CN113881147B - 一种注塑级耐磨聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种注塑级耐磨聚丙烯材料及其制备方法，各组分的重量份数：高结晶聚丙烯100份；玻璃纤维3～5份；玻璃纤维架桥剂1～5份；UHMW‑PE10～30份；抗氧剂1～3份；加工助剂1～3份；所述高结晶聚丙烯是指结晶度大于60％的共聚丙烯，熔融指数为0.2～10g/10min；所述注塑级耐磨聚丙烯材料的简支梁缺口冲击强度为9～12KJ/m2，热变形温度为130～140℃，摩擦系数为0.17～0.19，磨损率为4～6％；本发明通过加入玻璃纤维和玻璃纤维架桥剂，解决了UHMW‑PE难以加工的问题；既满足了聚丙烯的耐磨性能，又使力学性能得到大大的优化。相对于传统加入二硫化钼和聚四氟乙烯的方式来提高耐磨性，具有更好的性能同时又具有更好的经济效益。

Description

一种注塑级耐磨聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料制备及改性技术领域，涉及一种注塑级耐磨聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯无毒、无味，密度小，强度、刚度相对平衡，是一种力学性能优良的塑料，近年来随着聚丙烯材料工程化改性技术的快速发展，广泛应用于建筑材料、电子电器、汽车船舶等领域。但是聚丙烯耐磨性差，容易产生擦痕，制约了聚丙烯的使用空间。
现有技术改善聚丙烯的耐磨性一般通过加入二硫化钼、聚四氟乙烯等，但会使冲击性能大幅下降，价格高昂，性价比一般。汽车内饰产品往往通过加入硅灰石或者滑石粉及硅酮母粒来改善刮痕，但效果一般，并且冲击性能大幅度下降。
为解决冲击性能降低的问题，现有技术有加入0.2～0.5nm玻璃纤维的方案，且添加量7～12％，该方法虽然提高材料的力学性能，但是由于采用的玻璃纤维为纳米级的，对刚性热变形温度提升效果有限，相对来说热变形温度较低，而且并未对聚丙烯材料的耐磨性有提升。
因此，改善聚丙烯耐磨性的同时保持较高的冲击性能和热变形温度，是有待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是改善聚丙烯耐磨性的同时保持较高的冲击性能和热变形温度，提供一种注塑级耐磨聚丙烯材料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种注塑级耐磨聚丙烯材料，包括如下重量份数的各组分：
Figure BDA0003279800660000011
玻璃纤维添加量太少，对材料刚性、硬度、热变形温度提升有限，太多又会造成表面浮纤外观不良；UHMW-PE添加量太少会对材料冲击性能提升有限，太高又会造成加工困难的问题；
所述高结晶聚丙烯是指结晶度大于60％的共聚丙烯，所述高结晶聚丙烯的熔融指数为0.2～10g/10min，测试条件为230℃，2.16kg负荷；
所述玻璃纤维的单丝直径为10～13μm；
所述加工助剂为聚乙烯蜡(型号A-C 6A)、硬脂酸钙和相容剂中的一种以上；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；
所述注塑级耐磨聚丙烯材料的缺口冲击强度为9～12KJ/m2，热变形温度为130～140℃，摩擦系数为0.17～0.19，磨损率为4～6％。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种注塑级耐磨聚丙烯材料，所述玻璃纤维的长度为10～15mm。
如上所述的一种注塑级耐磨聚丙烯材料，所述玻璃纤维架桥剂为封闭型水性固化剂。
如上所述的一种注塑级耐磨聚丙烯材料，所述UHMW-PE为分子量大于150万的无支链线性聚乙烯，优选为分子量300万～500万，若分子量小于300万，需提高添加量来保持材料的冲击强度，导致材料难以加工，若分子量大于500万，本身流动性太差，降低添加量难以加工和分散。
如上所述的一种注塑级耐磨聚丙烯材料，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168混合组成的复合抗氧剂；
所述复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％以上，1010起主抗氧作用，材料在受到摩擦生热过程中会加速老化速率，故复合抗氧剂主要为1010，占比达50％以上。
如上所述的一种注塑级耐磨聚丙烯材料，马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为0.8～1.5％，若接枝率低于0.8％想要达到效果需提高添加量，会改变其他基料配比，影响材料配方体系，高于1.5％则添加量低，存在分散不均的风险。
