CN113549275B - 一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用，所述聚丙烯组合物包括如下按重量份计算的组分：聚丙烯树脂30～98份；醇类高分子聚合物2～20份；有机小分子盐类化合物0.5～5份；脂肪酸酯类化合物0.5～5份；增韧剂0～20份；填料0～20份；抗氧剂0.1～1份；其它助剂0～1份；所述有机小分子盐类化合物为羧酸盐类化合物、磺酸盐类化合物、硫酸盐类化合物或丙烯酸盐类化合物中的一种。通过在聚丙烯组合物中加入醇类高分子聚合物、有机小分子盐类化合物和脂肪酸酯类化合物，三者共同作用能够大幅度提高聚丙烯树脂的长效抗油污能力。

Description

一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料改性技术领域，更具体地，涉及一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用。
背景技术
聚丙烯(PP)具有质轻价廉，耐化学性能优异，耐热稳定性良好等优点，广泛应用在家用电器、交通运输、电动工具等领域，但聚丙烯的一些缺点，例如印刷性能较差、表面润湿性能差、油污易吸附难清理等，这限制了其更广泛的应用。
尤其是在厨房用的家电领域，聚丙烯常用于外观件，一般会存在污渍粘附以及污渍粘附导致的细菌滋生问题，而外观是捕获消费者眼球的第一要素，且大众对生活品质的追求越来越高，对家电用塑料产品的外观及耐污性能提出了更高的要求，例如电饭煲、电磁炉、破壁机等厨房家电，均提出了易清洁、抗油污、高颜值的要求。
目前抗油污的聚丙烯复合材料一般是两类，第一类是加入氟化物、纳米二氧化硅或者是丁腈橡胶提高抗油污能力，这一类油接触角一般不会很高，导致抗油污能力不足，例如中国专利(CN104744818A)公开了一种抗油污增强高光聚丙烯复合材料及其制备方法，采用氟化物改变材料表面极性，但是油接触角仅为45°。另一类是在聚丙烯复合材料中加入小分子极性改性剂，通过小分子迁移至树脂表面利用小分子的强极性与油污为非极性或者弱极性相互排斥的原理提高抗油污效果，例如中国专利(CN110982184A)公开了一种自清洁抗油污聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。这种抗油污效果不能够长效持久，随着时间的推移，小分子越来越少，抗油污效果逐渐下降。而对于厨房中的家用电器来讲，这依然限制了其应用。
发明内容
本发明为克服上述抗油污效果不足和抗油污效果不能持久的缺陷，提供一种聚丙烯组合物。
本发明的另一目的在于提供所述聚丙烯组合物的制备方法。
本发明的另一目的在于提供所述聚丙烯组合物的应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种聚丙烯组合物，包括如下按重量份计算的组分：
Figure BDA0003159315710000021
所述有机小分子盐类化合物为羧酸盐类化合物、磺酸盐类化合物、硫酸盐类化合物或者丙烯酸盐类化合物。
现有技术中，有在树脂中加入极性小分子助剂，通过极性小分子助剂的迁移性能和高极性的原理提高抗油污能力，但是这种只能是短效抗油污，不具有长效抗油污的能力。
本发明采用脂肪酸酯类化合物、有机小分子盐类化合物和醇类高分子聚合物共同作用提高聚丙烯树脂的长效抗油污能力，其中，脂肪酸酯类化合物具有亲水-疏油特性，能够改善材料的表面润湿性能和即时抗油污能力；醇类高分子聚合物和有机小分子盐类化合物发生键合作用，可延缓有机小分子盐类化合物的在聚丙烯树脂表面的析出，有利于改善亲水-疏油效用不持久的问题，提高长效抗油污能力。
优选地，所述醇类高分子聚合物为5～10份；有机小分子盐类化合物为1～3份；脂肪酸酯类化合物为1～3份。
当所述醇类高分子聚合物为5～10份；有机小分子盐类化合物为1～3份；脂肪酸酯类化合物为1～3份时，抗油污性能更好。
优选地，所述醇类高分子聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇或聚醚多元醇中的一种或多种。
更优选地，所述醇类高分子聚合物为聚醚多元醇。
优选地，所述有机小分子盐类化合物为脂肪醇醚羧酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基羧酸钾、乙烯-丙烯酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
更优选地，所述有机小分子盐类化合物为脂肪醇醚羧酸钠。
