CN113337036B - 改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改性聚丙烯材料，包括玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒，玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒的质量比为1:(0.25～1.5)；以重量份数计，玻纤增强聚丙烯母粒包括如下原料：30份～80份的聚丙烯、20份～50份的第一短切玻纤、2份～10份的玻璃微珠、1份～10份的第一相容剂、0.5份～2份的偶联剂；以重量份数计，所述疏水抗菌母粒包括如下原料：30份～80份的聚丙烯、0份～35份的第二短切玻纤、0.5份～10份的疏水助剂、10份～30份的聚偏氟乙烯、1份～10份的第二相容剂、0.5份～2份的抗菌剂。该改性聚丙烯材料同时具有较低的翘曲度、良好的疏水性与加工性能，可实现大规模推广。

Description

改性聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子合成改性和加工领域，特别是涉及一种改性聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯作为一种通用塑料，具有优良的综合性能、良好的化学稳定性、较好的加工成型性能以及相对低廉的价格等特点，广泛应用于高分子领域。经过玻璃纤维改性的聚丙烯材料凭借其良好的刚性，在部分应用上取代了工程塑料，但与此同时，玻璃纤维改性的聚丙烯材料的横、纵向收缩率存在差异，进而造成玻纤增强聚丙烯材料出现严重的翘曲现象，而且玻璃纤维的加入还使得聚丙烯材料具有一定的吸水性，从而易滋生细菌发霉等，很大程度上限制了聚丙烯材料的推广应用。
传统技术采用在母粒中添加助剂的方式对聚丙烯材料的某一种性能进行改善，但该传统技术制备获得的聚丙烯母粒的加工性能较差，特别是添加改善翘曲现象的助剂与疏水助剂时，获得聚丙烯母粒不能投入生产。
发明内容
基于此，本发明提供了一种改性聚丙烯材料，该改性聚丙烯材料同时具有较低的翘曲度、良好的疏水性与加工性能，可实现大规模推广。
本发明通过如下技术方案实现。
一种改性聚丙烯材料，包括玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒，所述玻纤增强聚丙烯母粒与所述疏水抗菌母粒的质量比为1:(0.25～1.5)；
以重量份数计，所述玻纤增强聚丙烯母粒包括如下原料：
Figure BDA0003030676070000021
以重量份数计，所述疏水抗菌母粒包括如下原料：
Figure BDA0003030676070000022
在其中一个实施例中，以重量份数计，所述玻纤增强聚丙烯母粒包括如下原料：
Figure BDA0003030676070000023
以重量份数计，所述疏水抗菌母粒包括如下原料：
Figure BDA0003030676070000024
Figure BDA0003030676070000031
在其中一个实施例中，所述疏水助剂选自有机硅酮烷与环氧硅烷偶联剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，在230℃温度与2.16kg压力下，所述聚丙烯的熔体质量流动速率在0.5g/10min以下。
在其中一个实施例中，在230℃温度与5kg压力下，所述聚偏氟乙烯的熔体质量流动速率为1g/10min～20g/10min。
在其中一个实施例中，所述玻璃微珠的密度为0.2g/cm3～0.7g/cm3，所述玻璃微珠的粒径为5μm～35μm。
在其中一个实施例中，所述第一相容剂与所述第二相容剂分别独立选自马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、甲基丙烯酸接枝聚丙烯中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述第一短切玻纤和/或所述第二短切玻纤的长度为1.7mm～5mm，直径为8mm～20mm。
在其中一个实施例中，所述抗菌剂为无机抗菌剂。
在其中一个实施例中，所述玻纤增强聚丙烯母粒还包括第一抗氧剂和第一加工助剂。
在其中一个实施例中，所述疏水抗菌母粒母粒还包括第二抗氧剂和第二加工助剂。
在其中一个实施例中，所述第一抗氧剂和所述第二抗氧剂分别独立选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂PS802、抗氧剂627、抗氧剂445、抗氧剂DLTDP与抗氧剂STDP中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述第一加工助剂与所述第二加工助剂分别独立选自硬脂酸、硬脂酸盐、聚乙烯蜡与乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。
本发明还提供一种如上所述的改性聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
将所述聚丙烯、所述玻璃微珠、所述第一相容剂与所述偶联剂混合，然后加入所述第一短切玻纤，经第一熔融挤出造粒，制备所述玻纤增强聚丙烯母粒；
将所述疏水抗菌母粒的原料混合，经第二熔融挤出造粒，制备所述疏水抗菌母粒；
将所述玻纤增强聚丙烯母粒与所述疏水抗菌母粒混合。