本发明还提供制备如上任一项所述的一种注塑级耐磨聚丙烯材料的方法，包括如下步骤：
(1)将高结晶聚丙烯与玻璃纤维架桥剂置于高速混合机中混合得到混合物Ⅰ；
(2)将步骤(1)得到的混合物Ⅰ与玻璃纤维、UHMW-PE、抗氧剂及加工助剂在高速混合机中混合得到混合物Ⅱ；
(3)将步骤(2)得到的混合物Ⅱ置于长径比为40～52:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级耐磨聚丙烯材料；长径比低于40:1会出现分散不好的问题，影响材料性能，大于52:1，材料在螺杆中停留时间太久，导致降解，影响性能。
作为优选的技术方案：
如上所述的方法，步骤(1)中高速混合机的转速为300～500rpm，混合时间为10min；
步骤(2)中高速混合机的转速为200～300rpm，混合时间为20min。
如上所述的方法，步骤(3)中双螺杆挤出机的工艺参数为：
一区温度120～150℃；
二区温度110～200℃；
三区温度230～250℃；
四区温度220～230℃；
八区温度230～220℃；
九区温度230～220℃；
机头温度230℃；
螺杆转速350～200rpm；
停留时间2～3min。
本发明的原理如下：
本发明通过加入玻璃纤维和玻璃纤维架桥剂，通过一定的螺杆组合和工艺条件，使玻璃纤维均匀地分散于体系中，玻璃纤维起到了异相成核的作用；同时添加的玻璃纤维架桥剂和相容剂，玻璃纤维架桥剂使玻璃纤维在材料中起到骨架作用，形成空间立体结构，相容剂增加了聚丙烯、UHMW-PE和玻璃纤维的界面结合力，通过玻璃纤维和聚丙烯树脂的牢固粘结，使聚丙烯树脂不能承载的负荷和能量转移到支撑玻璃纤维上，提高了聚丙烯的力学性能以及硬度和热变形温度。该空间立体结构使聚丙烯树脂和UHMW-PE粘结在玻璃纤维上，提高了高结晶聚丙烯和UHMW-PE的相容性，解决了UHMW-PE难以加工的问题。
材料耐磨主要和摩擦系数有关，实际材料受到摩擦过程中会产生热量，同时材料的热变形温度也会影响材料的耐磨性，UHMW-PE具有自润滑性，摩擦系数较低，耐磨性较好，但热变形温度较低。在高结晶聚丙烯中加入UHMW-PE虽然降低了摩擦系数，但同时降低了热变形温度，磨损率依旧很高；在高结晶聚丙烯中加入玻璃纤维可以提高热变形温度，但同时增大了摩擦系数，磨损率更高；在高结晶聚丙烯中同时加入UHMW-PE和玻璃纤维，略有改善，提高了热变形温度，降低了摩擦系数，但由于未加入玻璃纤维架桥剂，不能形成上述空间立体结构，材料在磨损实验的时候磨损率改善有限。再加入玻璃纤维架桥剂，玻璃纤维架桥剂为封闭型水性固化剂，主要成分为封闭型多异氰酸酯，协同玻璃纤维和UHMW-PE制得的耐磨聚丙烯材料，可降低材料的摩擦系数，同时提高热变形温度，保持相对高的性能。
因此，本发明的一种注塑级耐磨聚丙烯材料，既满足了聚丙烯的耐磨性能，又使力学性能得到大大的优化。相对于传统加入二硫化钼和聚四氟乙烯的方式来提高耐磨性，具有更好的性能同时又具有更好的经济效益。
有益效果：
(1)本发明的一种注塑级耐磨聚丙烯材料的制备方法，通过加入玻璃纤维和玻璃纤维架桥剂，解决了UHMW-PE难以加工的问题；
(2)本发明的一种注塑级耐磨聚丙烯材料，既满足了聚丙烯的耐磨性能，又使力学性能得到大大的优化。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，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。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。
注塑级耐磨聚丙烯材料的缺口冲击强度的测试方法按照ISO 179-1-2010(测试条件为23℃)执行。
注塑级耐磨聚丙烯材料的热变形温度测试方法按照ISO 75-1-2013(测试条件为0.45MPa)执行。
注塑级耐磨聚丙烯材料的摩擦系数和磨损率按照GB/T 3960-2016(测试条件为200N力，2小时)执行。
实施例1
一种注塑级耐磨聚丙烯材料的方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；各组分的重量份数如下：
高结晶聚丙烯 100份；
玻璃纤维 5份；
玻璃纤维架桥剂 3份；
UHMW-PE 15份；
抗氧剂 2份；
加工助剂 2份；
