CN112778642A - 一种易清洁母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种易清洁母粒的制备方法，以重量份计，包括以下组分，聚丙烯树脂30～50份，全氟烷基丙烯酸酯5～10份，乙烯基封端聚二甲基硅氧烷20～40份，纳米二氧化硅5～15份，有机过氧化物0.01‑0.1份，所述组分在双螺杆挤出机中造粒得到易清洁母粒。所述易清洁母粒添加到聚烯烃材料中，具有加工方便，防沾污性能好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种易清洁母粒及其制备方法。
背景技术
聚烯烃材料由于重量轻、加工方便及价格低，现已广泛应用于汽车、家电、管材、智能马桶盖等领域。但是，在应用中也遇到了一些实际的问题。如聚丙烯材料应用于汽车内饰中，经常会遇到咖啡、果汁洒在材料，产生渍点，难以擦洗干净，从而影响美观。在家电材料中，如电饭煲的外壳，洗碗机的喷淋臂、破壁机外壳等也常遇到油污难以清洗的问题，大大影响了消费者的使用体验。在智能马桶盖上，由于残余的尿液、冲洗水回跳到马桶盖上的残留、皮脂等引起马桶盖的污染，导致污染物的附着。
国内外目前已有不少公司进行了研发。如日本专利JP2012-214677A通过将有机硅接枝PP加入硅油，应用在马桶盖上，从而达到疏水防污的目的。专利CN109651704A通过以聚丙烯做载体，纳米二氧化硅、硅橡胶MVQ、二甲基硅油复配制成的母粒，应用在智能马桶盖上，达到易清洁的目的。专利CN110483872A公开了有机硅酮母粒应用于易清洁PERT地暖管材的制备方法通过有机硅酮粉、含氟聚合物、基体树脂一起在制成母粒，然后加入到地暖管共挤内层，形成外层为普通PERT管，内层为以PERT为基材的易清洁功能层，达到易清洁的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是：针对现有技术存在的不足，提供一种易清洁母粒，该易清洁母粒与聚合物基体相容性好，能有效改善聚合物的易清洁性能，防污性能更持久。
本发明所要解决的技术问题之二是：针对现有技术存在的不足，提供一种易清洁母粒的制备方法，该方法操作简单，制得的母粒可有效改善聚合物基体的防污性能。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：
一种易清洁母粒，以重量份计，包括以下组分：
聚丙烯树脂30～50份；
全氟烷基丙烯酸酯5～10份；
乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷20～40份；
纳米二氧化硅5～15份；
有机过氧化物0.01～0.1份。
作为上述技术方案的优选，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，在230℃/2.16kg测试条件下，其熔融指数为2～100g/10min。
作为上述技术方案的优选，所述全氟烷基丙烯酸酯的碳链长度为C4～C16。
作为上述技术方案的优选，所述全氟烷基丙烯酸酯的碳链长度为C6～C8。
作为上述技术方案的优选，所述乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷的粘均分子量为10万～120万。
作为上述技术方案的优选，所述的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷粘均分子量为40万～80万。
作为上述技术方案的优选，所述的纳米二氧化硅的平均粒径为10～100nm。
作为上述技术方案的优选，所述有机过氧化物的半衰期温度T(1/2,0.1h)为130～170℃。所述有机过氧化物可以为：DTBP(过氧化二叔丁基)、1,1-双(叔丁基过氧基)环己烷、DCP(过氧化二异丙苯)、BIPB(过氧化二异丙苯)、双二五(2，5-二甲基-2，5-双过氧化叔丁基己烷)、3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷、过氧化叔丁基异丙苯中的一种或多种混合。
为解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种易清洁母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述聚丙烯树脂、全氟烷基丙烯酸酯、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、纳米二氧化硅、有机过氧化物加入到捏合机或密炼机中捏合10～30min，得到混合物料；
(2)将上述制得的混合物料喂入到平行双螺杆挤出机，进行挤出，水下切粒，离心，烘干，得到易清洁母粒。
作为上述技术方案的优选，所述平行双螺杆挤出机的长径比为40：1～60：1；所述挤出时的条件为：平行双螺杆挤出机的转速为300～500rpm，平行双螺杆挤出机的螺杆各段温度如下：加料段160～180℃，输送段180～200℃，熔融段195～205℃，机头195～205℃，整个挤出过程的停留时间为1～2分钟。
本申请制得的易清洁母粒按重量百分含量3％～10％的比例添加到聚丙烯类的改性料中，进行挤出成型或注塑成型，即可得到易清洁制品。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用全氟烷基丙烯酸酯与乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷进行复配，得到了表面能更低的产品，从而提升制品的防污性能；
(2)本发明通过有机过氧化物，将聚丙烯与全氟烷基丙烯酸酯、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷在双螺杆挤出机中进行反应接枝，解决了有机硅、全氟烷基丙烯酸酯与聚烯烃不相容而导致的析出，使制品的防污性能更持久；
(3)本发明将全氟烷基丙烯酸酯、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷包覆在纳米二氧化硅表面，然后在材料的加工过程中，纳米二氧化硅可以在制品表面形成微纳结构，从而使制品的接触角大大提高，达到疏水防污的目的。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
下述实施例、对比例、应用实施例一、应用实施例二中各组分的性能参数如下：
聚丙烯树脂：牌号为PPH045，熔融指数为4g/10min，购自中国石化集团镇海炼化分公司。
聚丙烯树脂：牌号为PPH140，熔融指数为14g/10min，购自中国石化集团镇海炼化分公司。
聚丙烯树脂：牌号为PPK7008，熔融指数为10g/10min，购自中国石化集团上海分公司。
全氟烷基乙基丙烯酸酯：购自四川西艾氟科技有限公司。
乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷：粘均分子量为60万，购自山东东岳集团。