在其中一个实施例中，第一熔融挤出的温度为190℃～230℃，第二熔融挤出的温度为190℃～230℃。
与现有技术相比较，本发明的改性聚丙烯材料具有如下有益效果：
本发明研究发现，传统技术之所以存在聚丙烯母粒的加工性能会受到较大影响，从而不能投入生产的问题，主要是由于在母粒中同时添加了能够改善翘曲现象的助剂与疏水助剂。基于此，本发明所述的改性聚丙烯材料通过建立两种体系：玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒，并将两种母粒以一定比例混合，避免同时添加改善翘曲现象的助剂与疏水助剂导致的加工性差的问题，同时发现，采用两种体系会导致材料的疏水性能降低，因此本发明同时将聚偏氟乙烯引入玻纤增强聚丙烯体系中，与疏水助剂复配，两者协同增效，共同作用，能够明显提高材料的疏水性能。由此综合使得获得的改性聚丙烯材料不仅具有较低的翘曲度与良好的疏水性，还具有良好的加工性能。此外，该改性聚丙烯材料的力学性能、尺寸稳定性与自洁净性均较好。
进一步地，该改性聚丙烯材料的加工过程简单，成品率高，可实现大规模推广。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种改性聚丙烯材料，包括玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒，玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒的质量比为1:(0.25～1.5)；
以重量份数计，玻纤增强聚丙烯母粒包括如下原料：
Figure BDA0003030676070000051
以重量份数计，疏水抗菌母粒包括如下原料：
Figure BDA0003030676070000061
可以理解地，在本申请中，玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒的质量比包括但不限于1:0.25、1:0.3、1:0.35、1:0.4、1:0.45、1:0.5、1:0.55、1:0.6、1:0.61、1:0.62、1:0.63、1:0.64、1:0.65、1:0.66、1:0.67、1:0.68、1:0.69、1:0.7、1:0.75、1:0.8、1:0.85、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4与1:1.5。
在一个具体的示例中，以重量份数计，玻纤增强聚丙烯母粒包括如下原料：
Figure BDA0003030676070000062
以重量份数计，疏水抗菌母粒包括如下原料：
Figure BDA0003030676070000063
在一个具体的示例中，疏水助剂选自有机硅酮烷与环氧硅烷偶联剂中的至少一种。
优选地，疏水助剂为有机硅酮烷。
在一个具体的示例中，在230℃温度与2.16kg压力下，聚丙烯的熔体质量流动速率在0.5g/10min以下。
可以理解地，在本申请中，聚丙烯的熔体质量流动速率包括但不限于0.1g/10min、0.15g/10min、0.2g/10min、0.25g/10min、0.3g/10min、0.35g/10min、0.4g/10min与0.45g/10min。
在一个具体的示例中，在230℃温度与5kg压力下，聚偏氟乙烯的熔体质量流动速率为1g/10min～20g/10min。
可以理解地，在本申请中，聚偏氟乙烯的熔体质量流动速率包括但不限于1g/10min、2g/10min、4g/10min、6g/10min、8g/10min、9g/10min、10g/10min、11g/10min、12g/10min、14g/10min、16g/10min、18g/10min与20g/10min。
在一个具体的示例中，玻璃微珠的密度为0.2g/cm3～0.7g/cm3，玻璃微珠的粒径为5μm～35μm。
可以理解地，在本申请中，玻璃微珠的密度包括但不限于0.2g/cm3、0.3g/cm3、0.4g/cm3、0.5g/cm3、0.6g/cm3与0.7g/cm3；玻璃微珠的粒径包括但不限于5μm、10μm、15μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、30μm与35μm。
在一个具体的示例中，第一相容剂与第二相容剂分别独立选自马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、甲基丙烯酸接枝聚丙烯中的至少一种。
优选地，第一相容剂与第二相容剂均为马来酸酐接枝聚丙烯。
在一个具体的示例中，偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
优选地，偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
在一个具体的示例中，第一短切玻纤和/或第二短切玻纤的长度为1.7mm～5mm，直径为8mm～20mm。
可以理解地，在本申请中，第一短切玻纤和/或第二短切玻纤的长度包括但不限于1.7mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm与5mm；第一短切玻纤和/或第二短切玻纤的直径包括但不限于8mm、10mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、18mm与20mm。
在一个具体的示例中，抗菌剂为无机抗菌剂。更具体地，抗菌剂为银离子无机抗菌剂。