其中，高结晶聚丙烯是市售通用型共聚聚丙烯(牌号为大韩油化CB5101)；玻璃纤维的单丝直径为10μm；玻璃纤维架桥剂为封闭型水性固化剂(牌号为VESTANAT EP-B1116A)，UHMW-PE为分子量300万的无支链线性聚乙烯；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂161混合组成的复合抗氧剂，且复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％；加工助剂为马来酸酐接枝聚丙烯(牌号为江苏佳易容CMG-5001)；
(2)将高结晶聚丙烯与玻璃纤维架桥剂置于转速为300rpm的高速混合机中混合10min，得到混合物Ⅰ；
(3)将步骤(2)得到的混合物Ⅰ与玻璃纤维、UHMW-PE、抗氧剂及加工助剂在转速为200rpm的高速混合机中混合20min，得到混合物Ⅱ；
(2)将步骤(3)得到的混合物Ⅱ置于长径比为20:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级耐磨聚丙烯材料；
其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度120℃；二区温度110℃；三区温度230℃；四区温度220℃；五区温度220℃；六区温度220℃；七区温度220℃；八区温度230℃；九区温度230℃；机头温度230℃；螺杆转速200rpm；停留时间3min。
制得的注塑级耐磨聚丙烯材料的缺口冲击强度为9.3KJ/m2，热变形温度为139℃，摩擦系数为0.11，磨损率为5％。
对比例1
一种注塑级聚丙烯材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；各组分的重量份数如下：
高结晶聚丙烯 100份；
玻璃纤维 5份；
UHMW-PE 15份；
抗氧剂 2份；
加工助剂 2份；
其中，高结晶聚丙烯是市售通用型共聚聚丙烯(牌号为大韩油化CB5101)；玻璃纤维的单丝直径为10μm；UHMW-PE为分子量300万的无支链线性聚乙烯；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂161混合组成的复合抗氧剂，且复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％；加工助剂为马来酸酐接枝聚丙烯(牌号为江苏佳易容CMG-5001)；
(2)将高结晶聚丙烯与玻璃纤维、UHMW-PE、抗氧剂及加工助剂在转速为200rpm的高速混合机中混合20min，得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物置于长径比为20:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级聚丙烯材料；
其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度120℃；二区温度110℃；三区温度230℃；四区温度220℃；五区温度220℃；六区温度220℃；七区温度220℃；八区温度230℃；九区温度230℃；机头温度230℃；螺杆转速200rpm；停留时间3min。
制得的注塑级聚丙烯材料的缺口冲击强度为1.6KJ/m2，热变形温度为135℃，摩擦系数为0.11，磨损率为75％。
对比例2
一种注塑级聚丙烯材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；各组分的重量份数如下：
高结晶聚丙烯 100份；
玻璃纤维架桥剂 3份；
UHMW-PE 15份；
抗氧剂 2份；
加工助剂 2份；
其中，高结晶聚丙烯是市售通用型共聚聚丙烯(牌号为大韩油化CB5101)；玻璃纤维架桥剂为封闭型水性固化剂(牌号为VESTANAT EP-B 1116A)，UHMW-PE为分子量300万的无支链线性聚乙烯；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂161混合组成的复合抗氧剂，且复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％；加工助剂为接枝率为马来酸酐接枝聚丙烯(牌号为江苏佳易容CMG-5001)；
(2)将高结晶聚丙烯与玻璃纤维架桥剂置于转速为300rpm的高速混合机中混合10min，得到混合物Ⅰ；
(3)将步骤(2)得到的混合物Ⅰ与UHMW-PE、抗氧剂及加工助剂在转速为200rpm的高速混合机中混合20min，得到混合物Ⅱ；
(2)将步骤(3)得到的混合物Ⅱ置于长径比为20:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级聚丙烯材料；