纳米二氧化硅：牌号为HL-150，比表面积为150m2/g，购自广州吉必盛科技实业有限公司。
双二五：2，5-二甲基-2，5-双过氧化叔丁基己烷，购自湖南以翔科技有限公司。
PP T30S：熔融指数(测试条件为230℃，2.16kg)为4g/10min，购自中国石化集团镇海炼化分公司。
POE6202：聚烯烃弹性体，购自埃克森美孚化工有限公司。
滑石粉：目数为2500目，购自江苏亿丰粉体原料有限公司。
抗氧剂B215：抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物，购自宁波金海雅宝有限公司。
实施例以及对比例中各组分的配方如表1所示：
表1
上述易清洁母粒的制备方法如下：
(1)将全氟烷基乙基丙烯酸酯、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、纳米二氧化硅加入到密炼机中密炼10min，然后加入聚丙烯树脂及双二五，继续密炼10min，制得混合物料；
(2)将上述得到的混合物料喂入到平行双螺杆挤出机，平行双螺杆挤出机的转速为300～500rpm，平行双螺杆挤出机螺杆各段温度如下：加料段160～180℃，输送段180～200℃，熔融段195～205℃，机头195～205℃，整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，进行挤出，水下切粒，离心，烘干，得到易清洁母粒。
应用实施例一
将上述实施例以及对比例制得的易清洁母粒按重量含量为3％的比例应用到电饭煲外壳的聚丙烯材料中，各组分的用量以重量份计如表2所示：
表2
按上述配方称取各原料，并将称取的PPH140、PPK7008、易清洁母粒加入到混合机中混合均匀，然后将称量好的沉淀法硫酸钡、抗氧剂加入到混合机中混合均匀，制得混合物料，将上述混合物料喂入到平行双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出机的转速为300～500rpm，挤出机螺杆各段温度如下：加料段160～180℃，输送段180～200℃，熔融段195～205℃，机头195～205℃，整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，进行挤出，水下切粒，离心，烘干，得到聚丙烯材料粒子。将聚丙烯材料粒子进行注塑，得到注塑板。
将上述注塑板按照《GB/T 9780-2013建筑涂料涂层耐沾污性试验方法》中内墙涂料涂层耐沾污性试验方法进行测试。其测试结果表3所示：
表3
从表3的测试结果可以看出，本发明制得的母粒用于聚丙烯制品中，制品的防污效果更好。
应用实施例二
将上述得到的易清洁母粒按重量百分含量为2％的比例加入到聚丙烯汽车内饰板的配方中，各组分的用量如表4所示(按重量份计)。
表4
制备方法如下：按上述配方称取各原料，将称量好的PP T30S、POE6202、母粒加入到混合机中混合均匀，然后将称量好的滑石粉、抗氧剂B215加入到混合机中混合均匀，然后分别计量喂料进入平行双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出机的转速为300～500rpm，挤出机螺杆各段温度如下：加料段160～180℃，输送段180～200℃，熔融段195～205℃，机头195～205℃，整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，进行挤出，水下切粒，离心，烘干，得到聚丙烯材料粒子。将聚丙烯材料粒子进行注塑，得到注塑板。
将上述制得的注塑板板按照《GB/T 9780-2013建筑涂料涂层耐沾污性试验方法》中内墙涂料涂层耐沾污性试验方法进行测试。其测试结果如表5所示：
表5
从上述测试结果可以看出，相对于只加聚二甲基硅氧烷及纳米二氧化硅的母粒，本发明制得的易清洁母粒改善聚丙烯制品的防污效果更明显。
此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种易清洁母粒，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
聚丙烯树脂30～50份；
全氟烷基丙烯酸酯5～10份；
乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷20～40份；
纳米二氧化硅5～15份；
有机过氧化物0.01～0.1份。
2.根据权利要求1所述的一种易清洁母粒，其特征在于：所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，在230℃/2.16kg测试条件下，其熔融指数为2～100g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种易清洁母粒，其特征在于：所述全氟烷基丙烯酸酯的碳链长度为C4～C16。
4.根据权利要求3所述的一种易清洁母粒，其特征在于：所述全氟烷基丙烯酸酯的碳链长度为C6～C8。
5.根据权利要求1所述的一种易清洁母粒，其特征在于：所述乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷的粘均分子量为10万～120万。
6.根据权利要求5所述的一种易清洁母粒，其特征在于：所述的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷粘均分子量为40万～80万。
7.根据权利要求1所述的一种易清洁母粒，其特征在于：所述的纳米二氧化硅的平均粒径为10～100nm。
8.根据权利要求1所述的一种易清洁母粒，其特征在于：所述有机过氧化物的半衰期温度T(1/2,0.1h)为130～170℃。
9.如权利要求1至8任一所述的一种易清洁母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将上聚丙烯树脂、全氟烷基丙烯酸酯、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、纳米二氧化硅、有机过氧化物加入到捏合机或密炼机中捏合10～30min，得到混合物料；
(2)将上述制得的混合物料喂入到平行双螺杆挤出机，进行挤出，水下切粒，离心，烘干，得到易清洁母粒。
10.如权利要求9所述的一种易清洁母粒的制备方法，其特征在于：所述平行双螺杆挤出机的长径比为40：1～60：1；所述挤出时的条件为：平行双螺杆挤出机的转速为300～500rpm，平行双螺杆挤出机的螺杆各段温度如下：加料段160～180℃，输送段180～200℃，熔融段195～205℃，机头195～205℃，整个挤出过程的停留时间为1～2分钟。
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