CN104356509A - 一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料 - Google Patents

Abstract

一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，属于高分子材料技术领域。其由下述重量份数的原料制成：均聚或共聚聚丙烯40～80份、聚甲基丙烯酸甲酯5～30份、硫酸钡15～20份、玻璃纤维5～10份、改性剂0.5～10份、相容剂5～20份、偶联剂0.2～0.8份。本发明通过PP与PMMA相容，改善了材料的机械强度，同时提高了产品的表面硬度、耐腐蚀性、增加了产品的表面光泽度；本发明通过填充玻纤、硫酸钡的无机填料，进一步提高了产品的机械性能，同时提高了产品的光泽度；本发明添加了多种抗氧剂、耐候剂、抗静电剂和耐寒剂，保证了产品的使用寿命，避免了产品老化，保证了产品能够适应各种环境，能够在严酷的条件下正常使用。

Description

一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料。

背景技术

目前，国内各家电厂家都越来越关注于材料的低成本化，从而要求改性材料生产商提供有竞争力的成本方案。为了满足客户的需求，把低成本材料改性增强后的新应用作为一个突破点，来实现成本的不断优化，成为行业内各大供应商理想的材料解决方案。

聚丙烯材料作为一种价格低廉且刚性好的通用塑料，其用途不断被扩展，目前在日用电器产品领域已占有一定席位。高光泽PP作为最理想的代替ABS、HIPS等高光制品的材料，引起了人们的兴趣和广泛研究。当聚丙烯被使用在一些特殊部件上时，其强度、耐热性、耐紫外线、耐化学性、抗低温脆性等性能就无法达到高质量产品的需求。例如市场上高性能洗衣机、空调、电饭煲等产品，不但在功能的使用上要满足各种环境和各种不同需求的要求，同时在产品的外观上，同时也需要带来高光泽、耐各类化学洗涤剂等试剂的要求，同时能够适应各种不同的地域、温度条件、光照条件的要求，能够在强光的照射下，保持材料的强度不降低，在低温的环境中，保证材料的强度，不变脆等各种。同时考虑到了生产的过程，期望达到产品在生产和存放的过程中，尽量避免灰尘和杂质的吸附，导致外观的不良。针对以上各种各样的要求，我们对此进行了研究和改进。

目前，国内外高光泽高耐候PP均以材料加入无机填料和成核剂的方式进行改性研究，本公司借鉴国内外知名改性厂的产品经验，系统研究了玻纤增强高光泽高耐候PP的各项性能及改性技术，对PP基材的选择、矿物质的挑选、成核剂的选择等各种助剂进行了研究。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料的技术方案，该材料具有优良的力学性能，高硬度，高耐候性，光泽度好，耐腐蚀性好，生产成本低等。

所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于由下述重量份数的原料制成：

均聚或共聚聚丙烯40～80份、聚甲基丙烯酸甲酯5～30份、硫酸钡15～20份、玻璃纤维5～10份、改性剂0.5～10份、相容剂5～20份、偶联剂0.2～0.8份。

所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于由下述重量份数的原料制成：

均聚或共聚聚丙烯50～70份、聚甲基丙烯酸甲酯10～25份、硫酸钡16～18份、玻璃纤维6～8份、改性剂2～8份、相容剂10～15份、偶联剂0.4～0.6份。

所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于所述的硫酸钡为3000目硫酸钡。

所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于所述的改性剂包括抗氧剂、耐候剂、成核剂、抗静电剂、抗铜害剂和抗寒剂。

所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝聚乙烯中的一种以上物质。

所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。

所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于所述的抗氧剂为β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯、4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和双(3,5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种以上物质；

所述的耐候剂为2-(2'-羟基-3',5'双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、[[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯和癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯中的一种以上物质；

所述的成核剂为2,2'-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠、复合山梨醇缩醛类成核剂390和β晶型成核剂中的一种以上物质；

所述的抗静电剂为环氧乙烷胺类抗静电剂和ANSTEX SA-8MB型抗静电剂中的一种以上物质；

所述的抗铜害剂为N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼和N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]-1,6-己二胺中的一种以上物质；

所述的抗寒剂为三元聚丙橡胶和POE中的一种以上物质。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和优异效果：1）首先本发明通过PP与PMMA相容，改善了材料的机械强度，同时提高了产品的表面硬度、耐腐蚀性、增加了产品的表面光泽度；2）其次本发明通过填充玻纤、硫酸钡的无机填料，进一步提高了产品的机械性能，同时提高了产品的光泽度，提升了产品的应用范围和领域，填补了市面上玻纤填充改性高光泽产品的空白；3）本发明添加了多种抗氧剂、耐候剂、抗静电剂和耐寒剂，保证了产品的使用寿命，避免了产品老化，同时也保证了产品能够适应各种环境，能够在严酷的条件下正常使用。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明。本发明所用的份数均为重量份。

本发明中抗氧剂主要起到抑制和减缓高分子材料的自动氧化反应的作用，同时防止聚合物因加工或使用过程导致的褪色及老化的作用；相容剂主要提高材料间的相容作用，增强二者之间的接口相互作用，从而提高材料的力学强度；抗铜害剂主要避免玻纤、硫酸钡等无机物填充时，避免金属元素的混入导致产品加速老化；加工助剂的加入可提高材料的可加工性、脱模性和润滑性；成核剂的作用为提高产品的结晶度，结晶度高，产品光泽度高。