其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度120℃；二区温度110℃；三区温度230℃；四区温度220℃；五区温度220℃；六区温度220℃；七区温度220℃；八区温度230℃；九区温度230℃；机头温度230℃；螺杆转速200rpm；停留时间3min。
制得的注塑级聚丙烯材料的缺口冲击强度为35KJ/m2，热变形温度为10℃，摩擦系数为0.15，磨损率为10％。
对比例3
一种注塑级聚丙烯材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；各组分的重量份数如下：
高结晶聚丙烯 100份；
玻璃纤维 5份；
玻璃纤维架桥剂 3份；
抗氧剂 2份；
加工助剂 2份；
其中，高结晶聚丙烯是市售通用型共聚聚丙烯(牌号为大韩油化CB5101)；玻璃纤维的单丝直径为10μm；玻璃纤维架桥剂为封闭型水性固化剂(牌号为VESTANAT EP-B1116A)；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂161混合组成的复合抗氧剂，且复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％；加工助剂为接枝率为马来酸酐接枝聚丙烯(牌号为江苏佳易容CMG-5001)；
(2)将高结晶聚丙烯与玻璃纤维架桥剂置于转速为300rpm的高速混合机中混合10min，得到混合物Ⅰ；
(3)将步骤(2)得到的混合物Ⅰ与玻璃纤维、抗氧剂及加工助剂在转速为200rpm的高速混合机中混合20min，得到混合物Ⅱ；
(2)将步骤(3)得到的混合物Ⅱ置于长径比为20:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级聚丙烯材料；
其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度120℃；二区温度110℃；三区温度230℃；四区温度220℃；五区温度220℃；六区温度220℃；七区温度220℃；八区温度230℃；九区温度230℃；机头温度230℃；螺杆转速200rpm；停留时间3min。
制得的注塑级聚丙烯材料的缺口冲击强度为7.5KJ/m2，热变形温度为122℃，摩擦系数为0.5，磨损率为95％。
对比例2
一种注塑级聚丙烯材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；各组分的重量份数如下：
高结晶聚丙烯 100份；
UHMW-PE 15份；
抗氧剂 2份；
加工助剂 2份；
其中，高结晶聚丙烯是市售通用型共聚聚丙烯(牌号为大韩油化CB5101)；UHMW-PE为分子量300万的无支链线性聚乙烯；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂161混合组成的复合抗氧剂，且复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％；加工助剂为马来酸酐接枝聚丙烯(牌号为江苏佳易容CMG-5001)；
(2)将高结晶聚丙烯与UHMW-PE、抗氧剂及加工助剂在转速为200rpm的高速混合机中混合20min，得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物置于长径比为20:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级聚丙烯材料；
其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度120℃；二区温度110℃；三区温度230℃；四区温度220℃；五区温度220℃；六区温度220℃；七区温度220℃；八区温度230℃；九区温度230℃；机头温度230℃；螺杆转速200rpm；停留时间3min。
制得的注塑级聚丙烯材料的缺口冲击强度为35KJ/m2，热变形温度为11℃，摩擦系数为0.15，磨损率为10％。
对比例5
一种注塑级聚丙烯材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；各组分的重量份数如下：
高结晶聚丙烯 100份；
玻璃纤维 5份；
抗氧剂 2份；
加工助剂 2份；
