一种疏水性添加剂、疏水复合材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及特种功能高分子材料及其制备技术领域，更具体地，涉及一种疏水性添加剂、疏水复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料，具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度、高耐磨性和加工性能优异等特点，同时兼具质轻、成本低和加工简便等优良特性，在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、医药、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到迅速且广泛的应用。

近年来，聚丙烯树脂材料正逐步替代木制材料和金属材料，在诸多领域得到广泛应用。

然而，聚丙烯树脂材料在低温下的抗冲击性能差，在高温下的热变形较大，表面装饰性差，且在疏水和亲水等方面的性能与实际应用的需要之间仍具有较大的差距。因此，如何对聚丙烯材料加以改性，以满足聚丙烯在特殊环境下的实际应用需要，是目前研究聚丙烯树脂材料亟待解决的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种疏水性添加剂、疏水复合材料及其制备方法和应用。

本发明采用如下技术方案：

一种疏水性添加剂，由添加剂本体70-98份和疏水添加剂2-30份组成。

具体地，在上述技术方案中，所述添加剂本体为聚丙烯和/或聚乙烯。

具体地，在上述技术方案中，所述疏水添加剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、芥酸酰胺、油酸酰胺和硬脂酸酰胺中的一种或多种。

进一步地，在上述技术方案中，所述添加剂本体为聚丙烯和聚乙烯的混合物。

优选地，在上述技术方案中，所述添加剂本体为质量比为0.95-1.48：1的聚丙烯和聚乙烯的混合物。

详细地，通过将聚丙烯和聚乙烯按一定比例混合，能提高其硬度，降低其熔点，且使其具有较好的低温性能和透明度。

进一步地，在上述技术方案中，所述疏水添加剂为芥酸酰胺和油酸酰胺的混合物。

优选地，在上述技术方案中，所述疏水添加剂为质量比为0.85-1.18：1的芥酸酰胺和油酸酰胺的混合物。

详细地，通过将芥酸酰胺和油酸酰胺按上述比例混合，除了能够作为抗粘结剂、脱模剂、润滑剂和抗静电剂，油酸酰胺还能有效提高聚丙烯-聚乙烯材料的注塑脱模效果，使所制备的成品表面更加光滑，芥酸酰胺还能有效提升聚丙烯-聚乙烯材料的表面属性。

在本发明的一个优选实施方式中，所述疏水性添加剂包括以下重量份的原料：

再进一步地，本发明还提供上述疏水性添加剂的制备方法，具体包括：

将所需各原料按质量配比称量备齐，置于高混机中混匀出料后，再在80-140℃条件下搅拌混合5-15min，最后再120-170℃条件下造粒，即可。

详细地，在上述技术方案中，所述各原料在高混机中的混合时间为3-5min。

详细地，在上述技术方案中，所述造粒选用双螺杆制粒机造粒。

本发明另一方面还提供了一种疏水复合材料，由复合材料本体85-98份、功能添加剂1-15份和上述疏水性添加剂1-15份组成。

具体地，在上述技术方案中，所述复合材料本体为聚丙烯，所述功能添加剂为碳酸钙、滑石粉和硫酸钡中的一种或多种。

进一步地，在上述技术方案中，所述功能添加剂为碳酸钙和滑石粉的混合物。

优选地，在上述技术方案中，所述功能添加剂为质量比为1：1.28-1.64的碳酸钙和滑石粉的混合物。

在本发明的一个优选实施方式中，所述疏水复合材料包括以下重量份的原料：

具体地，在上述技术方案中，所述疏水性添加剂由以下重量份的原料制得：

在本发明的一个具体实施方式中，所述疏水复合材料由以下重量份的原料制得：

具体地，在上述技术方案中，所述疏水性添加剂由以下重量份的原料制得：

再进一步地，本发明还提供上述疏水复合材料的制备方法，具体包括：

将所需各原料按质量配比称量备齐，置于高混机中混匀出料后，再在80-140℃条件下搅拌混合5-15min，最后再120-170℃条件下造粒，即可。

本发明又一方面还提供了上述疏水复合材料在制备容积功能制品中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明所提供的由疏水性添加剂制备得到的疏水复合材料的接触角≥120°；

