，被多数门窗生厂商用于制造门窗边条。但是普通的PP材料极性差、不具有粘结性，无法粘接金属，需要在PP挤出条表面刷一层粘合剂才能与金属粘结，导致加工工艺复杂，且粘合剂气味性大、不环保。某些改性PP材料通过加入马来酸钙接枝物使PP具有一定的极性，可以粘接金属，但是PP材料与金属长期接触，易被金属离子诱导老化，最终导致材料脆化、粉化。此外PP材料作为门窗边条长期在户外使用，容易沾染细菌、霉菌，导致边条与门窗间隙出现霉变，不卫生且影响美观。目前市面上暂没有一款可以同时兼顾粘接金属、长期热老化、抗菌防霉三项性能的改性PP材料。市面上门窗边条行业用的改性PP材料普遍存在不易与金属粘接，长期使用易出现脆化、粉化，易霉变影响卫生等问题。
中国专利CN 104292729 A公开了一种SEBS/PP合金熔融接枝马来酸酐共聚物，这种共聚物极性高、易粘接金属，但是长期与金属接触易被诱导老化，且不具备抗菌防霉效果。中国专利CN 106621572 A公了一种多元离子抗菌PP纤维滤芯，这种PP材料对细菌有一定的抑制效果，但是无法抑制霉菌孢子生产，达不到防霉的效果。中国专利CN 103467849 A公开了一种抗菌防毒PP-PET包装材料，这种材料对细菌、霉菌均有一定抑制作用，但是这种材料与金属接触易被诱导老化，且不易粘接金属。
故亟需研发一种能够解决目前门窗边条行业聚丙烯材料普遍存在的不易粘接金属、长期使用易被金属离子诱导老化、易霉变等问题的材料。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种改性PP材料。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种改性PP材料，由包括如下重量份数的组分制备而得：
PP树脂：53-66份；
滑石粉：20份；
PP基热熔胶：10-20份；
金属钝化剂：1-2份；
抗菌剂：1-2份；
霉菌抑制剂：1-2份；
抗氧剂：0.4份；
润滑剂：0.6份；
其中，所述的PP基热熔胶包括如下重量份数的组分制备而得：PP低聚物55-68份：氢化石油脂20-30份，费托蜡10份，聚乙烯蜡2-5份。
进一步的，所述PP低聚物的分子量在2000以内。
进一步的，所述PP树脂为低熔指共聚PP，熔体流动速率为2-5g/10min(230℃，2.16kg)。
进一步的，所述滑石粉为钼数在3000以上的滑石粉。
进一步的，所述金属钝化剂是N,N'-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼。
进一步的，所述抗菌剂为银离子抗菌剂。
进一步的，所述霉菌抑制剂为甲基异噻唑啉酮。
进一步的，所述抗氧剂为苯酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按照1:1复配的抗氧剂，所述的苯酚类抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098中一种或两种以上的混合物；所述的亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂Y-002、抗氧剂X-002中一种或两种以上的混合物。
进一步的，所述润滑剂包括芥酸酰胺、EBS B50、乙烯蜡中一种或两种以上的混合物。
本发明还提供一种上述改性PP材料的制备方法，包括如下步骤：
将PP低聚物与氢化石油脂、费托蜡混合后，从喂料口加入密炼机内预混得到混合物，密炼机的加工温度为200-230摄氏度，主机转速350-400转/min；通过液体泵将混合物加入预热熔融的聚乙烯蜡，使PP低聚物、氢化石油脂、费托蜡、聚乙烯蜡在密炼机中充分混炼、反应，即得PP基热熔胶；
将PP树脂与滑石粉、PP基热熔胶、金属钝化剂、抗菌剂、霉菌抑制剂、抗氧剂、润滑剂在高混机内充分混合均匀，然后从挤出机的主喂料口喂入，原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到改性PP材料。
进一步的，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述的熔融的温度180-250℃。