其中，高结晶聚丙烯是市售通用型共聚聚丙烯(牌号为大韩油化CB5101)；玻璃纤维的单丝直径为10μm；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂161混合组成的复合抗氧剂，且复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％；加工助剂为马来酸酐接枝聚丙烯(牌号为江苏佳易容CMG-5001)；
(2)将高结晶聚丙烯与玻璃纤维、抗氧剂及加工助剂在转速为200rpm的高速混合机中混合20min，得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物置于长径比为20:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级聚丙烯材料；
其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度120℃；二区温度110℃；三区温度230℃；四区温度220℃；五区温度220℃；六区温度220℃；七区温度220℃；八区温度230℃；九区温度230℃；机头温度230℃；螺杆转速200rpm；停留时间3min。
制得的注塑级聚丙烯材料的缺口冲击强度为7.5KJ/m2，热变形温度为122℃，摩擦系数为0.5，磨损率为95％。
对比例6
一种注塑级聚丙烯材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；各组分的重量份数如下：
高结晶聚丙烯 100份；
玻璃纤维架桥剂 3份；
抗氧剂 2份；
加工助剂 2份；
其中，高结晶聚丙烯是市售通用型共聚聚丙烯(牌号为大韩油化CB5101)；玻璃纤维架桥剂为封闭型水性固化剂(牌号VESTANAT EP-B 1116A)；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂161混合组成的复合抗氧剂，且复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％；加工助剂为马来酸酐接枝聚丙烯(牌号为江苏佳易容CMG-5001)；
(2)将高结晶聚丙烯与玻璃纤维架桥剂置于转速为300rpm的高速混合机中混合10min，得到混合物Ⅰ；
(3)将步骤(2)得到的混合物Ⅰ与抗氧剂及加工助剂在转速为200rpm的高速混合机中混合20min，得到混合物Ⅱ；
(2)将步骤(3)得到的混合物Ⅱ置于长径比为20:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级聚丙烯材料；
其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度120℃；二区温度110℃；三区温度230℃；四区温度220℃；五区温度220℃；六区温度220℃；七区温度220℃；八区温度230℃；九区温度230℃；机头温度230℃；螺杆转速200rpm；停留时间3min。
制得的注塑级聚丙烯材料的缺口冲击强度为6.0KJ/m2，热变形温度为120℃，摩擦系数为0.2，磨损率为91％。
由实施例1与对比例1～6的对比可以看出，对比例2和对比例4摩擦系数最低，但热变形温度低，进行摩损实验的时候磨损较大；对比例3和对比例5虽然热变形温度高，但摩擦系数较高，进行磨损实验的时候磨损较大；对比例6仅添加玻璃纤维架桥剂做对比，热变形温度较低及摩擦系数较高，故耐磨性最差；实施例1、对比例1摩擦系数较低，同时热变形温度较高，但对比例1未添加玻璃纤维架桥剂，没有将玻璃纤维和聚丙烯和UHMW-PE固化在一起，形成空间立体结构，故对比例1耐磨较差，实施例1最好。
对比例7
一种二硫化钼改性聚丙烯的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；各组分的重量份数如下：
高结晶聚丙烯 100份；
二硫化钼 23份；
抗氧剂 2份；
加工助剂 2份；
其中，高结晶聚丙烯是指市售通用型共聚聚丙烯(牌号为大韩油化CB5101)；二硫化钼为市售通用型；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂161混合组成的复合抗氧剂，且复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％；加工助剂为马来酸酐接枝聚丙烯(牌号为江苏佳易容CMG-5001)；
(2)将(1)所准备原料置于转速为300rpm的高速混合机中混合10min，得到混合物Ⅰ；
(3)将步骤(2)得到的混合物Ⅰ置于长径比为20:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级耐磨聚丙烯材料；