2、本发明所提供的疏水复合材料注塑制成的用于测定、吸取和转移等容积功能的塑料制品的容积误差大大降低，1000ul移液枪头的容积误差在2％以内；

3、本发明所提供的疏水复合材料的制备方法简单，条件易控，产品性能优异且易控，实际应用前景广阔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本发明。

以下实施例，仅用于说明本发明，但不止用来限制本发明的范围。

基于本发明中的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明实施例中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。

在本发明实施例中，若未具体指明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

本发明实施例提供了一种疏水复合材料的制备方法。

1、原料组成

其中：

疏水性添加剂由以下重量份的原料制得：

疏水性添加剂的制备方法具体为：

将上述各原料按质量配比称量备齐后置于高混机中混匀出料后，再在120℃条件下搅拌混合9min，最后在160℃条件下造粒，即可。

2、制备方法

将所需各原料按质量配比称量备齐，置于高混机中混匀出料后，再在120℃条件下搅拌混合9min，最后再150℃条件下造粒，即可。

实施例2

本发明实施例提供了一种疏水复合材料的制备方法。

1、原料组成

由以下重量份的原料制得：

其中：

所述疏水性添加剂由以下重量份的原料制得：

将所需各原料按质量配比称量备齐，置于高混机中混匀出料后，再在90℃条件下搅拌混合15min，最后再125℃条件下造粒，即可。

2、制备方法

将所需各原料按质量配比称量备齐，置于高混机中混匀出料后，再在140℃条件下搅拌混合6min，最后再170℃条件下造粒，即可。

实施例3

本发明实施例提供一种疏水复合材料的制备方法。

1、原料组成

其中：

疏水性添加剂由以下重量份的原料制得：

疏水性添加剂的制备方法具体为：

将所需各原料按质量配比称量备齐，置于高混机中混匀出料后，再在140℃条件下搅拌混合6min，最后再170℃条件下造粒，即可。

2、制备方法

将所需各原料按质量配比称量备齐，置于高混机中混匀出料后，再在90℃条件下搅拌混合15min，最后再120℃条件下造粒，即可。

对比例1

本发明对比例提供了一种疏水复合材料的制备方法。

1、原料组成

其中：

疏水性添加剂由以下重量份的原料制得：

聚丙烯 90份

硬脂酸镁 10份；

疏水性添加剂的制备方法具体为：

将上述各原料按质量配比称量备齐后置于高混机中混匀出料后，再在120℃条件下搅拌混合9min，最后在160℃条件下造粒，即可。

2、制备方法

将所需各原料按质量配比称量备齐，置于高混机中混匀出料后，再在120℃条件下搅拌混合9min，最后再150℃条件下造粒，即可。

分别测试各实施例和对比例所制备得到的疏水复合材料的接触角，其中，实施例1-3所制备得到的疏水复合材料的接触角分别为124.6°、128.5°和121.3°，对比例1所制备得到的疏水复合材料的接触角分别为112.8°。

实验例量取误差测量方法

分别用实施例1-3和对比例1所制备的疏水复合材料制备各不同规格的枪头，同时选用市售的枪头，分别称重后，用移液枪吸取定量的甲苯胺蓝饱和溶液，随后将甲苯胺蓝饱和溶液挤出，取下枪头，称量吸取过的枪头重量，并计算量取误差，各不同疏水复合材料制备枪头后测量的过程做五个平行试验，并取平均值，结果如下表1所示。

表1枪头的量取误差测量结果

分析表1的结果，可以看出，本发明实施例所提供的由疏水性添加剂制备得到的疏水复合材料的接触角≥120°，采用该疏水复合材料注塑制成的用于测定、吸取和转移等容积功能的塑料制品的容积误差大大降低，其容积误差明显低于市售常规枪头。

在此有必要指出的是，以上实施例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和说明，并不是对本发明的技术方案的进一步的限制，本领域技术人员在此基础上做出的非突出的实质性特征和非显著进步的改进，均属于本发明的保护范畴。