本发明还提供一种上述改性PP材料在门窗制造行业的应用。
相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：
(1)本发明的改性PP材料，通过加入PP基热熔胶提高与金属制件的粘结力。所述的PP基热熔胶内的PP低聚物分子量低可以紧密的涂覆在金属表面，挤走金属表面的空气，依靠范德华力将PP材料与金属粘结在一起。此外PP基热熔胶没有羧酸类活性基团，其粘接金属的能力不会因为受热老化而衰减。本发明的改性PP材料，可以通过热处理(100-150℃)直接与金属粘结，现有技术需要在PP表面涂覆一层热熔胶后才能与金属粘结制成门窗边条，本发明的改性PP材料省去了表面涂覆热熔胶的工艺。
(2)本发明的改性PP材料，通过加入滑石粉提高材料的弯曲强度和刚性，防止材料在使用过程中发生形变。
(3)本发明的改性PP材料，通过加入金属钝化剂N,N'-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼可以迅速捕捉金属离子，防止金属离子诱导PP材料老化。
(4)本发明的改性PP材料，通过加入银离子类抗菌剂可以有效杀死黄金葡萄球菌、大肠杆菌等大多数细菌，从而使PP材料具有抗菌效果。
(5)本发明的改性PP材料，通过加入霉菌抑制剂甲基异噻唑啉酮可以有效杀死大多数霉菌，并有效抑制霉菌孢子的生长，从而使PP材料具有防霉效果。
(6)本发明的改性PP材料，通过加入抗氧剂保证PP材料在螺杆中挤出造粒的过程中不会受热分解。
(7)本发明的改性PP材料，通过加入润滑剂减少各组分在挤出机螺杆中的摩擦，改善材料的加工性能。
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创造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。
本发明实施例和对比例中PP树脂选用的是：型号：PP K8303，生产厂家为燕山石化；
本发明实施例和对比例中滑石粉选用的是：型号：TYT-777A生产厂家为海城添源化工有限责任公司；
本发明实施例和对比例中PP低聚物选用的是：型号：低分子量PP(软蜡状固体)，生产厂家为北欧化工；
本发明实施例和对比例中氢化石油脂选用的是：生产厂家为佛山市瑞盛塑胶有限公司；
本发明实施例和对比例中费托蜡选用的是：生产厂家为广升源(天津)科技有限公司；
本发明实施例和对比例中聚乙烯蜡选用的是：型号：AC-617A，生产厂家为霍尼韦尔；
本发明实施例和对比例中抗菌剂选用的是：型号：IONPURE IPS3，生产厂家为日本石塚硝子；
本发明实施例和对比例中霉菌抑制剂选用的是甲基异噻唑啉酮，生产厂家为卡松化工；
本发明实施例和对比例中金属钝化剂选用的是：型号：IRGANOX MD 1024，生产厂家为上海凯茵化工；
本发明实施例和对比例中抗氧剂选用的是：型号：THANOX 1010，生产厂家为巨奇塑胶江苏有限公司；型号：THANOX 168，生产厂家为巨奇塑胶江苏有限公司，按照1:1复配得到抗氧剂；
本发明实施例和对比例中润滑剂选用的是：EBS B50，生产厂家为上海贝青利实业发展有限公司；
下面结合实施例来详细说明本发明创造。
以下实施例中，挤出机熔融挤出的加工条件如下：一区温度170-190℃，二区温度200-220℃，三区温度200-220℃，四区温度200-220℃，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200-220℃，主机转速250-300转/分钟。
实施例1-4
一种改性PP材料，其原料配方如表1所示，其制备方法包括以下步骤：
将PP低聚物与氢化石油脂、费托蜡混合后，从喂料口加入密炼机内预混，密炼机的加工温度为200-230摄氏度，主机转速350-400转/min；预混3分钟后，通过液体泵加入在120℃预热熔融的聚乙烯蜡中，使PP低聚物、氢化石油脂、费托蜡、聚乙烯蜡在密炼机中充分混炼、反应30min后，制得PP基热熔胶；
