[發(fā)明專利]一種表面耐劃傷聚丙烯及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811293520.0
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109401057B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐亮成;高煒斌;李珊珊;馬立波;薛海龍;張旭
• 申請（專利權(quán)）人: 常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/14;C08L23/26;C08K9/12;C08K3/04;C08K3/36
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 高桂珍

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，公開一種表面耐劃傷聚丙烯及其制備方法。所述表面耐劃傷聚丙烯，按質(zhì)量份數(shù)的配方包括：聚丙烯100份；羧基化聚丙烯微蠟粉2?5份；聚丙烯微蠟粉2?5份；納米二氧化硅0.1?0.5份；硅烷偶聯(lián)劑0.02?0.1份；石墨烯0.005?0.02份；抗氧劑0.5?1份；溶劑10?35份。通過研磨將納米二氧化硅、硅烷偶聯(lián)劑分散在水(或者有機(jī)溶劑)中，加入羧基化聚丙烯微蠟粉、聚丙烯微蠟粉，充分研磨分散成糊狀物后，再加入石墨烯研磨均勻至膏狀，轉(zhuǎn)移至硅油紙上，放入烘箱烘干，使石墨烯充分分散并包覆在納米二氧化硅/聚丙烯微蠟粉復(fù)合物上，再與聚丙烯加工造粒，從而使石墨烯更均勻的分散于聚丙烯樹脂。本發(fā)明中的聚丙烯，具有良好的力學(xué)性能和表面耐劃傷性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種表面耐劃傷聚丙烯及其制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯(PP)是一種非極性的、綜合性能優(yōu)異的熱塑性通用塑料，在家用電器、辦公用品以及汽車行業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。PP塑料零部件或者制品在生產(chǎn)、運(yùn)輸及使用過程中，不可避免會受到硬物的碰撞或摩擦等在其表面產(chǎn)生傷痕，影響了材料的美觀，因而要求PP具有良好的耐劃傷性能。通過改性PP提高表面抗劃傷性能，可以制備免噴涂PP材料，既減少了制品的生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)成本，而且減少了制品噴涂帶來揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)排放問題。

目前PP耐劃傷研究比較多的方向是通過加入能降低材料表面摩擦系數(shù)的耐劃傷劑來提高材料的耐劃傷性能。常規(guī)使用的耐劃傷劑主要包括酰胺類、有機(jī)硅類(如硅酮粉)、聚四氟乙烯等。芥酸酰胺、油酸酰胺等小分子酰胺類潤滑劑與PP復(fù)合后容易遷移到PP表面，形成極薄的潤滑層而降低PP摩擦系數(shù)，提高PP的抗劃傷性能，其缺點(diǎn)是在PP表面析出會產(chǎn)生發(fā)粘現(xiàn)象。硅酮粉、聚四氟乙烯助劑具有非常低的表面張力，易在PP材料表面富集，造成PP表面張力值下降，影響后期PP表面印刷或噴涂圖案等工藝。PP作為車用內(nèi)飾材料時，酰胺類、有機(jī)硅類也會對改性PP的散發(fā)性能產(chǎn)生影響。硅酮粉、聚四氟乙烯助劑需較大的添加量才能起作用，因此價格高昂。

PP耐沖擊韌性低,表面硬度相對于其它材料低，特別是加入彈性體、無機(jī)填料(碳酸鈣、滑石粉等)后，PP表面耐劃傷性能變差。通常彈性體、無機(jī)填料添加量越大，耐劃傷性能越差。且無機(jī)填料與PP不相容，易在應(yīng)力作用下產(chǎn)生剝離，導(dǎo)致材料表面由于劃傷破壞而引起的應(yīng)力發(fā)白現(xiàn)象。納米二氧化硅和石墨烯作為兩種無機(jī)非金屬材料，具有無毒，無味，無污染等特點(diǎn)，在高分子材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。納米SiO₂的粒徑小、比表面積大、表面羥基含量高，使其極易團(tuán)聚，所以解決團(tuán)聚問題是制備性能優(yōu)良的含有納米SiO₂材料的關(guān)鍵問題。石墨烯是由碳原子聚積而成的二維蜂窩狀晶格構(gòu)造的碳質(zhì)材料，具有良好的電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、以及導(dǎo)電性能，還擁有高達(dá)2000m²/g理論比表面積，具有重大的科研意義和潛在的應(yīng)用價值，但sp2混合的平面層結(jié)構(gòu)決定了其容易聚集的特性，導(dǎo)致其在聚合物中的分散存在一定的困難。現(xiàn)有的無機(jī)納米粒子/PP復(fù)合材料通常采用熔融共混法制備，但在熔融共混過程中，有限的剪切力很難打散納米粒子團(tuán)聚體。因此，通常需對納米粒子表面進(jìn)行表面處理或改性，以增強(qiáng)粒子與聚合物粘結(jié)、防止團(tuán)聚，而對其先進(jìn)行表面處理，所要求的條件苛刻、工藝復(fù)雜、成本較高，效果還不理想。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無機(jī)填料與PP相容性差導(dǎo)致耐劃傷性能下降，以及通常改性PP存在耐劃傷劑在PP表面遷移析出、異味氣體散發(fā)等問題，本發(fā)明將納米二氧化硅與羧基化聚丙烯微蠟粉(COPP)在硅烷偶聯(lián)劑作用下制備聚丙烯表面接枝納米二氧化硅復(fù)合物，將聚丙烯表面接枝納米二氧化硅復(fù)合物與聚丙烯微蠟粉(MPP)充分混合以作為吸附載體，然后使石墨烯充分分散并包覆在吸附載體粉體上，與PP樹脂通過開煉機(jī)或者擠出機(jī)等加工方法復(fù)合得到一種表面耐劃傷聚丙烯。該方法提高了PP材料的耐劃傷性能，同時促進(jìn)了石墨烯和二氧化硅在聚丙烯中的相容和分散，防止納米粒子團(tuán)聚，提高了PP的力學(xué)性能。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下所述。

本發(fā)明提供一種表面耐劃傷聚丙烯，所述表面耐劃傷聚丙烯，按質(zhì)量份數(shù)的配方包括：