一种高光泽耐刮改性聚烯烃材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高光泽耐刮改性聚烯烃材料及其制备方法。

背景技术

聚烯烃是烯烃经过加聚反应形成的高分子化合物。由于原料丰富，价格低廉，容易加工成型，综合性能优良，因此是一类产量最大，应用十分广泛的高分子材料。其中以聚乙烯、聚丙烯最为重要。对聚烯烃进行改性，使其具有更加优越的性能，进一步延展了聚烯烃的应用范围。

改性聚烯烃材料的应用范围已经非常广泛，但如汽车、家电等行业，对改性聚烯烃的技术水平要求日益提高，同时对材料的加工特性也提出一些更高的要求。通常对聚烯烃的改性以加入功能填充料、韧性增加剂或弹性体提高聚烯烃材料的韧性、抗冲击能力等，随着填充料的增加聚烯烃材料容易断裂并且由于填充料的使用其表面也比较粗糙，严重影响其美感，并且在长时间使用使容易刮伤。

因此，需要一种新的聚烯烃改性材料，使其具备细腻的触感，具备优美光泽的同时抗刮性以及韧性、强度和可塑性均具有较高水平，并且价格低廉，容易加工成型，具有良好的工业应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种高光泽耐刮改性聚烯烃材料及其制备方法，以聚烯烃为主要成分加入阳离子改性纳米硫酸钡以及其他助剂，经过分开混合的混匀方法，使聚烯烃树脂具有较好光泽，耐刮性能以及较高的强度。

为实现上述目的，本发明提供了一下技术方案：

本发明提供了一种高光泽耐刮改性聚烯烃材料，包括以下重量份的原料：

优选的，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、丙烯共聚物、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯或环烯烃聚合物。

优选的，所述阳离子改性纳米硫酸钡的粒径为0.1-100nm。

优选的，所述分散剂为硬脂酸锌、EBS乙撑双硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、氧化聚乙烯蜡或α-甲基苯乙烯。

优选的，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、硬脂酸单甘油酯、硬脂醇、硬脂酸钙或石蜡。

一种高光泽耐刮改性聚烯烃材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按所述重量份称取原料；

2)将50％重量份的聚烯烃与阳离子改性纳米硫酸钡和分散剂混合得到组分A；

3)将剩余50％重量份的聚烯烃与含氧环基聚硅氧烷、光亮剂和光稳定剂混合得到组分B；

4)将步骤2)得到的组分A和步骤3)得到的组分B与润滑剂混合后制粒，得到高光泽耐刮改性聚烯烃颗粒。

优选的，所述步骤2)中混合的方法为采用混合机进行混合，所述混合机的转速为50-150r/min，混合时间为10-30min。

优选的，所述步骤3)中混合的方法为采用混合机进行混合，所述混合机的转速为20-60r/min，混合时间为5-15min。

优选的，所述步骤4)中混合的方法为采用混合机进行混合，所述混合机的转速为300-500r/min，混合时间为30-60min。

优选的，所述步骤4)中制粒温度为150-200℃，制粒粒径为3-5mm。

性能检测方法：

(1)拉伸强度：按ISO527测试速度：50mm/min

(2)悬臂缺口冲击强度：按ISO180测试

(3)光泽度测试：按GB8807标准60°角

(4)耐刮性测试：五指刮擦法5N 100mm/s

本发明的有益技术效果：

本发明的目的是提供一种高光泽耐刮改性聚烯烃材料及其制备方法，以聚烯烃为主要成分加入阳离子改性纳米硫酸钡和含氧环基聚硅氧烷以及其他助剂并通过控制填料和助剂的加入量，经过分开混合的混匀方法，使聚烯烃树脂具有较好光泽，耐刮性能以及较高的强度。本发明通过使用阳离子改性纳米硫酸钡，减少纳米粒子在聚烯烃树脂中的团聚现象，含氧环基聚硅氧烷既可以使聚烯烃树脂具有较高的耐刮性，又会在润滑剂的配合下使聚烯烃树脂流动性增加使表面平整具有光泽，在通过阳离子改性纳米硫酸钡改性的聚丙烯材料具有较高的韧性抗冲击能力，进一步提升耐刮性能。

具体实施方式

本发明提供了一种高光泽耐刮改性聚烯烃材料，包括以下重量份的原料：

在本发明中，所述聚烯烃优选为聚乙烯、聚丙烯、丙烯共聚物、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯或环烯烃聚合物，更优选为聚乙烯、聚丙烯、丙烯共聚物或环烯烃聚合物，最优选为聚乙烯或聚丙烯。

在本发明中，所述阳离子改性纳米硫酸钡的粒径优选为0.1-100nm，更优选为20-80nm，最优选为40-60nm。

在本发明中，所述分散剂优选为硬脂酸锌、EBS乙撑双硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、氧化聚乙烯蜡或α-甲基苯乙烯，更优选为硬脂酸锌、芥酸酰胺或氧化聚乙烯蜡。

在本发明中，所述润滑剂优选为硬脂酸、硬脂酸丁酯、硬脂酸单甘油酯、硬脂醇、硬脂酸钙或石蜡，更优选为硬脂酸、硬脂酸丁酯或石蜡，最优选为硬脂酸或硬脂酸丁酯。

在本发明中，所述高光泽耐刮改性聚烯烃材料各原料的重量份优选为：

更优选为：

本发明通过使用阳离子改性纳米硫酸钡作为填充物料，既克服了纳米硫酸钡在分散过程中的团聚问题，并且当阳离子改性纳米硫酸钡使用量在5％时具有较高的韧性以及强度，并可以提高改性聚烯烃制品的表面抗刮能力。