实施例1

1.取均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯46份和聚甲基丙烯酸甲酯9.5份，相容剂14份混合后，再用偶联剂0.5份处理，混合搅拌5-10min待用，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂；

2.在经偶联剂处理好的混合料中加入硫酸钡15份和改性剂5份，高速混合5-10min，所述的改性剂为β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、2-(2'-羟基-3',5'双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑、2,2'-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠、环氧乙烷胺类抗静电剂、N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼和三元聚丙橡胶的混合物，所述的硫酸钡的径粒为3000目；

3.通过双螺杆挤出机，将上述混合好的混合物从主料口加入，玻璃纤维按10份比例从侧喂料口加入，挤出拉条，冷却，风干，然后切粒，制成改性聚丙烯材料。

 

实施例2

1.取均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯60份和聚甲基丙烯酸甲酯5份，相容剂9.3份混合后，再用偶联剂0.2份处理，混合搅拌5-10min待用，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂；

2.在经偶联剂处理好的混合料中加入硫酸钡20份和改性剂0.5份，高速混合5-10min，所述的改性剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯、4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、复合山梨醇缩醛类成核剂390、ANSTEX SA-8MB型抗静电剂、N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]-1,6-己二胺和POE的混合物，所述的硫酸钡的径粒为3000目；

3.通过双螺杆挤出机，将上述混合好的混合物从主料口加入，玻璃纤维按5份比例从侧喂料口加入，挤出拉条，冷却，风干，然后切粒，制成改性聚丙烯材料。

 

实施例3

1.取均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯40份和聚甲基丙烯酸甲酯30份，相容剂5.4份混合后，再用偶联剂0.6份处理，混合搅拌5-10min待用，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂；

2.在经偶联剂处理好的混合料中加入硫酸钡16份和改性剂2份，高速混合5-10min，所述的改性剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和双(3,5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、[[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、β晶型成核剂、ANSTEX SA-8MB型抗静电剂、N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]-1,6-己二胺和POE的混合物，所述的硫酸钡的径粒为3000目；

3.通过双螺杆挤出机，将上述混合好的混合物从主料口加入，玻璃纤维按6份比例从侧喂料口加入，挤出拉条，冷却，风干，然后切粒，制成改性聚丙烯材料。

 

实施例4

1.取均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯53份和聚甲基丙烯酸甲酯5.2份，相容剂5份混合后，再用偶联剂0.8份处理，混合搅拌5-10min待用，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂；

2.在经偶联剂处理好的混合料中加入硫酸钡18份和改性剂10份，高速混合5-10min，所述的改性剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、2,2'-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠、环氧乙烷胺类抗静电剂、N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼和三元聚丙橡胶的混合物，所述的硫酸钡的径粒为3000目；

3.通过双螺杆挤出机，将上述混合好的混合物从主料口加入，玻纤按8份比例从侧喂料口加入，挤出拉条，冷却，风干，然后切粒，制成改性聚丙烯材料。

下表1示出了实施例1到实施例4加入不同比例成分所得到的试验品的物性、光泽度及材料表面硬度测试对照数据，对比例为PP原料：

表1 实施例对比数据

通过以上实验确认，本发明材料与聚丙烯原材料相比，物性方面有大幅度的提高，满足了高强度、高刚性、高硬度等要求，同时保持了材料表面高光泽度的性能，符合了高性能产品的要求。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于由下述重量份数的原料制成：

均聚或共聚聚丙烯40～80份、聚甲基丙烯酸甲酯5～30份、硫酸钡15～20份、玻璃纤维5～10份、改性剂0.5～10份、相容剂5～20份、偶联剂0.2～0.8份。

2.如权利要求1所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于由下述重量份数的原料制成：

均聚或共聚聚丙烯50～70份、聚甲基丙烯酸甲酯10～25份、硫酸钡16～18份、玻璃纤维6～8份、改性剂2～8份、相容剂10～15份、偶联剂0.4～0.6份。

3.如权利要求1所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于所述的硫酸钡为3000目硫酸钡。

4.如权利要求1所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于所述的改性剂包括抗氧剂、耐候剂、成核剂、抗静电剂、抗铜害剂和抗寒剂。

5.如权利要求1所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝聚乙烯中的一种以上物质。

6.如权利要求1所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。

7.如权利要求4所述的一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于所述的抗氧剂为β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯、4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和双(3,5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种以上物质；

所述的耐候剂为2-(2'-羟基-3',5'双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、[[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯和癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯中的一种以上物质；

所述的成核剂为2,2'-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠、复合山梨醇缩醛类成核剂390和β晶型成核剂中的一种以上物质；

所述的抗静电剂为环氧乙烷胺类抗静电剂和ANSTEX SA-8MB型抗静电剂中的一种以上物质；

所述的抗铜害剂为N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼和N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]-1,6-己二胺中的一种以上物质；

所述的抗寒剂为三元聚丙橡胶和POE中的一种以上物质。