一種耐劃痕高性能聚丙烯材料及其製備方法與流程
2023-06-04 03:04:31
本發明屬於聚丙烯材料技術領域，具體涉及一種耐劃痕高性能聚丙烯材料及其製備方法。
背景技術：
耐劃痕聚丙烯具有很好的機械性能、耐熱性能、耐劃痕性能及優秀的加工性能，已經被廣泛用於汽車內外飾件。隨著輕量化的推進，塑料製件在做薄、做輕的同時，在縮短成型周期、減少工序等方面做出更多努力，更多顏色鮮亮的免噴塗製件在機械功能、耐熱等性能上都保持在較佳水平。
目前市場上耐劃痕劑產品眾多，但受到諸如氣味、voc，發粘等負面效果的影響，其實際應用一直受到很大限制。本文擬將不同的耐劃痕劑進行復配使用，使其達到耐劃痕效果的情況下，同時保證產品機械性能、熱性能及低氣味等。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種耐劃痕高性能聚丙烯材料，旨在滿足現有材料在耐劃痕、高性能方面的要求。
本發明的另一目的是提供一種上述耐劃痕高性能聚丙烯材料的製備方法。
本發明的技術方案如下：
本發明提供了一種耐劃痕高性能聚丙烯材料，該材料包括以下重量百分含量的組分：聚丙烯60％-99％、耐劃痕劑2-4％、填充礦物0％-30％、增韌劑0％-10％、潤滑劑0.1％-0.5％和抗氧劑0.1％-0.3％。
所述的聚丙烯為均聚或共聚聚丙烯中的一種或兩種以上的混合物。
所述的耐劃痕劑為矽酮類或醯胺類中的一種或兩種以上的混合物。
所述的填充礦物為滑石粉、碳酸鈣或硫酸鋇中的一種或兩種以上的混合物。
所述的增韌劑為聚烯烴熱塑性彈性體或三元乙丙橡膠。
所述的潤滑劑為乙撐雙硬脂醯胺(ebs)、硬脂酸鋅、硬脂酸鉛、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣或季戊四醇硬脂酸酯中的一種或兩種以上的混合物。
所述的抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑1076或抗氧劑168中的一種或兩種以上的混合物。
本發明還提供了一種上述耐劃痕高性能聚丙烯材料的製備方法，該方法包括以下步驟：
(1)將60％-99％(重量)的聚丙烯，2-4％(重量)的耐劃痕劑，0-30％(重量)的填充礦物，0-10％(重量)的增韌劑，0.1％-0.5％(重量)的潤滑劑以及0.1％-0.3％(重量)的抗氧劑混合均勻；
(2)將步驟(1)得到的混合物放入高混機中混合5-8分鐘；
(3)將步驟(2)所得混合物，經擠出機進行熔融共混擠出、牽引、造粒，注塑成型。
所述的擠出機為同向雙螺杆擠出機，所述同向雙螺杆擠出機的長徑比至少為32，擠出機的轉速為180-400轉/分，擠出溫度為180-205℃。
本發明同現有技術相比，具有如下優點和有益效果：
1、本發明通過選用合適的耐劃痕材料，使材料具有較優異的耐劃痕性能、較高的強度、韌性和剛度，進而獲得一種耐劃痕高性能聚丙烯材料。
2、本發明材料通過選用合適的耐劃痕劑復配使用，賦予了聚丙烯較高的彎曲模量、拉伸強度和衝擊強度以及優異的耐劃痕性能，也便於注塑過程中的產品脫模，更多地應用於汽車行業。
具體實施方式
本發明的耐劃痕高性能聚丙烯所用材料的型號如下：
其中所用聚丙烯為上海賽科pp-k7926，鎮海煉化pp-z30s；
所用滑石粉為遼寧艾海ah51210，所用碳酸鈣為蘇州立達ld-1000c，所用硫酸鋇為gemme改性硫酸鋇bsm-m；
所用耐劃痕劑為道康寧的矽酮母粒mb50-001，韓國chemko的醯胺類er740；
所用增韌劑為聚烯烴熱塑性彈性體8200，epdm；
所用潤滑劑為市場常規的潤滑劑，乙撐雙硬脂醯胺ebs/p-130、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鉛、硬脂酸鋇、季戊四醇硬脂酸酯；
所用抗氧劑為1010、抗氧劑168和抗氧劑1076；
以下結合實施例對本發明作進一步的說明。
實施例1
970gpp-k7926、30g耐劃痕劑mb50-001、1gebs/p-130、1g抗氧劑1010以及2g抗氧劑1076放入高速混合機中混合5分鐘後取出，在雙螺杆擠出機中進行熔融共混擠出、牽引、造粒，擠出機的長徑比為32，擠出機料筒溫度180℃，固定主螺杆轉速180轉/分。使用注塑成型機將得到的粒料進行注塑成型，注塑溫度220℃，得到標準力學測試樣條，進行產品性能測試。測試數據見表1。
實施例2
將989.9gpp-k7926、20g耐劃痕劑er740、1gebs/p-130、0.5g硬脂酸鈣、0.5g硬脂酸鋅、1g硬脂酸鉛、1g硬脂酸鋇、1g季戊四醇硬脂酸酯、1g抗氧劑1010放入高速混合機中混合8分鐘後取出，在雙螺杆擠出機中進行熔融共混擠出、牽引、造粒，擠出機的長徑比為40，擠出機料筒溫度180℃，固定主螺杆轉速200轉/分。使用注塑成型機將得到的粒料進行注塑成型，注塑溫度220℃，得到標準力學測試樣條，進行產品性能測試。測試數據見表1。