在一个具体的示例中，玻纤增强聚丙烯母粒还包括第一抗氧剂和第一加工助剂。
在一个具体的示例中，疏水抗菌母粒母粒还包括第二抗氧剂和第二加工助剂。
在一个具体的示例中，第一抗氧剂和第二抗氧剂分别独立选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂PS802、抗氧剂627、抗氧剂445、抗氧剂DLTDP与抗氧剂STDP中的至少一种。
优选地，第一抗氧剂为抗氧剂1010；第二抗氧剂为抗氧剂168。
在一个具体的示例中，第一加工助剂与第二加工助剂分别独立选自硬脂酸、硬脂酸盐、聚乙烯蜡与乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。
优选地，第一加工助剂为硬脂酸盐；更具体地，第一加工助剂为硬脂酸钙。
优选地，第二加工助剂为聚乙烯蜡。
本发明还提供一种上述改性聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
将聚丙烯、玻璃微珠、第一相容剂与偶联剂混合，然后加入第一短切玻纤，经第一熔融挤出造粒，制备玻纤增强聚丙烯母粒；
将疏水抗菌母粒的原料混合，经第二熔融挤出造粒，制备疏水抗菌母粒；
将玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒混合。
在一个具体的示例中，第一熔融挤出的温度为190℃～230℃，第二熔融挤出的温度为190℃～230℃。
在一个具体的示例中，第一熔融挤出与第二熔融挤出采用了双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的长径比为(36～40):1。
可以理解地，在本申请中，第一熔融挤出的温度包括但不限于190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、230℃；第二熔融挤出的温度包括但不限于190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、230℃。
以下结合具体实施例对本发明的改性聚丙烯材料及其制备方法做进一步详细的说明。以下实施例中所用的原料，均为市售产品。
聚丙烯：T4401，茂名石化；
玻璃微珠：HS60，郑州圣莱特；
短切玻纤：巨石ECS13-4.5-508A；
相容剂：马来酸酐接枝聚丙烯CMG9801，佳易容；
疏水助剂：有机硅酮烷，广州巴泰；
聚偏氟乙烯：DS2062,山东东岳神舟。
实施例1
本实施例提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，具体如下：
S1：制备玻纤增强聚丙烯母粒：以重量份数计，将50份共聚聚丙烯、8份玻璃微珠、5份马来酸酐接枝聚丙烯、1份偶联剂KH550、0.5份抗氧剂1010与0.5份加工助剂硬脂酸钙预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将35份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40:1，挤出温度为195℃～230℃，水冷拉条切粒，得到玻纤增强聚丙烯母粒。
S2：制备疏水抗菌母粒：以重量份数计，将55份共聚聚丙烯、8份疏水助剂有机硅酮烷、12份聚偏氟乙烯、3份马来酸酐接枝聚丙烯、1份银离子无机抗菌剂、0.5份抗氧剂168与0.5份加工助剂PE蜡预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将20份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40:1，挤出温度为190℃～225℃，水冷拉条切粒，得到疏水抗菌母粒。
S3：将玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒按照质量比为3:2在混料机中混合均匀。
实施例2
本实施例提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，具体如下：
S1：制备玻纤增强聚丙烯母粒：以重量份数计，将50份共聚聚丙烯、3份玻璃微珠、10份马来酸酐接枝聚丙烯、0.5份偶联剂KH550、0.5份抗氧剂1010与0.5份加工助剂硬脂酸钙预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将35份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为195℃～230℃，水冷拉条切粒，得到玻纤增强聚丙烯母粒。
S2：制备疏水抗菌母粒：以重量份数计，将55份共聚聚丙烯、8份疏水助剂有机硅酮烷、10份聚偏氟乙烯、5份马来酸酐接枝聚丙烯、1份银离子无机抗菌剂、0.5份抗氧剂168与0.5份加工助剂PE蜡预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将20份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为190℃～225℃，水冷拉条切粒，得到疏水抗菌母粒。
S3：将玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒按照质量比为3:2在混料机中混合均匀。
实施例3