本发明通过添加含氧环基聚硅氧烷使聚丙烯材料、光亮剂和光稳定剂，提高聚烯烃的耐刮能力和表面光泽，并且不会在使用时在受热和光照下使材料表面发生粘结，使表面平整顺滑有光泽。

本发明还提供了上述高光泽耐刮改性聚烯烃材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按所述重量份称取原料；

2)将50％重量份的聚烯烃与阳离子改性纳米硫酸钡和分散剂混合得到组分A；

3)将剩余50％重量份的聚烯烃与含氧环基聚硅氧烷、光亮剂和光稳定剂混合得到组分B；

4)将步骤2)得到的组分A和步骤3)得到的组分B与润滑剂混合后再制粒，得到高光泽耐刮改性聚烯烃颗粒。

在本发明中，所述步骤2)中混合的方法优先采用混合机进行混合，所述混合机的转速优选为50-150r/min，更优选为70-120r/min，混合时间优选为10-30min，更优选为20min。

在本发明中，所述步骤3)中混合的方法优先采用混合机进行混合，所述混合机的转速优选为20-60r/min，更优选为30-40r/min，混合时间优选为5-15min，更优选为7-12min。

在本发明中，所述步骤4)中混合的方法优先采用混合机进行混合，所述混合机的转速优选为300-500r/min，更优选为350-450r/min，混合时间优选为30-60min，更优先为40-50min。

在本发明中，所述步骤4)中制粒温度优选为150-200℃，更优选为160-180℃，制粒粒径优选为3-5mm，更优选为4mm。

本发明通过聚烯烃与填料以及助剂分开混匀的方式，既减少了填料和助剂的用量，由于有机助剂过多会影响阳离子改性纳米硫酸钡在聚烯烃中的分散效果，采用部分聚烯烃与阳离子改性纳米硫酸钡先混合均匀再与剩余添加助剂的聚烯烃混合使纳米硫酸钡均匀分散减少团聚，从而使改性聚烯烃材料具有较高的韧性和强度，使其表面的光泽和耐刮性进一步提升。

实施例1

1)按重量份称取聚乙烯75份、粒径为50nm的阳离子改性纳米硫酸钡4份、含氧环基聚硅氧烷0.7份、光亮剂0.5份、硬脂酸锌0.5份、硬脂酸丁酯0.7份、光稳定剂0.3份；

2)将37.5份的聚乙烯与阳离子改性纳米硫酸钡和硬脂酸锌依次加入至混合机中在转速80r/min下混合20min得到组分A；

3)将剩余37.5份的聚乙烯与含氧环基聚硅氧烷、光亮剂和光稳定剂依次加入至混合机中在转速35r/min下混合10min得到组分B；

4)将步骤2)得到的组分A和步骤3)得到的组分B与润滑剂在混合机中以转速400r/min混合45min，之后转入制粒机中在170℃下制粒，得到粒径为4mm的高光泽耐刮改性聚烯烃颗粒。

实施例2

1)按重量份称取聚丙烯60份、粒径为0.1nm的阳离子改性纳米硫酸钡5份、含氧环基聚硅氧烷0.5份、光亮剂0.1份、芥酸酰胺0.1份、硬脂酸丁酯0.5份、光稳定剂0.1份；

2)将30份的聚丙烯与阳离子改性纳米硫酸钡和芥酸酰胺依次加入至混合机中在转速50r/min下混合10min得到组分A；

3)将剩余30份的聚丙烯与含氧环基聚硅氧烷、光亮剂和光稳定剂依次加入至混合机中在转速20r/min下混合5min得到组分B；

4)将步骤2)得到的组分A和步骤3)得到的组分B与硬脂酸丁酯在混合机中以转速300r/min混合30min，之后转入制粒机中在150℃下制粒，得到粒径为3mm的高光泽耐刮改性聚烯烃颗粒。

实施例3

1)按重量份称取环烯烃聚合物90份、粒径为100nm的阳离子改性纳米硫酸钡0.1份、含氧环基聚硅氧烷1份、光亮剂1份、氧化聚乙烯蜡1份、硬脂酸1份、光稳定剂0.5份；

2)将45份的环烯烃聚合物与阳离子改性纳米硫酸钡和氧化聚乙烯蜡依次加入至混合机中在转速150r/min下混合30min得到组分A；

3)将剩余30份的环烯烃聚合物与含氧环基聚硅氧烷、光亮剂和光稳定剂依次加入至混合机中在转速60r/min下混合15min得到组分B；

4)将步骤2)得到的组分A和步骤3)得到的组分B与硬脂酸在混合机中以转速500r/min混合60min，之后转入制粒机中在200℃下制粒，得到粒径为5mm的高光泽耐刮改性聚烯烃颗粒。

实施例4

本实施例提供一种高光泽耐刮改性聚烯烃材料与实施例1相比区别在于粒径为50nm的阳离子改性纳米硫酸钡为1.5份。

实施例5

本实施例提供一种高光泽耐刮改性聚烯烃材料与实施例1相比区别在于步骤2)中的转速为150r/min，步骤3)中的转速为60r/min。

将实施例1-5所得的高光泽耐刮改性聚烯烃颗粒制成塑料板进行性能测试，性能测试结果见表1。

表1聚烯烃塑料板性能检测表

上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。