一種抗油污增強高光聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗油污增強高光聚丙烯復(fù)合材料及其 制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂，通常為半透明無色固體，且無臭 無毒。由于其結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化，故熔點可高達(dá)167°c，具有耐熱、耐腐蝕的優(yōu)點，故其 制品可用蒸汽進行消毒；另外，聚丙烯的密度小，是最輕的通用塑料。但是PP的耐低溫沖擊 性差，成型收縮率大，尺寸穩(wěn)定性的抗蠕變性不好。
[0004] 隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快和消費者需求增加，小家電產(chǎn)品的種類和數(shù)量都在提 升，如電飯鍋、電風(fēng)扇、電磁爐等小家電平均利潤率高，比空調(diào)、冰箱還高，為企業(yè)帶來的收 益也高。我國已成為全世界小家電重要生產(chǎn)基地，同時也是小家電出口大國。當(dāng)前小家電的 面蓋和外殼材料普遍使用改性的高光聚丙烯復(fù)合材料，由于小家電產(chǎn)品基本直接用于食品 加工過程，因此需要其使用的材料滿足增強的材料需求；由于小家電產(chǎn)品的使用環(huán)境為油 煙大、濕度高的高溫環(huán)境，所以材料表面的抗油污性能對小家電使用過程的外觀至關(guān)重要。
[0005] 中國發(fā)明專利CN 103756144 A公布了一種低線性膨脹、耐刮擦、高光聚丙烯復(fù)合 材料，其中介紹了采用PP和酚醛樹脂合金制備的復(fù)合材料。這種復(fù)合材料由于酚醛樹脂的 引入降低了 PP的線性膨脹率，有一定的光澤度和抗刮擦能力，但是該復(fù)合材料不具有抗油 污能力，同時由于酚醛樹脂的加入導(dǎo)致材料注塑的制件不能夠被回收利用，與當(dāng)前資源的 循環(huán)利用相抵觸。
[0006] 中國發(fā)明專利CN 102485785 A公布了一種耐熱、耐劃痕高光聚丙烯材料及其制備 方法，其中介紹了采用高結(jié)晶PP和硫酸鋇、碳酸鈣填充制備的復(fù)合材料。這種復(fù)合材料具 有較高的光澤度和熱變形溫度，但是該材料不具備抗油污特性，同時由于高結(jié)晶PP收縮率 較大，制件容易產(chǎn)生尺寸偏小，影響產(chǎn)品組裝和外觀效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種抗油污、高強度、高光澤符合食品級要 求的聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
[0008] 本發(fā)明方法制得的抗油污增強高光聚丙烯復(fù)合材料，注塑的小家電產(chǎn)品制件具有 較好的抗油污能力，同時具有良好的表面光澤度，強度高、韌性好，實現(xiàn)了高光材料剛性和 韌性的良好平衡。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種抗油污增強高光聚丙烯復(fù)合材料，由下列原料按重量 份組成： 聚丙烯 60-80份 硫酸鋇 10-15份 硫酸鎂晶須 6-10份 氟化物 2-5份 抗氧劑 0. 2-0. 4份 成核劑 0. 1-0. 3份 潤滑劑 0. 5-1份 其他助劑 0-3份。
[0010] 進一步方案，所述的聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯中的至少一種。
[0011] 進一步方案，所述的氟化物為全氟聚醚油（PFPE)、聚四氟乙烯（PTFE)中的至少一 種。
[0012]進一步方案，所述的硫酸鋇是經(jīng)沉淀法制備、純度大于98%、目數(shù)為5000-8000目。
[0013]進一步方案，所述的硫酸鎂晶須為直徑為0. 5-lum、長徑比為50-100的堿式硫酸 鎂晶須。
[0014]進一步方案，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧 劑中的至少一種。
[0015]更進一步方案，所述受阻酚類抗氧劑為抗氧劑1010,硫代酯類抗氧劑為DLTP，亞 磷酸酯類抗氧劑為抗氧劑168。
[0016]進一步方案，所述潤滑劑選自聚乙烯蠟、硬脂酸鹽、褐煤蠟、戊四醇硬脂酸酯中的 至少一種。
[0017]其中硬脂酸鹽主要指硬脂酸鈉、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鉛、硬脂酸鋁、硬脂酸 鎘、硬脂酸鐵、硬脂酸鉀。