将上述PP树脂与滑石粉、PP基热熔胶、金属钝化剂、抗菌剂、霉菌抑制剂、抗氧剂、润滑剂在高混机内充分混合均匀，然后从挤出机的主喂料口喂入，原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后易粘结金属、耐长期热老化、抗菌防霉、改性PP材料；
对比例1-2
一种改性聚丙烯材料，其原料配方如表1所示，其制备方法包括以下步骤：将混合均匀的物料置于双螺杆挤出机主喂料口中，双螺杆机熔融挤出，造粒后干燥。所述组分均为现有技术。
表1实施例和对比例的改性PP材料的原料配方(按质量份数添加)
Figure BDA0002749954830000081
表2实施例和对比例的改性PP材料的测试数据
Figure BDA0002749954830000082
对比例的材料为目前市场上通用的门窗边条用改性PP材料，采用普遍的配方及加工工艺，平行对比材料与金属粘接后的剥离强度，90℃热处理后的剥离强度，150℃热老化测试，大肠杆菌、黄金葡萄球菌抗菌效率，毛霉菌、申克孢子丝菌抗菌效率，相比之下，实施例更易粘接金属，热处理后粘接力几乎不降低，实施例具有更好的耐长期热老化性能，且实施例与对比例相比具有更好的抗菌、防霉性能。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种改性PP材料，其特征在于：由包括如下重量份数的组分制备而得：
PP树脂：5 3-66份；
滑石粉：20份；
PP基热熔胶：10-20份；
金属钝化剂：1-2份；
抗菌剂：1-2份；
霉菌抑制剂：1-2份；
抗氧剂：0.4份；
润滑剂：0.6份；
其中，所述的PP基热熔胶包括如下重量份数的组分制备而得：PP低聚物55-68份：氢化石油脂20-30份，费托蜡10份，聚乙烯蜡2-5份；所述PP低聚物的分子量在2000以内；所述PP树脂为低熔指共聚PP，其熔体流动速率在230℃、2.16kg条件下为2-5g/10min；所述抗菌剂为银离子抗菌剂；所述霉菌抑制剂为甲基异噻唑啉酮；
所述PP基热熔胶的制备方法包括如下步骤：将PP低聚物与氢化石油脂、费托蜡混合后，从喂料口加入密炼机内预混得到混合物，密炼机的加工温度为200-230摄氏度，主机转速350-400转/min；通过液体泵将混合物加入预热熔融的聚乙烯蜡，使PP低聚物、氢化石油脂、费托蜡、聚乙烯蜡在密炼机中充分混炼、反应，即得PP基热熔胶。
2.根据权利要求1所述的改性PP材料，其特征在于：所述滑石粉为目数在3000以上的滑石粉。
3.根据权利要求1所述的改性PP材料，其特征在于：所述金属钝化剂是N,N'-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼。
4.根据权利要求1所述的改性PP材料，其特征在于：所述抗氧剂为苯酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按照1:1复配的抗氧剂，所述的苯酚类抗氧剂为THANOX 1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098中一种或两种以上的混合物；所述的亚磷酸酯类抗氧剂为THANOX 168、抗氧剂Y-002、抗氧剂X-002中一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的改性PP材料，其特征在于：所述润滑剂包括芥酸酰胺、EBS B50中一种或两种的混合物。
6.权利要求1-5任一所述的改性PP材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将PP树脂与滑石粉、PP基热熔胶、金属钝化剂、抗菌剂、霉菌抑制剂、抗氧剂、润滑剂在高混机内充分混合均匀，然后从挤出机的主喂料口喂入，原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到改性PP材料。
7.根据权利要求6所述的改性PP材料的制备方法，其特征在于：所述挤出机为双螺杆挤出机，所述的熔融的温度为180-250℃。
8.一种权利要求1-5任一所述的改性PP材料在门窗制造行业的应用。
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