耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料及其制備方法，具體涉 及用于民用及工業(yè)水管制件的擠出級共聚聚丙烯材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)是乙烯和丙烯單體同時進(jìn)行聚合而制得的聚合物，具有較 好的剛性、強(qiáng)度和抗蠕變性能，同時具有優(yōu)良的抗沖擊能力和加工性能，已廣泛應(yīng)用于民用 和工業(yè)建筑管道系統(tǒng)，在上水管、淡水輸送管、加熱系統(tǒng)管、農(nóng)林灌溉管等領(lǐng)域具有重要應(yīng) 用地位。
[0003] 無規(guī)共聚聚丙烯本身摩擦系數(shù)較大，因此耐摩擦耐刮痕性較差，在一些特定管件 場合，需要用金屬機(jī)件加套在管件連接處，若PPR的耐摩擦、耐刮痕性不好，施工及使用過程 中，PPR管件會產(chǎn)生松動，從而造成管件連接處不牢固，會產(chǎn)生不良后果。
[0004] 專利申請（公開號CN102492221A)公開了一種空心玻璃微珠填充低密度聚丙烯復(fù) 合物，其主要應(yīng)用于聚丙烯材料及制備。其主要應(yīng)用對象亦是注塑級汽車內(nèi)飾件，且其無機(jī) 填料限定為滑石粉、硅灰石、云母這三類礦物，對擠出級PPR未作涉及。
[0005] 專利申請（公開號CN104629246A)公開了一種增韌、耐磨合金材料及其制備方法。 通過耐磨改性劑，耐刮擦劑來增加合金的耐磨性，未提到對聚丙烯材料改性效果，未就特定 數(shù)值說明所述耐磨、耐刮擦劑對耐磨和刮擦的影響效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供一種耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯 材料及其制備方法，以滿足擠出級PPR管件應(yīng)用上的一些特定要求。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料，其 特征在于由以下組分按重量百分比組成： 無規(guī)共聚聚丙烯（PPR) 70%~80% 白色玻璃微珠 15~20% 晶須硅 2~5%
[0008] 硅酮粉 1~2% 聚四氟乙烯 0.5~5% 相容劑 1~3% 抗氧劑10:10和/或抗氧劑168為 0.3~0.6%。
[0009 ]本發(fā)明中創(chuàng)造性的使用復(fù)合型抗摩減摩及耐刮痕填料及助劑。其中玻璃微珠和晶 須娃起到穩(wěn)定的硬支點(diǎn)作用，抵抗和抵消PPR材料在磨損、摩擦過程中的抗刨、抗削、抗犁等 諸過程的破壞，有機(jī)硅酮粉和聚四氟乙烯粉則在PPR表面形成一層覆蓋膜和轉(zhuǎn)移膜，同上述 復(fù)合填料產(chǎn)生協(xié)同作用，同時聚乙烯馬來酸酐共聚物將上述填料、助劑與PPR很好相容，微 觀上形成一體化結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，所述的無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)的數(shù)均分子量為3X 105-6X 105,熔融指數(shù)為 0.1-1.0g/10min；
[0011] 優(yōu)選地，所述的白色玻璃微珠的堆積密度為0.1~1.2g/cm3,粒徑為2000~5000 目；
[0012] 優(yōu)選地，所述的晶須硅直徑為0.3μπι~1.6μπι，其長度為5μπι~50μπι。
[0013] 優(yōu)選地，戶斤述的娃酮粉的數(shù)均分子量為8 X 105-1 · 2 X 106,硅氧烷含量為40~60%， 二氧化娃含量為60~40 % ;
[0014] 優(yōu)選地，所述的聚四氟乙烯為聚四氟乙烯粉末；
[0015] 優(yōu)選地，所述的相容劑為高密度聚乙烯接枝馬來酸酐和/或低密度聚乙烯接枝馬 來酸酐；
[0016] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述低密度聚乙烯接枝馬來酸酐為線性低密度聚乙烯接枝馬來酸 酐。
[0017] 本申請中所述的抗氧劑為【β_(3.5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸】季戊四醇酯和亞 磷三(2.4-二叔丁基苯基)酯中的一種或兩種的混合物。
[0018] 本發(fā)明還提供上述耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料的制備方法，其特征 在于：
[0019] (1)將所有組分的原料在高速混合機(jī)中混合5~10分鐘，轉(zhuǎn)速為300~450轉(zhuǎn)/分；
[0020] (2)將混合好的原料送入雙螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)溫度為：I區(qū)180~185°C，Π 區(qū) 190~195°C，ΙΠ 區(qū) 195~200°C，IV區(qū)200~210°C，V區(qū)210~220°C，VI區(qū)210~220°C，VII區(qū) 205~210°C，珊區(qū)200~205°C，機(jī)頭溫度205~220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為300~450轉(zhuǎn)/分；
[0021 ] (3)將上述擠出料進(jìn)行水冷、干燥、切粒得到成品。
[0022] 本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明制得的擠出級無規(guī)共聚聚丙烯材料具有良好的力學(xué) 性能、表面外觀和耐摩擦、耐刮痕之特性?？蓱?yīng)用于特定要求的民用及工業(yè)水管領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明的實(shí)施例及對比例材料組成及各組分含量如表1所示：
[0024]表1材料組成及各組分含量
[0025]
[0026] 上述材料的制備方法包括以下步驟：
[0027] (1)所有組分的原料在高速混合機(jī)中混合10分鐘，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分；
