一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料及其制备方法与流程

1.本发明属于材料技术领域，具体涉及一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料及其制备方法。


背景技术：

2.聚丙烯具有密度低，高光泽、耐疲劳及优异的加工性能，广泛应用于汽车、家电、电子电器等领域。特别是高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料，在小家电、家电、厨卫等领域有广阔的市场。但是现有的聚丙烯具有刚性差、易划伤等缺点，一般矿物如滑石粉或玻璃纤维对其增刚改性后，虽然提高了硬度，但其光泽度大幅度下降，限制了其在家电外壳领域的应用。在不影响聚丙烯光泽度的前提下，如何提高材料的刚性和硬度，成为了一个热门研究方向。
3.中国发明专利cn108148268a公开了一种高光泽聚丙烯改性材料，其光泽度可以与abs媲美，但是其铅笔硬度欠佳，使用过程中易划伤，影响其广泛应用。cn103910933a专利公开了一种高硬度耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法，但是其选用滑石粉作为填料，降低了聚丙烯的光泽度。针对上述情况，需要研发一种聚丙烯改性料，在确保材料光泽度的同时，提高材料的铅笔硬度。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明公开了一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料及其制备方法，在确保材料光泽度的同时，提高了材料的铅笔硬度，改性方法简单，有很大的实用价值。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料，其组分及各组分的质量份数如下：聚丙烯树脂：58
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88.4份超细硫酸钡：10
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25份纳米玻璃微珠：1
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15份偶联剂：0.1
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0.8份抗氧剂：0.1
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0.5份成核剂：0.1
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0.8份润滑剂：0.3
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2份。
6.进一步地，聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，其熔体流动速率为：在230℃、 2.16 kg条件下为2
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30 g/10 min。
7.进一步地，所述超细硫酸钡的目数为3000
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5000目，优选5000目。
8.进一步地，所述玻璃微珠为空心玻璃微珠和实心玻璃微珠的至少一种。
9.进一步地，所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂、硅烷偶联剂的一种或几种，优选硅烷偶联剂。
10.进一步地，所述的抗氧剂为1010和168的一种或两种。
11.进一步地，所述的成核剂为山梨醇类和有机磷酸盐类的至少一种，优选增刚型成核剂有机磷酸盐类na
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21，成核剂可以细化pp球晶的尺寸，使结晶更加充分，提高材料的高泽度和硬度。
12.进一步地，所述的润滑剂为taf、ebs、pe蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮粉的一种或几种，优选硅酮粉。硅酮粉是一种有机硅塑料润滑剂，用聚硅氧烷加二氧化硅生产而成，二氧化硅以成核的形式包覆在聚硅氧烷内，分子间的作用力强于高分子和无机物，另一端是高分子与烷烃的结合，在界面层起承上启下的作用，一边拉住无机物，一边融合高分子。选择分子量较高分子量的硅氧烷制备的硅酮粉，有利于提高材料的耐划伤性。
13.制备高光泽高铅笔硬度改性聚丙烯材料的步骤如下：a：先用硅烷偶联剂对超细硫酸钡和纳米玻璃微珠分别进行表面活化处理；b：按照配比将聚丙烯树脂、活化处理后的超细硫酸钡和玻璃微珠、抗氧剂、成核剂、润滑剂在高速混合机混合1
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3min，使材料充分混合均匀，然后将混合后的材料经过双螺杆挤出机挤出造粒，得到高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料。
14.本发明的有益效果是：（1）由于玻璃微珠具有外观光洁、圆整、透明、粒度可控、耐高温、耐碱、耐磨、高硬度、化学性能稳定等特性，本发明通过加入纳米玻璃微珠高硬度无机填料，提高了材料的表面硬度，玻璃微珠由于其形态为球形，改善了流动性，减少对设备的磨损，改善了表面光泽度，规则的球形结构提高了产品的尺寸稳定性；（2）硅酮粉在本发明作为一种润滑剂，克服了传统有机硅助剂的不足，提高混合效果，性能稳定不迁移，能够降低材料的摩擦系数，硅酮粉的引入，一方面降低螺杆扭矩降低加工能耗，另一方面降低了材料表面的摩擦系数，提高抗划伤能力和表面硬度；（3）本发明在不影响聚丙烯光泽度的前提下，显著提高了聚丙烯的硬度，改性方法简单，有很大的实用价值。
具体实施方式
15.下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
16.首先用硅烷偶联剂对超细硫酸钡和纳米玻璃微珠分别进行表面活化处理。硅烷偶联剂添加量为1
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2%，优选1.5%。再将聚丙烯、活化后超细硫酸钡、活化后的纳米玻璃微珠、抗氧剂1010、抗氧剂168、成核剂na
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21、润滑剂硅酮份、硬脂酸钙，按照如下表实施例和对比例中的比例在高混机中充分混合均匀，最后进行双螺杆挤出机挤出造粒。挤出机各区温度设置如下：一区温度为80
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100℃，二区为160
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180℃，三区为200
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210℃，四区为200
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210℃，五区为200
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210℃，六区为200
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210℃，七区为200
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210℃，机头温度为200
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210℃。挤出机转速为400rpm。
17.其中，对比例3和对比例4中的超细硫酸钡和纳米玻璃微珠未经过活化处理。
18.将实施例与对比例所制备出的材料注塑成标准样条及色板，按照iso 15184标准测试铅笔硬度、按照iso 179测试缺口冲击强度、按照iso 527测试拉伸强度、按照iso 178测试弯曲模量、光泽度主要取决于光源照明和观察角度，按照iso 2813采用60
°
入射角进行测量。测试结果如下表所示：由实施例1和对比例3可以看出，对硫酸钡和玻璃微珠进行活化处理可以有效提高材料的光泽度，尽管对比例3中的铅笔硬度达到了h级别，但其光泽度较差。由实施例1和对比例4可以看出，玻璃微珠引入，所制备的材料光泽度有所提高，但铅笔硬度有区别。实施例1和对比例1相比，硅酮粉的添加量提高，材料铅笔硬度也有所提高，而其仍保持较高的光泽度。从实施例1、2、3可以看出，提高硫酸钡、玻璃微珠及硅酮粉的添加量，材料的铅笔硬度都会有所提高。


