一種抗油汙抗衝擊耐熱聚丙烯組合物及其製備方法與流程

2023-12-04 07:58:41 1

本發明涉及改性高分子組合物領域，特別涉及一種抗油汙抗衝擊耐熱聚丙烯組合物及其製備方法。

背景技術：

聚丙烯(pp)具有密度小、耐撓曲、耐化學腐蝕、絕緣性好等優點，目前在家電領域具有廣泛的應用。在洗碗機碗籃、淨水器濾芯等應用領域，要求聚丙烯材料具有良好的抗油汙或者自清潔性能，同時也要求材料有良好的耐熱性滿足高溫環境使用，以及良好的韌性滿足低溫環境使用。

中國專利cn201510129942採用的全氟醚油、聚四氟乙烯添加劑在一定程度上改善聚丙烯材料的抗油汙能力，但全氟醚油、聚四氟乙烯表面極性很低與聚丙烯材料相容性較差，聚四氟乙烯添加量高時也會影響材料的加工擠出性能。採用的硫酸鎂晶須可以很好提高材料耐熱性，但硫酸鎂晶須在材料中取向後會導致材料韌性較難改善，同時流動方向與垂直流動方向收縮率相差較大，導致產品容易翹曲變形。中國專利cn201510300094採用矽氧烷改善抗油汙，依靠小分子矽烷遷移在表面改善抗油汙程度較有限，採用聚乙烯樹脂耐熱性較低。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對上述現有技術的不足，提供一種聚丙烯組合物及其製備方法，其具有優異的抗油汙性能、良好的耐熱性和耐低溫性等特點。

本發明所採取的技術方案是：一種抗油汙抗衝擊耐熱聚丙烯組合物，其按原料重量份計包括如下組分：

作為上述方案的進一步改進，所述含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒以聚丙烯為載體，含氟聚甲基丙烯酸甲酯含量按重量份計為20～30％，其使得含氟聚甲基丙烯酸甲酯與聚丙烯組合物具有良好的相容性，從而保證了聚丙烯組合物的韌性。本發明進一步優選含氟聚甲基丙烯酸甲酯含量按重量份計佔母粒總重量20％的含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒。

作為上述方案的進一步改進，所述滑石粉母粒按原料重量份計由15～25份的聚丙烯樹脂、70～80份的超細滑石粉、3～7份的成核劑、0.2～0.6份的抗氧劑、0.7～1.3份的潤滑劑經密煉，擠出，造粒製備而成。再進一步地，本發明所選用的超細滑石粉的細度為d50＝0.7～1.5μm，該細度的滑石粉使得該滑石粉母粒具有優異的分散性能。

作為上述方案的進一步改進，所述聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯。

作為上述方案的進一步改進，所述聚丙烯樹脂在230℃、2.16kg的測試條件下的熔體流動速率為1～60g/10min。

作為上述方案的進一步改進，所述增韌劑為r-tpo樹脂，其具有在23℃簡支梁缺口衝擊強度下無破壞和-40℃簡支梁缺口衝擊強度≥7kj/m2的特性。本發明的r-tpo與聚丙烯樹脂和滑石粉母粒均有良好的相容性，且其在提高組合物韌性的同時幾乎不影響組合物整體的剛性和耐熱性，而其他常用的增韌劑如poe、epdm等在增加用量以提高組合物韌性的同時會造成組合物剛性大幅下降。

作為上述方案的進一步改進，所述加工助劑包括抗氧劑和潤滑劑。所述加工助劑為常規助劑，而本發明中的抗氧劑優選b225，潤滑劑優選ebs。

本發明所採取的另一個技術方案是：一種如上所述的抗油汙抗衝擊耐熱聚丙烯組合物的製備方法：按原料重量份計將聚丙烯樹脂、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒、滑石粉母粒、增韌劑和加工助劑加入到高速攪拌機攪拌均勻，後從雙螺杆擠出機的主餵料口投入，控制螺杆轉速在100～500r/min範圍內，經擠出溫度為140～220℃熔融擠出，造粒，得成品，其中擠出造粒加工時的真空度為-0.06～-0.09mpa。

本發明的有益效果是：

(1)本發明通過調整各原料組分及配比，使得該聚丙烯組合物具有優異的抗油汙性能、良好的耐熱性和耐低溫性，其中含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒具有優異的低表面張力，使得該組合物製得的產品表面的油汙和水容易滑落，從而保持產品表面的乾爽、清潔，進一步含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒以聚丙烯樹脂為載體，添加在該組合物中與樹脂基體和滑石粉母粒有良好的相容性，加入後不影響該組合物的韌性。

(2)本發明中增韌劑採用r-tpo樹脂，其為具有高橡膠含量的聚丙烯樹脂，可與該組合物樹脂基體和滑石粉母粒有優異的相容性，在提高組合物韌性的同時幾乎不影響組合物整體的剛性和耐熱性。

(3)本發明採用超細滑石粉製備滑石粉母粒，使得滑石粉在聚丙烯樹脂基體中分散具有優異的分散性，可提高組合物的剛性，而滑石粉母粒中添加的成核劑具有增剛作用，可進一步提高該組合物的耐熱性。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行具體描述，以便於所屬技術領域的人員對本發明的理解。有必要在此特別指出的是，實施例只是用於對本發明做進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術熟練人員，根據上述發明內容對本發明作出的非本質性的改進和調整，應仍屬於本發明的保護範圍。同時下述所提及的原料未詳細說明的，均為市售產品；未詳細提及的工藝步驟或製備方法為均為本領域技術人員所知曉的工藝步驟或製備方法。下述的含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒選用大金的tg-ppl20，其中含氟聚甲基丙烯酸甲酯含量按重量份計佔母粒總重量的20％。