本实施例提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，具体如下：
S1：制备玻纤增强聚丙烯母粒：以重量份数计，将48份共聚聚丙烯、5份玻璃微珠、5份马来酸酐接枝聚丙烯、1份偶联剂KH550、0.5份抗氧剂1010与0.5份加工助剂硬脂酸钙预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将40份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为195℃～230℃，水冷拉条切粒，得到玻纤增强聚丙烯母粒。
S2：制备疏水抗菌母粒：以重量份数计，将60份共聚聚丙烯、8份疏水助剂有机硅酮烷、15份聚偏氟乙烯、3份马来酸酐接枝聚丙烯、1份银离子无机抗菌剂、0.5份抗氧剂168与0.5份加工助剂PE蜡预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将12份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为190℃～225℃，水冷拉条切粒，得到疏水抗菌母粒。
S3：将玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒按照质量比为3:2在混料机中混合均匀。
实施例4
本实施例提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，具体如下：
S1：制备玻纤增强聚丙烯母粒：以重量份数计，将35份共聚聚丙烯、9份玻璃微珠、6份马来酸酐接枝聚丙烯、1份偶联剂KH550、0.5份抗氧剂1010与0.5份加工助剂硬脂酸钙预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将48份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为195℃～230℃，水冷拉条切粒，得到玻纤增强聚丙烯母粒。
S2：制备疏水抗菌母粒：以重量份数计，将69份共聚聚丙烯、6.5份疏水助剂有机硅酮烷、10份聚偏氟乙烯、2.5份马来酸酐接枝聚丙烯、1份银离子无机抗菌剂、0.5份抗氧剂168与0.5份加工助剂PE蜡预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将10份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为190℃～225℃，水冷拉条切粒，得到疏水抗菌母粒。
S3：将玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒按照质量比为1:1在混料机中混合均匀。
实施例5
本实施例提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，具体如下：
S1：制备玻纤增强聚丙烯母粒：以重量份数计，将35份共聚聚丙烯、9份玻璃微珠、6份丙烯酸接枝聚丙烯、1份偶联剂KH570、0.5份抗氧剂1076与0.5份加工助剂硬脂酸锌预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将48份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为195℃～230℃，水冷拉条切粒，得到玻纤增强聚丙烯母粒。
S2：制备疏水抗菌母粒：以重量份数计，将69份共聚聚丙烯、6.5份疏水助剂偶联剂A187、10份聚偏氟乙烯、2.5份马来酸酐接枝聚丙烯、1份银离子无机抗菌剂、0.5份抗氧剂168与0.5份加工助剂EBS预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将10份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为190℃～225℃，水冷拉条切粒，得到疏水抗菌母粒。
S3：将玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒按照质量比为1:1在混料机中混合均匀。
对比例1
本对比例提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，具体如下：
S1：制备玻纤增强聚丙烯母粒：以重量份数计，将50份共聚聚丙烯、5份马来酸酐接枝聚丙烯、1份偶联剂KH550、0.5份抗氧剂1010与0.5份加工助剂硬脂酸钙预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将43份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为195℃～230℃，水冷拉条切粒，得到玻纤增强聚丙烯母粒。
S2：制备疏水抗菌母粒：以重量份数计，将55份共聚聚丙烯、8份疏水助剂有机硅酮烷、12份聚偏氟乙烯、3份马来酸酐接枝聚丙烯、1份银离子无机抗菌剂、0.5份抗氧剂168与0.5份加工助剂PE蜡预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将20份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为190℃～225℃，水冷拉条切粒，得到疏水抗菌母粒。