實施例3
將970gpp-z30s、20g耐劃痕劑mb50-001、10g耐劃痕劑er740、1g硬脂酸鈣以及2g抗氧劑168放入高速混合機中混合5分鐘後取出，在雙螺杆擠出機中進行熔融共混擠出、牽引、造粒，擠出機的長徑比為37，擠出機料筒溫度185℃，固定主螺杆轉速190轉/分。使用注塑成型機將得到的粒料進行注塑成型，注塑溫度220℃，得到標準力學測試樣條，進行產品性能測試。測試數據見表1。
實施例4
將780gpp-k7926、200g滑石粉ah51210、20g耐劃痕劑er740、0.5gebs/p-130、0.5g硬脂酸鉛、1g抗氧劑1010、1g抗氧劑1076以及1g抗氧劑168放入高速混合機中混合7分鐘後取出，在雙螺杆擠出機中進行熔融共混擠出、牽引、造粒，擠出機的長徑比為32，擠出機料筒溫度195℃，固定主螺杆轉速400轉/分。使用注塑成型機將得到的粒料進行注塑成型，注塑溫度220℃，得到標準力學測試樣條，進行產品性能測試。測試數據見表1。
實施例5
將420gpp-k7926、300gpp-z30s、200g滑石粉ah51210、101g增韌劑8200，30g耐劃痕劑er740、1gebs/p-130、0.5g硬脂酸鋅、0.5g硬脂酸鋇、0.5g硬脂酸鉛、0.5g季戊四醇硬脂酸酯、1g抗氧劑1010以及2g抗氧劑168放入高速混合機中混合6分鐘後取出，在雙螺杆擠出機中進行熔融共混擠出、牽引、造粒，擠出機的長徑比為35，擠出機料筒溫度200℃，固定主螺杆轉速300轉/分。使用注塑成型機將得到的粒料進行注塑成型，注塑溫度220℃，得到標準力學測試樣條，進行產品性能測試。測試數據見表1。
實施例6
將760gpp-k7926、100g碳酸鈣ld-1000c、100g改性硫酸鋇bsm-m、40g耐劃痕劑er740、1gebs/p-130、1g硬脂酸鋅、0.5g硬脂酸鉛、0.5g季戊四醇硬脂酸酯、1g抗氧劑1010以及2g抗氧劑168放入高速混合機中混合8分鐘後取出，在雙螺杆擠出機中進行熔融共混擠出、牽引、造粒，擠出機的長徑比為32，擠出機料筒溫度205℃，固定主螺杆轉速350轉/分。使用注塑成型機將得到的粒料進行注塑成型，注塑溫度220℃，得到標準力學測試樣條，進行產品性能測試。測試數據見表1。
實施例7
將605gpp-k7926、102g滑石粉ah51210、100g碳酸鈣ld-1000c、100g改性硫酸鋇 bsm-m、50g增韌劑epdm、10g耐劃痕劑mb50-001、20g耐劃痕劑er740、0.4gebs/p-130、0.3g硬脂酸鉛、0.3g季戊四醇硬脂酸酯、1g抗氧劑1010以及2g抗氧劑168放入高速混合機中混合5分鐘後取出，在雙螺杆擠出機中進行熔融共混擠出、牽引、造粒，擠出機的長徑比為38，擠出機料筒溫度190℃，固定主螺杆轉速370轉/分。使用注塑成型機將得到的粒料進行注塑成型，注塑溫度220℃，得到標準力學測試樣條，進行產品性能測試。測試數據見表1。
實施例8
將770gpp-k7926、200g硫酸鋇bsm-m、30g耐劃痕劑mb50-001、1gebs/p-130、1g抗氧劑1010以及2g抗氧劑168放入高速混合機中混合8分鐘後取出，在雙螺杆擠出機中進行熔融共混擠出、牽引、造粒，擠出機的長徑比為40，擠出機料筒溫度180℃，固定主螺杆轉速280轉/分。使用注塑成型機將得到的粒料進行注塑成型，注塑溫度220℃，得到標準力學測試樣條，進行產品性能測試。測試數據見表1。
對比例
999gpp-k7926、1gebs/p-130、1g抗氧劑1010以及2g抗氧劑1076放入高速混合機中混合5分鐘後取出，在雙螺杆擠出機中進行熔融共混擠出、牽引、造粒，擠出機的長徑比為32，擠出機料筒溫度180℃，固定主螺杆轉速180轉/分。使用注塑成型機將得到的粒料進行注塑成型，注塑溫度220℃，得到標準力學測試樣條，進行產品性能測試。測試數據見表1。
表1
備註：以上數據採用iso樣條測試方法進行測試。
通過以上對比實驗可以看出，通過加入一定量的耐劃痕劑，在不影響產品機械性能的情況下，可以有效改善聚合物體系的耐劃痕性能。但耐劃痕劑屬大分子，過量地加入，耐劃痕劑會遷移到製件表面，而使產品表面發粘。
上述的對實施例的描述是為便於該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於這裡的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。