實施例1

一種抗油汙抗衝擊耐熱聚丙烯組合物，其按原料重量份計包括如下組分：

其中聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯，其在230℃、2.16kg的測試條件下的熔體流動速率為50g/10min；超細滑石粉的細度為d50＝1μm。

製備方法：

(1)按原料重量份計將聚丙烯樹脂、細度為d50＝1μm的超細滑石粉、成核劑、b225抗氧劑和ebs潤滑劑加入到密煉機中，密煉溫度200℃，密煉時間6min，將密煉後的材料經單螺杆擠出機在190℃溫度下擠出，造粒，得滑石粉母粒；

(2)按原料重量份計將聚丙烯樹脂、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒、滑石粉母粒、r-tpo增韌劑、b225抗氧劑和ebs潤滑劑加入到高速攪拌機攪拌均勻，後從雙螺杆擠出機的主餵料口投入，控制螺杆轉速在100～500r/min範圍內，經擠出溫度為140～220℃熔融擠出，造粒，得實施例1成品，其中擠出造粒加工時的真空度為-0.06～-0.09mpa。

對比例1

一種聚丙烯組合物，其按原料重量份計包括如下組分：

其中聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯，其在230℃、2.16kg的測試條件下的熔體流動速率為50g/10min；超細滑石粉的細度為d50＝1μm。

製備方法與實施例1相同，得對比例1成品。

對比例2

一種聚丙烯組合物，其按原料重量份計包括如下組分：

其中聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯，其在230℃、2.16kg的測試條件下的熔體流動速率為50g/10min；超細滑石粉的細度為d50＝1μm。

製備方法：

按原料重量份計將聚丙烯樹脂、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒、滑石粉m03c、r-tpo增韌劑、b225抗氧劑和ebs潤滑劑加入到高速攪拌機攪拌均勻，後從雙螺杆擠出機的主餵料口投入，控制螺杆轉速在100～500r/min範圍內，經擠出溫度為140～220℃熔融擠出，造粒，得對比例2成品，其中擠出造粒加工時的真空度為-0.06～-0.09mpa。

對比例3

一種抗油汙抗衝擊耐熱聚丙烯組合物，其按原料重量份計包括如下組分：

其中聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯，其在230℃、2.16kg的測試條件下的熔體流動速率為50g/10min；超細滑石粉的細度為d50＝1μm。

製備方法與實施例1相同，得對比例3成品。

實施例2

一種抗油汙抗衝擊耐熱聚丙烯組合物，其按原料重量份計包括如下組分：

其中聚丙烯樹脂為嵌段共聚聚丙烯，其在230℃、2.16kg的測試條件下的熔體流動速率為10g/10min；超細滑石粉的細度為d50＝1.5μm。

製備方法：

(1)按原料重量份計將聚丙烯樹脂、細度為d50＝1.5μm的超細滑石粉、成核劑、b225抗氧劑和ebs潤滑劑加入到密煉機中，密煉溫度200℃，密煉時間6min，將密煉後的材料經單螺杆擠出機在190℃溫度下擠出，造粒，得滑石粉母粒；

(2)按原料重量份計將聚丙烯樹脂、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒、滑石粉母粒、r-tpo增韌劑、b225抗氧劑和ebs潤滑劑加入到高速攪拌機攪拌均勻，後從雙螺杆擠出機的主餵料口投入，控制螺杆轉速在100～500r/min範圍內，經擠出溫度為140～220℃熔融擠出，造粒，得實施例2成品，其中擠出造粒加工時的真空度為-0.06～-0.09mpa。

實施例3

一種抗油汙抗衝擊耐熱聚丙烯組合物，其按原料重量份計包括如下組分：

其中聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯，其在230℃、2.16kg的測試條件下的熔體流動速率為60g/10min；超細滑石粉的細度為d50＝0.7μm。

製備方法：

(1)按原料重量份計將聚丙烯樹脂、細度為d50＝0.7μm的超細滑石粉、成核劑、抗氧劑和潤滑劑加入到密煉機中，密煉溫度200℃，密煉時間6min，將密煉後的材料經單螺杆擠出機在190℃溫度下擠出，造粒，得滑石粉母粒；

(2)按原料重量份計將聚丙烯樹脂、含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒、滑石粉母粒、增韌劑、抗氧劑和潤滑劑加入到高速攪拌機攪拌均勻，後從雙螺杆擠出機的主餵料口投入，控制螺杆轉速在100～500r/min範圍內，經擠出溫度為140～220℃熔融擠出，造粒，得實施例3成品，其中擠出造粒加工時的真空度為-0.06～-0.09mpa。

實施例4：性能測試

將實施例1～3和對比例1～3所得成品分別進行性能測試，其各項測試結果如下表1所示。

表1實施例1～3和對比例1～3各項性能測試結果

從實施例1和對比例1可以看出，使用含氟聚甲基丙烯酸甲酯母粒可以使聚丙烯組合物的接觸角增大，表面張力降低，具有良好的抗油汙能力。

從實施例1和對比例2可以看出，自製的滑石粉母粒可以提高滑石粉在聚丙烯樹脂基體中的分散，滑石粉母粒中的成核劑也具有提高材料剛性的作用，可以使該組合物耐熱明顯提高。

從實施例1和對比例3可以看出，r-tpo樹脂和常用的poe相比，在達到相同韌性的同時，彎曲強度和模量下降較少，使得該組合物可兼顧良好的剛性和韌性。

上述實施例為本發明的優選實施例，凡與本發明類似的工藝及所作的等效變化，均應屬於本發明的保護範疇。