S3：将玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒按照质量比为3:2在混料机中混合均匀。
对比例2
本对比例提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，具体如下：
S1：制备玻纤增强聚丙烯母粒：以重量份数计，将50份共聚聚丙烯、8份玻璃微珠、5份马来酸酐接枝聚丙烯、1份偶联剂KH550、0.5份抗氧剂1010与0.5份加工助剂硬脂酸钙预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将35份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为195℃～230℃，水冷拉条切粒，得到玻纤增强聚丙烯母粒。
S2：制备疏水抗菌母粒：以重量份数计，将67份共聚聚丙烯、8份疏水助剂有机硅酮烷、3份马来酸酐接枝聚丙烯、1份银离子无机抗菌剂、0.5份抗氧剂168与0.5份加工助剂PE蜡预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将20份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为190℃～225℃，水冷拉条切粒，得到疏水抗菌母粒。
S3：将玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒按照质量比为3:2在混料机中混合均匀。
对比例3
本对比例提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，具体如下：
S1：制备玻纤增强聚丙烯母粒：以重量份数计，将50份共聚聚丙烯、8份玻璃微珠、5份马来酸酐接枝聚丙烯、1份偶联剂KH550、0.5份抗氧剂1010与0.5份加工助剂硬脂酸钙预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将35份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为195℃～230℃，水冷拉条切粒，得到玻纤增强聚丙烯母粒。
S2：制备疏水抗菌母粒：以重量份数计，将63份共聚聚丙烯、12份聚偏氟乙烯、3份马来酸酐接枝聚丙烯、1份银离子无机抗菌剂、0.5份抗氧剂168与0.5份加工助剂PE蜡预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将20份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为190℃～225℃，水冷拉条切粒，得到疏水抗菌母粒。
S3：将玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒按照质量比为3:2在混料机中混合均匀。
对比例4
本实施例提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，具体如下：
S1：制备玻纤增强聚丙烯母粒：以重量份数计，将50份共聚聚丙烯、8份玻璃微珠、5份马来酸酐接枝聚丙烯、1份偶联剂KH550、0.5份抗氧剂1010与0.5份加工助剂硬脂酸钙预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将35份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40:1，挤出温度为195℃～230℃，水冷拉条切粒，得到玻纤增强聚丙烯母粒。
S2：制备疏水抗菌母粒：以重量份数计，将55份共聚聚丙烯、8份疏水助剂有机硅酮烷、12份聚四氟乙烯、3份马来酸酐接枝聚丙烯、1份银离子无机抗菌剂、0.5份抗氧剂168与0.5份加工助剂PE蜡预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将20份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为190℃～225℃，水冷拉条切粒，得到疏水抗菌母粒。
S3：将玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒按照质量比为3:2在混料机中混合均匀。
对比例5
本对比例提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，具体如下：
S1：制备玻纤增强聚丙烯母粒：以重量份数计，将64份共聚聚丙烯、15份玻璃微珠、4.4份马来酸酐接枝聚丙烯、0.8份偶联剂KH550、0.4份抗氧剂1010与0.4份加工助剂硬脂酸钙预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将15份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为195℃～230℃，水冷拉条切粒，得到玻纤增强聚丙烯母粒。
S2：制备疏水抗菌母粒：以重量份数计，将45份共聚聚丙烯、4.8份疏水助剂有机硅酮烷、7.2份聚偏氟乙烯、5.4份马来酸酐接枝聚丙烯、0.6份银离子无机抗菌剂、0.5份抗氧剂168与0.5份加工助剂PE蜡预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将36份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为40：1，挤出温度为190℃～225℃，水冷拉条切粒，得到疏水抗菌母粒。