技术特征：
1.一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数如下：聚丙烯树脂：58
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88.4份超细硫酸钡：10
‑
25份纳米玻璃微珠：1
‑
15份偶联剂：0.1
‑
0.8份抗氧剂：0.1
‑
0.5份成核剂：0.1
‑
0.8份润滑剂：0.3
‑
2份。2.根据权利要求1所述的一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料，其特征在于：所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯，其熔体流动速率为：在230℃、 2.16 kg条件下为2
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30 g/10 min。3.根据权利要求1所述的一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料，其特征在于：所述超细硫酸钡的目数为3000
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5000目。4.根据权利要求1所述的一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料，其特征在于：所述玻璃微珠为空心玻璃微珠和实心玻璃微珠的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂、硅烷偶联剂的一种或几种。6.根据权利要求1所述的一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料，其特征在于：所述的抗氧剂为1010和168的一种或两种。7.根据权利要求1所述的一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料，其特征在于：所述的成核剂为山梨醇类和有机磷酸盐类的至少一种。8.根据权利要求1所述的一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料，其特征在于：所述的润滑剂为硅酮粉。

技术总结
本发明公开了一种高光泽高铅笔硬度聚丙烯改性料，其组分及各组分的质量份数为：聚丙烯树脂：58


技术研发人员：沙月华 赵海波 黄骥 冀相建 陈俊琛 秦庆戊
受保护的技术使用者：五行科技股份有限公司
技术研发日：2021.08.27
技术公布日：2021/11/28