[發明專利]一種石墨烯改性的聚丙烯耐刮擦材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810793944.7
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109836699A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 高志邦
• 申請（專利權）人: 廣州梵泰新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/14;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/30;C08K5/134;C08K5/526
• 代理公司: 廣州粵弘專利代理事務所(普通合伙) 44492
• 代理人: 董武洲

本發明涉及一種石墨烯改性的聚丙烯耐刮擦材料及其制備方法。該材料含有聚丙烯、石墨烯、硫酸鋇、抗氧劑、潤滑劑和分散劑。其中，聚丙烯、石墨烯和分散劑的添加分數分別為80?97％，0.1?2％和0.3?1.0％。該材料的制備方法是將上述原料混合，擠出，切粒即可獲得。本發明的方法在不影響聚丙烯性能的同時，可以獲得石墨烯在聚丙烯中的良好分散，并在五指劃痕和網格刮擦測試中表現出優異的耐刮擦性能。

技術領域

本發明涉及一種石墨烯改性的聚丙烯耐刮擦材料及其制備方法。

背景技術

聚丙烯(PP)具有無毒、低氣味、成本低、耐化學腐蝕、機械性能好等優點在家電、汽車、電子、軍工等領域具有非常廣泛的應用。在家電領域，聚丙烯在家電產品的外觀件上有著很多應用，但是由于其耐刮擦較差，經過短時間的使用，就會導致其表面出現劃痕，大大降低了消費者的消費體驗。聚丙烯材料在汽車的內外飾領域的使用，也存在類似的問題。因此，提高聚丙烯材料的耐刮擦性能，對于提高消費體驗和拓展聚丙烯材料的應用領域有著重要的意義。

石墨烯作為一種二維材料，自從2004年被制備出來后，對其以及其在聚合物中的應用已有了非常廣泛的研究。一般而言，二維材料引入到聚合物物中可以有效的提高聚合物耐熱性和強度。中國專利CN201711414989.0公開了一種氧化石墨烯聚丙烯塑料及其制備方法，氧化石墨烯的加入提高了聚丙烯塑料的耐熱性和強度。中國專利CN201711346394.6利用石墨烯增強的原理，將石墨烯用于改性聚丙烯微發泡復合材料中，可以有效的提升聚丙烯的熔體強度和力學性能，所獲得的發泡復合材料具有密度小和質量輕的特點，能夠更好的適應汽車輕量化的制件要求。石墨烯除了對聚合物基體的力學性能有所提升外，還具有較好的功能性。中國專利CN201710544618.8中即以聚丙烯作為基體樹脂，配合石墨烯和炭黑制備了聚丙烯色母粒。中國專利CN201710200000.X公開了一種石墨烯增強阻燃聚丙烯材料及其制備方法，選擇聚丙烯作為樹脂基體，以膠囊化的聚磷酸銨和改性氧化石墨烯作為阻燃劑，由于石墨烯具有良好的阻隔作用，進而有效提升其阻燃效果。同時，石墨烯的引入還可以顯著提升材料的力學性能。中國專利CN201611256596.7公開了一種石墨烯微片抗靜電聚丙烯的制備方法，可應用于汽車內飾件等領域，具有良好的抗靜電和防灰塵的特性。

現階段，關于石墨烯在聚合物耐磨或耐刮擦的相關專利較少。中國專利CN1201611157553.3中公開了一種洗衣機內筒用耐磨抗振聚丙烯復合材料及其制備方法，其中使用到了氧化石墨烯，但是其配方中主要是通過乙烯-三幅率乙烯共聚物提升耐磨性，氧化石墨烯在其中起到的輔助提升的作用。中國專利CN201110313859.4中公開了一種含石墨烯的增強耐磨材料組合物。其首先利用偶聯劑在溶劑中對石墨烯進行改性，然后再與聚烯烴在密煉機中熔融共混。該專利石墨烯的處理需使用大量溶劑，同時，密煉機長時間的共混一方面無法滿足大量的工業化制備生產，另一方面，盡管長時間密煉可能會獲得良好的分散，但是不利于聚合物相關性能的保持，可能會存在熱老化降解等問題。

很多專利在獲得提升耐磨或耐刮擦性的同時，還涉及到一些功能化，因此盡管在配方中引入石墨烯，但是往往是提升體系的其他功能性。中國專利CN201610365933.X中公開了一種耐磨塑料片材的制備方法，先在模具中制備聚苯乙烯基體，然后將含有PP、PE、硬脂鋅、豆油磷酸酯、石墨烯、聚對苯二甲醇、丁二酰肼等多組分的復合物澆筑于其上，從而獲得耐磨層。這種耐磨層較好，但是在實際汽車、家電的應用中，主要以注塑的方式為主，這就意味著需要額外增加工序，所以實際的應用較為困難。中國專利CN201610686882.0中公開了一種耐磨抗靜電BOPP薄膜，其中也涉及到石墨烯的使用，但是該專利中提到石墨烯為三維石墨烯，其引入主要是起到抗靜電的作用。而且其配方中有專門的耐磨粉用來改善耐磨性。中國專利CN201711107521中公開了一種耐磨驅蟲聚丙烯薄膜，其中也涉及到石墨烯的使用，但是專利中提到石墨烯的加入主要是增加氣體或液體在滲透過程中的流程，起到高阻隔保護的作用。