[0028] (2)將混合好的原料送入雙螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)溫度為：I區(qū)180~185°C，Π 區(qū) 190~195°C，ΙΠ 區(qū) 195~200°C，IV區(qū)200~210°C，V區(qū)210~220°C，VI區(qū)210~220°C，VII區(qū) 205~210°C，珊區(qū)200~205°C，機(jī)頭溫度205~220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分；
[0029] (3)上述原料經(jīng)雙螺桿熔融擠出、水冷、干燥、切粒得到成品。
[0030] 上述實(shí)施例及對比例的性能測試按下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：
[0031] 拉伸強(qiáng)度：按GB/T 1040-2006標(biāo)準(zhǔn)；
[0032] 斷裂伸長率:按GB/T 1040.1-2006標(biāo)準(zhǔn)；
[0033] 缺口沖擊強(qiáng)度:按GB/T 1843-2008標(biāo)準(zhǔn)；
[0034] 耐刮痕按鉛筆硬度:GB/T 6739-1996標(biāo)準(zhǔn)；
[0035]耐摩擦:按磨耗失重法（ISO 4696)標(biāo)準(zhǔn)測定。
[0036]上述實(shí)施例及對比例所對應(yīng)的性能如表2所示：
[0037] 表2實(shí)施例及對比例對應(yīng)的性能
[0038]
[0039] 從表2可看出，采用本申請所述的配方制備的無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)材料具有突出 的耐刮痕性，耐摩擦性和良好的力學(xué)性能，若配方中缺少晶須硅或硅酮粉的復(fù)合物，或白色 微珠含量低于要求值，所制備的PPR材料的耐刮痕性和耐摩擦性都較差。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于按重量百分比計(jì)，由以下 組分組成： 無規(guī)共聚聚丙烯 70% -80% 白色玻璃微珠 15~20% 晶須娃 2~5% 石圭酮粉 1~2% 聚四氟乙烯 0.5~1,5% 相容劑 1~3% 抗氧劑1010和/或抗氧劑168 0.3~0.6%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于所述無 規(guī)共聚聚丙烯的數(shù)均分子量為3 X 105-6 X 105，熔融指數(shù)為0.1-1.0g/10min。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 的白色玻璃微珠的堆積密度為0.1~1.2g/cm 3，粒徑為2000~5000目。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 的晶須娃直徑為0.3μηι~1.6μηι，長度為5μηι~50μηι。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 的娃酮粉的數(shù)均分子量為8 X 105_1.2 X 106,其中硅氧烷含量為40~60 %，二氧化娃含量為 60~40% 〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 的聚四氟乙烯為聚四氟乙烯粉末。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 的相容劑為高密度聚乙烯接枝馬來酸酐和/或低密度聚乙烯接枝馬來酸酐。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料，其特征在于，所述 低密度聚乙烯接枝馬來酸酐為線性低密度聚乙烯接枝馬來酸酐。9. 根據(jù)權(quán)利要求1 _8中任一項(xiàng)所述的耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料的制備 方法，其特征在于： (1) 將所有組分的原料在高速混合機(jī)中混合5~10分鐘，轉(zhuǎn)速為300~450轉(zhuǎn)/分； (2) 將混合好的原料送入雙螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)溫度為：1區(qū)180~185Γ，Π 區(qū) 190~195°C，ΙΠ 區(qū) 195~200°C，IV區(qū)200~210°C，V 區(qū)210~220°C，VI區(qū)210~220°C，W區(qū) 205~210°C，珊區(qū)200~205°C，機(jī)頭溫度205~220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為300~450轉(zhuǎn)/分； (3) 將上述擠出料進(jìn)行水冷、干燥、切粒得到成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料及其制備方法。所述的耐摩擦、耐刮痕改性無規(guī)共聚聚丙烯材料的特征在于：以重量百分比計(jì)，由70％～80％無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)；15～20％白色玻璃微珠；2～5％晶須硅；1～2％硅酮粉；0.5～1.5％聚四氟乙烯粉末；1～3％相容劑；0.3～0.6％抗氧劑1010及抗氧劑168組成。上述材料的制備方法為：將各原料按比例放入雙螺桿擠出機(jī)中在180～220℃溫度，轉(zhuǎn)速300～450轉(zhuǎn)/分條件下混合、熔融、擠出、切粒。本發(fā)明制得的擠出級無規(guī)共聚聚丙烯材料具有良好的力學(xué)性能、表面外觀和耐摩擦、耐刮痕之特性?？蓱?yīng)用于特定要求的民用及工業(yè)水管領(lǐng)域。
【IPC分類】B29C47/92, C08K13/04, C08K7/20, C08L51/06, C08K7/14, C08L23/14, C08L27/18, C08L83/04
【公開號】CN105623106
【申請?zhí)枴緾N201610156110
【發(fā)明人】張金柱
【申請人】廣東天保新材料有限責(zé)任公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月18日