其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度120℃；二区温度110℃；三区温度230℃；四区温度220℃；五区温度220℃；六区温度220℃；七区温度220℃；八区温度230℃；九区温度230℃；机头温度230℃；螺杆转速200rpm；停留时间3min。
制得的注塑级耐磨聚丙烯材料的缺口冲击强度为3.1KJ/m2，热变形温度为113℃。
对比例1
一种聚四氟乙烯改性聚丙烯的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；各组分的重量份数如下：
高结晶聚丙烯 100份；
聚四氟乙烯 23份；
抗氧剂 2份；
加工助剂 2份；
其中，高结晶聚丙烯是市售通用型的共聚聚丙烯(牌号为大韩油化CB5101)；聚四氟乙烯为市售通用型；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂161混合组成的复合抗氧剂，且复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％；加工助剂为马来酸酐接枝聚丙烯(牌号为江苏佳易容CMG-5001)；
(2)将(1)所准备原料置于转速为300rpm的高速混合机中混合10min，得到混合物Ⅰ；
(3)将步骤(2)得到的混合物Ⅰ置于长径比为20:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级耐磨聚丙烯材料；
其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度120℃；二区温度110℃；三区温度230℃；四区温度220℃；五区温度220℃；六区温度220℃；七区温度220℃；八区温度230℃；九区温度230℃；机头温度230℃；螺杆转速200rpm；停留时间3min。
制得的注塑级耐磨聚丙烯材料的缺口冲击强度为2.2KJ/m2，热变形温度为116℃。
实施例2
一种注塑级耐磨聚丙烯材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；各组分的重量份数如下：
高结晶聚丙烯 100份；
玻璃纤维 3份；
玻璃纤维架桥剂 1份；
UHMW-PE 10份；
抗氧剂 1份；
加工助剂 1份；
其中，高结晶聚丙烯是市售通用型共聚聚丙烯(牌号为大韩油化CB5101)；玻璃纤维的单丝直径为10μm；玻璃纤维架桥剂为封闭型水性固化剂(牌号为VESTANAT EP-B1116A)，UHMW-PE为分子量300万的无支链线性聚乙烯；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂161混合组成的复合抗氧剂，且复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％；加工助剂为聚乙烯蜡；
(2)将高结晶聚丙烯与玻璃纤维架桥剂置于转速为300rpm的高速混合机中混合10min，得到混合物Ⅰ；
(3)将步骤(2)得到的混合物Ⅰ与玻璃纤维、UHMW-PE、抗氧剂及加工助剂在转速为200rpm的高速混合机中混合20min，得到混合物Ⅱ；
(2)将步骤(3)得到的混合物Ⅱ置于长径比为21:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级耐磨聚丙烯材料；
其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度120℃；二区温度110℃；三区温度230℃；四区温度220℃；五区温度220℃；六区温度220℃；七区温度220℃；八区温度230℃；九区温度230℃；机头温度230℃；螺杆转速200rpm；停留时间3min。
制得的注塑级耐磨聚丙烯材料的缺口冲击强度为9.0KJ/m2，热变形温度为120℃，摩擦系数为0.19，磨损率为6％。
实施例3
一种注塑级耐磨聚丙烯材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)原料的准备；各组分的重量份数如下：
高结晶聚丙烯 100份；
玻璃纤维 5份；
玻璃纤维架桥剂 5份；
UHMW-PE 30份；
抗氧剂 3份；
加工助剂 3份；