S3：将玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒按照质量比为1:2在混料机中混合均匀。
对比例6
本对比例提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，采用一步法制备单一母粒具体如下：
以重量份数计，将52份共聚聚丙烯、4.8份玻璃微珠、4.2份马来酸酐接枝聚丙烯、0.6份偶联剂KH550、3.2份疏水助剂有机硅酮烷、4.8份聚偏氟乙烯、0.4份银离子无机抗菌剂、0.3份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.3份加工助剂硬脂酸钙与0.2份PE蜡预混合均匀，从主喂料口中投入双螺杆挤出机，将29份短切玻纤通过侧喂料装置从侧喂料口投入，经过双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的长径比为44：1，挤出温度为190℃～230℃，水冷拉条切粒，得到改性聚丙烯材料。
效果验证试验
对上述实施例1-5与对比例1-6进行效果验证实验，包括对拉伸强度、缺口冲击强度、接触角、抗菌率、翘曲度与成材率进行测量。
拉伸性能按照ISO 527进行；
缺口冲击强度按照ISO 179进行；
抗菌率测试按照ISO 22196进行；
疏水性能测试：将样料注塑成100*100*3mm的方板，测试材料与水的接触角(θ角)；
材料的翘曲度按照自定义方法测试：试样尺寸为210×140×2mm，翘曲度为试样发生翘曲变形后变形弧度曲线最高点与最低点之间的垂直距离，距离越小则材料越平整。
成材率：合格产品重量与投入原料重量的百分比。
实施例1-5与对比例1-6的工艺参数与效果验证实验结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003030676070000181
Figure BDA0003030676070000191
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种改性聚丙烯材料，其特征在于，由玻纤增强聚丙烯母粒与疏水抗菌母粒组成，所述玻纤增强聚丙烯母粒与所述疏水抗菌母粒的质量比为(1:1)~(3:2)；
以重量份数计，所述玻纤增强聚丙烯母粒包括如下原料：
聚丙烯 40份~60份，
第一短切玻纤 30份~40份，
玻璃微珠 2份~8份，
第一相容剂 5份~10份，
偶联剂 0.5份~1份；
以重量份数计，所述疏水抗菌母粒包括如下原料：
聚丙烯 50份~60份，
第二短切玻纤 15份~25份，
疏水助剂 6份~10份，
聚偏氟乙烯 10份~18份，
第二相容剂 1份~5份，
抗菌剂 0.5份~1.5份；
所述聚丙烯为T4401；所述短切玻纤为巨石ECS13-4.5-508A；所述玻璃微珠为HS60；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯CMG9801；所述疏水助剂为有机硅酮烷；所述聚偏氟乙烯为DS2062；所述抗菌剂为无机抗菌剂。
2.根据权利要求1所述的改性聚丙烯材料，其特征在于，以重量份数计，所述玻纤增强聚丙烯母粒包括如下原料：
聚丙烯 50份，
第一短切玻纤 35份，
玻璃微珠 8份，
第一相容剂 5份，
偶联剂 1份。
3.根据权利要求1所述的改性聚丙烯材料，其特征在于，以重量份数计，所述疏水抗菌母粒包括如下原料：
聚丙烯 55份，
第二短切玻纤 20份
疏水助剂 8份，
聚偏氟乙烯 12份，
第二相容剂 3份，
抗菌剂 1份。
4.根据权利要求1所述的改性聚丙烯材料，其特征在于，所述玻纤增强聚丙烯母粒还包括第一抗氧剂和第一加工助剂。
5.根据权利要求1所述的改性聚丙烯材料，其特征在于，所述疏水抗菌母粒母粒还包括第二抗氧剂和第二加工助剂。
6.根据权利要求4~5任一项所述的改性聚丙烯材料，其特征在于，所述第一抗氧剂和所述第二抗氧剂分别独立选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂PS802、抗氧剂627、抗氧剂445、抗氧剂DLTDP与抗氧剂STDP中的至少一种。
7.根据权利要求4~5任一项所述的改性聚丙烯材料，其特征在于，所述第一加工助剂和所述第二加工助剂分别独立选自硬脂酸、硬脂酸盐、聚乙烯蜡与乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。
8.一种权利要求1~7任一项所述的改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述聚丙烯、所述玻璃微珠、所述第一相容剂与所述偶联剂混合，然后加入所述第一短切玻纤，经第一熔融挤出造粒，制备所述玻纤增强聚丙烯母粒；
将所述疏水抗菌母粒的原料混合，经第二熔融挤出造粒，制备所述疏水抗菌母粒；
将所述玻纤增强聚丙烯母粒与所述疏水抗菌母粒混合。
9.根据权利要求8所述的改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，第一熔融挤出的温度为190℃~230℃，第二熔融挤出的温度为190℃~230℃。
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