一种耐擦伤聚丙烯树脂材料制造技术

本发明专利技术公开了一种耐擦伤聚丙烯树脂材料；包括：共聚PP树脂60

【技术实现步骤摘要】
一种耐擦伤聚丙烯树脂材料


[0001]本专利技术属于高分子共混、高分子成型加工领域，具体涉及一种耐擦伤聚丙烯树脂材料。

技术介绍

[0002]随着汽车、家电行业飞速发展，聚丙烯材料以其优异的热稳定性，优异的耐化学腐蚀性而得到广泛应用。但是因为聚丙烯材料表面硬度低，容易产生表面划痕，影响产品美观，限制了其应用领域。提高聚丙烯树脂材料的表面耐磨耐刮性能的需求越发紧迫。
[0003]目前提高聚丙烯材料的耐磨耐刮性能，主要采用表面喷漆处理等方式。但是此方式工序复杂，成本较高，污染环境，正被逐渐淘汰。
[0004]蒙脱土材质储量丰富，价格低廉。但是未改性的蒙脱土材料，与树脂相容性差，会引起基体树脂韧性下降，材料断裂的问题。同时，常规蒙脱土材质为多层结构，团聚成球形，无法形成很好的增强作用，无法提高填充基材的物理性能。
[0005]剥离单层蒙脱土材料，厚度为1
‑
1.5nm，具有极大的长径比。填充在聚丙烯树脂中，能够提高其产品刚性，对材料韧性影响很小。同时，单片层蒙脱土因其片状结构，在注塑加工时受到基体排挤作用，易倾向于迁移到基体表面，若与基体相容性差，会发生分层。
[0006]经对现有专利文献的检索发现，CN106366456A公开了一种低填充高性能纳米蒙脱土增强聚丙烯复合材料及其制备方法，其由聚丙烯80
‑
90份、改性蒙脱土5
‑
8份、相容剂4
‑
10份、抗氧剂0.2
‑
0.5份、润滑剂0.3
‑
0.6份、其他助剂0
‑
3份按重量份组成。本专利技术制得的低填充高性能纳米蒙脱土增强聚丙烯复合材料，采用熔融插层的方法，将聚合物插入蒙脱土片层间，使蒙脱土以片层结构分散于聚合物中，因此可以起到类似纤维增强的作用。此外，改性剂中的双键还可以与聚丙烯主链发生接枝反应，利用接枝反应放出的热量将蒙脱土片层撑开，通过接枝物与聚合物分子间的化学键接强行使粘土片层在聚合物基体中均匀分散，形成插层型纳米复合材料。然而，其利用单体插入蒙脱土片层中间，发生反应，将蒙脱土片层撑开。因为蒙脱土片层制件结合紧密，无外力作用下，很难发生片层分离，使得单体进入片层中间。此反应制得的单片层蒙脱土比例不高，大部分蒙脱土仍然以多片层状态存在，所得蒙脱土整体长径比不高。在螺杆挤出过程中，因为挤出机加压作用，部分单片层蒙脱土会再次团聚，聚集成多片层蒙脱土，进一步降低了单片层蒙脱土的比例。因此，蒙脱土填料无法很好的分布在产品表面，无法很好地提升产品表面耐刮擦的性能。同时，因为单体(丙烯酰胺)引入，会降低聚丙烯整体分子量，降低其抗冲击等物理性能。
[0007]CN105197951A通过聚合物单体进行爆聚制备单片层蒙脱土填料，用于塑料填料，提升质量与性能，因其爆聚工艺不可控，所得产物分子量分布宽，聚合物性能波动大，聚合物物性较差。同时，在螺杆挤出过程中，因为挤出机加压作用，部分单片层蒙脱土会再次团聚，聚集成多片层蒙脱土，降低了单片层蒙脱土的比例。
[0008]现有技术中还存在通过蒙脱土悬浮液搅拌使其发生机械剥离为单片层的方案。然而该方案在搅拌停止后，单片层蒙脱土无法保持其单片层状态，倾向于再团聚，重新组成多
片层结构，无法长期保持其单片层状态。在螺杆挤出过程中，因为挤出机加压作用，部分单片层蒙脱土会再次团聚，聚集成多片层蒙脱土，进一步降低了单片层蒙脱土的比例。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的就是针对上述现有技术存在的不足提供一种耐擦伤聚丙烯树脂材料。本专利技术提供的制备单片层剥离蒙脱土材料的方法，使蒙脱土全部剥离为单片层蒙脱土材料，避免二次团聚；同时通过相容剂与引发剂与单片层蒙脱土的反应，使得其与聚丙烯树脂基体具有极好的相容性，使单片层蒙脱土迁移到表面同时，不会发生分层，得到很好的耐磨耐刮擦性能。
[0010]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现的：
[0011]本专利技术涉及一种耐擦伤聚丙烯树脂材料，所述材料是通过包括如下步骤的方法制备而得：
[0012]S1、将5