[0018]進一步方案，所述成核劑為磷酸金屬鹽類、二元羧酸鹽類中的一種。
[0019]進一步方案，所述其他助劑為紫外光吸收劑、表面光亮劑、光穩(wěn)定劑、抗靜電劑或 著色劑。
[0020] 其中紫外光吸收劑主要指水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪 類或受阻胺類；表面光亮劑主要指芥酸酰胺類、油酸酰胺類或單硬脂酸甘油酯類；光穩(wěn)定 劑主要指氧化鈦、受阻胺光穩(wěn)定劑或有機鎳；抗靜電劑主要指十六烷基季銨鹽類、十八烷基 磺酸鹽或乙氧基化烷基胺；著色劑主要指碳黑、新紅、檸檬黃、靛藍(lán)、酞菁藍(lán)或酞菁綠。
[0021] 本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供上述抗油污增強高光聚丙烯復(fù)合材料的制備方 法，包括以下步驟： (1)按配比，將硫酸鋇、抗氧劑和潤滑劑一起加入溫度為65-75°C并通有氮氣保護的混 合機中進行混合5-10分鐘； (2) 加入聚丙烯、硫酸鎂晶須、氟化物、成核劑、其他助劑，繼續(xù)混合2-5分鐘； (3) 在氮氣保護下，將步驟（2)中的混合物料投入平行雙螺桿擠出機中熔融，經(jīng)擠出、 造粒制得抗油污增強高光聚丙烯復(fù)合材料；其中擠出機的機筒溫度為210-230°C，螺桿轉(zhuǎn) 速為 400-550r/min，真空度為-0? 04 - 08MPa。
[0022] 本發(fā)明具有如下有益效果： 1、本發(fā)明加入氟化物使得制備的聚丙烯復(fù)合材料，由于氟原子的原子半徑、極化率均 小，且氟的電負(fù)性是所有元素中最高的，使得碳-氟鍵的極化率也小，因此含有大量碳-氟 鍵的氟化物的分子間凝聚力小，將其加入，從而使制備的聚丙烯復(fù)合材料的表面自由能降 低，形成了對油性物質(zhì)和水等液體很難潤濕、很難附著的特有性質(zhì)，從而使制備的聚丙烯復(fù) 合材料具有優(yōu)良的防油性和防水性。
[0023] 2、本發(fā)明加入經(jīng)沉淀法制備、純度大于98%、目數(shù)為5000-8000目的硫酸鋇是為 了改善復(fù)合材料表面硬度，對聚丙烯復(fù)合材料的光澤度影響小，且使得材料的色相佳、耐刮 性、尺寸穩(wěn)定性好等。
[0024] 3、亮點抗油污：加入氟化物的復(fù)合材料根據(jù)常規(guī)檢測標(biāo)準(zhǔn)檢測，本發(fā)明制備的抗 油污增強高光聚丙烯復(fù)合材料的食用油接觸角可到達(dá)45°，水接觸角可到達(dá)105°，提高 了材料本身的抗油、抗水性能，增加了材料的自清潔能力，從而能替代現(xiàn)有廚房小家電的外 殼材料，滿足當(dāng)代廚房電器表面耐油污的要求。
[0025] 4、由于加入高長徑比的硫酸鎂晶須，使得制備的聚丙烯復(fù)合材料的拉伸強度可達(dá) 38Mpa、彎曲強度可達(dá)50Mpa ;其通過高光模具注塑獲得良好高光表面效果的同時還顯著降 低制件的后收縮，從而提高成型產(chǎn)品的使用領(lǐng)域和質(zhì)量。
[0026] 5、根據(jù)本行業(yè)的檢測標(biāo)準(zhǔn)抗油污增強高光聚丙烯復(fù)合材料缺口沖擊強度大于 3KJ/m 2、彎曲模量大于3000Mpa，表明本材料的沖擊強度高，同時具有良好的流動性能，材料 的剛性和韌性實現(xiàn)了良好平衡。
[0027]
【具體實施方式】
[0028] 為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述，以下實施例僅是對 本發(fā)明進行說明而非對其加以限定。
[0029] 實施例1: 無規(guī)共聚聚丙烯樹脂 75份 硫酸鋇 10份 硫酸鎂晶須 10份 氟化物全氟聚醚油 0. 5份 抗氧劑1010 0.2份 成核劑NA-11 0.15份 成核劑WBG- II 0? 15份 潤滑劑硬脂酸鈣 〇. 5份 表面光亮劑TAF 0. 8份 具體制備方法如下： (1) 將硫酸鋇、抗氧劑和潤滑劑一起加入溫度為65°C并通有氮氣保護的混合機中進行 混合5分鐘； (2) 再加入聚丙烯、硫酸鎂晶須、氟化物、成核劑和其他助劑，繼續(xù)混合5分鐘； (3) 在氮氣保護下，將步驟（2)中的混合物料投入平行雙螺桿擠出機中熔融，經(jīng)擠出、 造粒制得抗油污增強高光聚丙烯復(fù)合材料；其中擠出機的機筒溫度為210°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 4