其中，高结晶聚丙烯是市售通用型共聚聚丙烯(牌号为大韩油化CB5101)；玻璃纤维的单丝直径为10μm；玻璃纤维架桥剂为封闭型水性固化剂(牌号为VESTANAT EP-B1116A)，UHMW-PE为分子量300万的无支链线性聚乙烯；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂161混合组成的复合抗氧剂，且复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50％；加工助剂为硬脂酸钙；
(2)将高结晶聚丙烯与玻璃纤维架桥剂置于转速为500rpm的高速混合机中混合10min，得到混合物Ⅰ；
(3)将步骤(2)得到的混合物Ⅰ与玻璃纤维、UHMW-PE、抗氧剂及加工助剂在转速为300rpm的高速混合机中混合20min，得到混合物Ⅱ；
(2)将步骤(3)得到的混合物Ⅱ置于长径比为52:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级耐磨聚丙烯材料；
其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度150℃；二区温度200℃；三区温度250℃；四区温度230℃；五区温度230℃；六区温度230℃；七区温度230℃；八区温度220℃；九区温度220℃；机头温度230℃；螺杆转速200rpm；停留时间3min。
制得的注塑级耐磨聚丙烯材料的缺口冲击强度为12.0KJ/m2，热变形温度为130℃，摩擦系数为0.17，磨损率为2％。

Claims (7)

1.一种注塑级耐磨聚丙烯材料，其特征在于包括如下重量份数的各组分：
高结晶聚丙烯 100份；
玻璃纤维 3~5份；
玻璃纤维架桥剂 1~5份；
UHMW-PE 10~30份；
抗氧剂 1~3份；
加工助剂 1~3份；
所述高结晶聚丙烯是指结晶度大于60%的共聚丙烯，所述高结晶聚丙烯的熔融指数为0.2~10g/10min，熔融指数测试条件为230℃，2.16kg负荷；
所述玻璃纤维的单丝直径为10~13μm；
所述玻璃纤维架桥剂为封闭型水性固化剂；
所述UHMW-PE为分子量大于150万的无支链线性聚乙烯；
所述加工助剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙和相容剂中的一种以上；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；
所述注塑级耐磨聚丙烯材料的缺口冲击强度为9~12 KJ/m2，热变形温度为130~140℃，摩擦系数为0.17~0.19，磨损率为4~6%。
2.根据权利要求1所述的一种注塑级耐磨聚丙烯材料，其特征在于，所述玻璃纤维的长度为10~15mm。
3.根据权利要求1所述的一种注塑级耐磨聚丙烯材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168混合组成的复合抗氧剂；
所述复合抗氧剂中抗氧剂1010的质量百分比为50%以上。
4.根据权利要求1所述的一种注塑级耐磨聚丙烯材料，其特征在于，马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为0.8~1.5%。
5.制备如权利要求1~4任一项所述的一种注塑级耐磨聚丙烯材料的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将高结晶聚丙烯与玻璃纤维架桥剂置于高速混合机中混合得到混合物Ⅰ；
（2）将步骤（1）得到的混合物Ⅰ与玻璃纤维、UHMW-PE、抗氧剂及加工助剂在高速混合机中混合得到混合物Ⅱ；
（3）将步骤（2）得到的混合物Ⅱ置于长径比为40~52:1的双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒，制得所述注塑级耐磨聚丙烯材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（1）中高速混合机的转速为300~500rpm，混合时间为10min；
步骤（2）中高速混合机的转速为200~300rpm，混合时间为20min。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（3）中双螺杆挤出机的工艺参数为：
一区温度120~150℃；
二区温度180~200℃；
三区温度230~250℃；
四区温度220~230℃；
五区温度220~230℃；
六区温度220~230℃；
七区温度220~230℃；
八区温度230~240℃；
九区温度230~240℃；
机头温度230℃；
螺杆转速350~400rpm；
停留时间2~3min。
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