优选地，所述脂肪酸酯类化合物为山梨醇酐单硬脂酸酯、山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、聚甘油单油酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚甘油月桂酸酯或聚甘油肉豆蔻酸酯中的一种或多种。
更优选地，所述脂肪酸酯类化合物山梨醇酐单油酸酯。
优选地，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或者共聚聚丙烯。
优选地，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶或苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种。
优选地，所述填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉、硅灰石或硅酸镁中的一种或多种。
所述抗氧剂选自抗氧剂1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂168(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)、抗氧剂1790(1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮)、抗氧剂412S(季戊四醇四3-月桂基硫代丙酸酯)中的一种或多种。
所述其它助剂为润滑剂，选自芥酸酰胺、油酸酰胺、EBS酰胺类、PE蜡、硬脂酸盐中的一种或几种。
本发明还提供所述聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：
S1.称取聚丙烯树脂、醇类高分子聚合物、有机小分子盐类化合物、脂肪酸酯类化合物、增韧剂、填料、抗氧剂和其它助剂共混至均匀，得到预混物；
S2.将步骤S1得到的预混物加入到挤出机中，进行熔融、共混、挤出、造粒、得到长效抗油污聚丙烯组合物。
优选地，所述挤出机的加工温度为200-240℃。
一种长效抗油污制品，由所述聚丙烯组合物制得。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用脂肪酸酯类化合物、有机小分子盐类化合物和醇类高分子聚合物共同作用能够降低水接触角，减少油污粘附，醇类高分子聚合物和有机小分子盐类化合物相互作用，两者发生键合作用，可延缓有机小分子盐类化合物的析出，能够提高聚丙烯树脂的长效抗油污能力。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
以下实施例及对比例中采用的原料如下：
聚丙烯树脂A：共聚聚丙烯，EP548R，中海壳牌石油化工有限公司；
聚丙烯树脂B：均聚聚丙烯，HP500N，利安德巴赛尔工业公司；
醇类高分子聚合物A：聚乙烯醇，PVA2699，安徽皖维高新材料股份有限公司；
醇类高分子聚合物B：聚醚多元醇，ELASTAMINE XPM，亨斯迈；
醇类高分子聚合物C：聚乙二醇，PEG6000，武汉鑫恒隆科技有限责任公司；
有机小分子盐类化合物A：十二烷基硫酸钠，南通市谦和化工有限公司；
有机小分子盐类化合物B：脂肪醇醚羧酸钠，南通市谦和化工有限公司；
有机小分子盐类化合物C：十二烷基羧酸钾，南通市谦和化工有限公司；
有机小分子盐类化合物D：乙烯-丙烯酸钠，EcoSmooth Satin，美国陶氏化学有限公司；
有机小分子盐盐类化合物E：十二烷基苯磺酸钠，国药购买；
脂肪酸酯类化合物A：山梨醇酐单硬脂酸酯，国药购买；
脂肪酸酯类化合物B：山梨醇酐单油酸酯，国药购买；
脂肪酸酯类化合物C：聚甘油单油酸酯，国药购买；
脂肪酸酯类化合物D：聚甘油脂肪酸酯，国药购买；
脂肪酸酯类化合物E：山梨醇酐单棕榈酸酯，国药购买；
脂肪酸酯类化合物F：聚甘油肉豆蔻酸酯，国药购买；
小分子极性改性剂：KF-027，浙江佳华精化股份有限公司；
增韧剂A：乙烯-辛烯共聚物，POE 8842，埃克森美孚；
增韧剂B：苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物，SEBS G1657 VS，科腾聚合物贸易(上海)有限公司；
填料A：碳酸钙，AC-MLT04，东莞梅立泰化工有限公司；
填料B：滑石粉，TYT-777A，海城添源化工有限公司；
填料C：云母粉，HJ-339HC，灵寿县华晶云母有限公司；
抗氧剂：酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量比1:1复配，市售；
其它助剂：润滑剂，EBS B50，市购；
实施例1～7