‑
20份蒙脱土分散在20
‑
50倍水中，加入0.1
‑
2份引发剂进行预反应；反应完成后过滤干燥；
[0013]S2、取步骤S1的干燥粉料外加1
‑
5份接枝改性相容剂进行高压搅拌反应，利用物理作用产生蒙脱土片层剥离为单片层有机改性蒙脱土；
[0014]S3、将60
‑
80份PP树脂、15
‑
20份无机填料混合后通过挤出机主喂料口加入，改性蒙脱土从侧喂料口经高压泵高压注入，共混熔融、挤出造粒。
[0015]作为一个实施方案，步骤S1中，所述预反应是将物料搅拌均匀，常温下静置4小时，期间每30分钟搅拌一次。搅拌目的是为了防止蒙脱土沉淀，更好地进行蒙脱土与引发剂预反应。
[0016]作为一个实施方案，步骤S2中，所述高压搅拌反应是在惰性气体保护下进行的。
[0017]作为一个实施方案，步骤S2中，所述高压搅拌反应在高压反应釜中，通入氮气增压保护，使反应釜内气压提升至2
‑
3MPa，保持与挤出机内相同压力，避免压力变化导致的片层蒙脱土二次团聚。在常温下进行2000
‑
4000rpm的搅拌速度进行搅拌反应，在此高速搅拌下，蒙脱土完全分离成单片层状态，提高其片层长径比，若搅拌速度不够，蒙脱土无法完全脱离成单片层结构，从而无法迁移到表面，将无法影响其耐磨耐刮擦性能。反应时间为30
‑
60分钟。在一些实施例中，使反应釜内气压提升至2.5MPa，在常温下进行3000rpm的搅拌速度进行搅拌反应，反应时间为30分钟。步骤S2中，通过高速搅拌，利用高压与高速搅拌的物理作用产生蒙脱土片层剥离为单片层有机改性蒙脱土。在高压下，接枝改性相容剂快速附着在单片层有机改性蒙脱土表面，使其保持单片层状态，避免蒙脱土再次团聚。
[0018]作为一个实施方案，步骤S3中，所述混合搅拌速度为30
‑
40rpm，搅拌为10
‑
20分钟。在一些实施例中，所述混合搅拌速度为300rpm，搅拌为10分钟。
[0019]作为一个实施方案，步骤S3中，改性蒙脱土从侧喂料口经高压泵高压注入时保持加料过程压力不变。目的在于防止单片层蒙脱土团聚，无法形成单片层结构。
[0020]作为一个实施方案，步骤S3中，所述挤出机的机筒温度为160
‑
260℃，螺杆转速为200
‑
600rpm，转速优选为500
‑
600rpm，压力为2
‑
3MPa。
[0021]作为一个实施方案，所述蒙脱土为钠基蒙脱土、钙基蒙脱土中至少一种。
[0022]作为一个实施方案，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中至少一种。其他
引发剂无很好的引发效果。
[0023本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐擦伤聚丙烯树脂材料，其特征在于，所述材料是通过包括如下步骤的方法制备而得：S1、将5
‑
20份蒙脱土分散在20
‑
50倍水中，加入0.1
‑
2份引发剂进行预反应；反应完成后过滤干燥；S2、取步骤S1的干燥粉料外加1
‑
5份接枝改性相容剂进行高压搅拌反应，利用物理作用产生蒙脱土片层剥离为单片层有机改性蒙脱土；S3、将60
‑
80份PP树脂、15
‑
20份无机填料混合后通过挤出机主喂料口加入，改性蒙脱土从侧喂料口经高压泵高压注入，共混熔融、挤出造粒。2.根据权利要求1所述的耐擦伤聚丙烯树脂材料，其特征在于，步骤S2中，所述高压搅拌反应是在惰性气体保护下进行的。3.根据权利要求1所述的耐擦伤聚丙烯树脂材料，其特征在于，步骤S2中，所述高压搅拌反应在高压反应釜中，通入氮气增压保护，使反应釜内气压提升至2
‑
3MPa，在常温下进行2000
‑
4000rpm的搅拌速度进行搅拌反应，反应时间为30
‑
60分钟。4.根据权利要求1所述的耐擦伤聚丙烯树脂材料，其特征在于，步骤S3中，所述混合搅拌速度为30
‑
40rpm，搅拌为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝彤，汪策，高亮，王敏，查超，
申请(专利权)人：上海锦湖日丽塑料有限公司上海金山锦湖日丽塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：