实施例1～7提供一系列长效抗油污聚丙烯组合物，具体组分含量见表1。
表1实施例1～7的组分含量(份)
Figure BDA0003159315710000051
实施例8～16
实施例8～16提供一系列聚丙烯组合物，具体组分含量见表2。
表2实施例8～16的组分含量(份)
Figure BDA0003159315710000052
Figure BDA0003159315710000061
实施例17～25
实施例17～25提供一系列聚丙烯组合物，具体组分含量见表3。
表3实施例17～25的组分含量(份)
Figure BDA0003159315710000062
对比例1～7
对比例1～7提供一系列聚丙烯树脂组合物，具体组分含量见4。
表4对比例1～7的组分含量(份)
Figure BDA0003159315710000071
性能测试
水接触角：注塑100*100*2mm的方板，测试接触角，采用外形图像分析方法，采用量角法测试水接触角；
液体鞋油残留量：注塑100*100*2mm的方板测试，浸入液体鞋油15s，取出，不处理，拍照，利用ImageJ软件，计算油迹残留面积占比；
食用油残留量：注塑色板测试，浸入食用油15s，取出，不处理，拍照，利用ImageJ软件，计算油迹残留面积占比；所述鞋油和食用油为市面上常见市售产品；
长效性能：注塑色板，60℃水煮6h后，采用外形图像分析方法，采用量角法测试水接触角；
表3实施例和对比例的数据
Figure BDA0003159315710000081
Figure BDA0003159315710000091
从对比例1～3看，当缺少醇类高分子化合物、有机小分子盐类化合物或者是脂肪酸酯类化合物中的一种，其水接触角、油残留量和长效抗油污性能都不好。
从对比例4～6可以看出，当醇类高分子化合物、有机小分子盐类化合物或者脂肪酸酯类化合物其中一种的组分含量超过范围，一方面长效抗油污能力会下降，另一方面，上述醇类高分子聚合物、有机小分子盐类化合物和脂肪酸酯类化合物若含量过高也会存在发雾的现象，必须严格控制含量在范围内。
从对比例7看，采用常规的有机小分子改性剂只能提高短效抗油污的能力，不能改善长效抗油污能力。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚丙烯组合物，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：
Figure FDA0003639291960000011
所述有机小分子盐类化合物为羧酸盐类化合物、磺酸盐类化合物、硫酸盐类化合物或者丙烯酸盐类化合物中的一种；所述醇类高分子聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇或聚醚多元醇中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述有机小分子盐类化合物为脂肪醇醚羧酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基羧酸钾、乙烯-丙烯酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述脂肪酸酯类化合物为山梨醇酐单硬脂酸酯、山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、或聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶或苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述聚丙烯组合物，其特征在于，所述填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉、硅灰石或硅酸镁中的一种或多种。
6.根据权利要求1～5任一项所述聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.称取聚丙烯树脂、醇类高分子聚合物、有机小分子盐类化合物、脂肪酸酯类化合物、增韧剂、填料、抗氧剂和其它助剂共混至均匀，得到预混物；
S2.将步骤S1得到的预混物加入到挤出机中，进行熔融、共混、挤出、造粒、得到长效抗油污聚丙烯组合物。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述挤出机的加工温度为200～240℃。
8.一种长效抗油污制品，其特征在于，由权利要求1～5任一项所述聚丙烯组合物制得。
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