一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法
一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种耐磨丙烯复合材料;本发明还给出了 一种耐磨聚丙烯复合材料的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯作为已成为广泛应用于家具家电、汽车、航空航天等领域的通用材料，但是 当聚丙烯作为摩擦材料时，存在着低温脆性突出、自身摩擦系数大、磨损率高的致命弱点， 针对这一问题，人们尝试采用各种方法来解决。申请号201220214387.1公开了一种耐刮擦 聚丙稀材料及其制备方法，该方法通过加入耐磨炭黑来改善材料的耐刮擦性，然而由于加 入了炭黑使得材料外观大受影响，限制了其应用范围；申请号201301899025.6公开了一种 耐磨PP/PE复合材料，该方法主要采用无机纳米材料来改善PP/PE塑料合金材料抗磨损性 能，但使用无机纳米材料使得成本较高；申请号201410460436.9公开了一种耐磨聚丙稀材 料及其制备方法，该方法主要采用碳酸钙晶须来改善聚丙烯材料的耐摩擦性能，但此方法 会影响材料的散发性能。
[0003] 含氟表面改性剂是一种经过表面特殊处理，分子结构中含有一种活性基团，其在 外力剪切作用下会向制品表面迀移并形成类似交联的网状结构，当外力摩擦制品表面时， 该网状结构将吸收消耗应力能量，从而实现改善善制品表面的耐磨性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法，可以提高聚丙烯 制品的耐摩擦性能，以解决聚丙烯制品在相关领域使用过程中容易出现表面磨损的现象。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
[0006] -种耐磨聚丙烯复合材料，由以下按重量百分比计的原料组成： 梁丙烯 44~99.4%%, 弹性体 0~2〇1
[0007] 滑石粉 0~30°/。 含氟表面改性剂 抗氧剂
[0008] 上述耐磨聚丙稀复合材料中，
[0009] 所述聚丙烯为共聚聚丙烯，熔体流动速率为0.3~30g/10min，共聚聚丙烯为嵌段 共聚聚丙烯。
[0010] 所述弹性体为乙烯一丙烯共聚物、乙烯一已烯共聚物、乙烯一丁烯共聚物和乙 烯一辛烯共聚物中的一种或几种的混合物，其密度为〇. 85~0.90g/cm3。
[0011] 所述滑石粉的平均粒径为1000~10000目。
[0012]所述的含氟表面改性剂主要成分是高分子量聚四氟乙烯，粒径大于3350微米。
[0013] 本发明通过在材料配方中添加含氟表面改性剂，在挤出成型过程中，含氟表面改 性剂受机械剪切应力作用倾向于迀移至制品表面，其结构中的活性基团会形成类似交联网 状结构，从而使制品表面在受到外力摩擦作用时，能够有效降低产品表面的摩擦伤害程度， 进而实现聚丙烯复合材料的耐摩擦效果。
[0014] 所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂中的一种 或几种;辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的混合物。
[0015] 优选的，所述的主抗氧剂选自1010、3114和03了？中的一种或几种；辅抗氧剂选自 618和168中的一种或两种。
[0016] 上述这种耐磨聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0017] 1)按重量百分比称取各组分；
[0018] 2)将聚丙烯、弹性体、含氟表面改性剂在高混机中混合1~3分钟，然后加入滑石 粉、抗氧剂再混合1~3分钟得到预混料；
[0019] 3)预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，其具体工艺为:挤出机温控一区160-180°C，二区200-210°C，三区210-220°C，四区210-220°C，五区210-220°C，六区205-215,七 区 2〇0_210,压力 l2_l8MPa。
【具体实施方式】
[0020] 以下通过实施例对本发明的实施方法进行具体说明，但不限制本发明的权利范 围。
[0021] 在实施例中，所述聚丙烯为韩国SK公司的共聚聚丙烯，商品名为B380G，所述含氟 表面改性剂来美国3M(中国）公司，所述的弹性体来自EXXON美孚公司，所述的抗氧剂为双键 化工(上海)有限公司生产的抗氧剂1010,商品名为CibaSCIrganox，化学名称为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯；和抗氧剂168,化学名称为三[2.4-二叔丁基苯 基]亚磷酸酯。
[0022] 实施例1~8
[0023] 按重量百分比称取表1中1~8所示的组分:聚丙烯、弹性体、滑石粉、含氟表面改性 剂、抗氧剂。将聚丙烯、弹性体、含氟表面改性剂先在高混机中混合1~3分钟，然后再加入滑 石粉、抗氧剂，再混合1~3分钟，高混机转速1500转/分，得到预混料，预混料经双螺杆挤出 机恪融挤出。
[0024]性能评价方式及实行标准
[0025]将按实施例1~8所述方法造粒所得的干燥粒子，用注塑机注射成型制样。
[0026] 摩擦磨损性能按照GB 3960-1983进行，试验力为200Ν，转速为200r/min，磨损时间 为1小时;拉伸性能测试按照GB/T 1040.2进行;弯曲性能测试按照GB/T 9341进行；
[0027] 材料的综合力学性能通过测试所得的拉伸强度、弯曲强度的数值进行评判，材料 的摩擦性能通过摩擦系数及磨损量来评判。实施例1~8的各项性能测试结果见表1。
[0028] 表1实施例中各组分重量百分比及综合性能测试结果
[0029]
[0031]从实施例1~8的测试对比结果可以看出，随着聚丙烯复合材料的摩擦系数逐渐降 低，磨损量呈逐渐减小趋势，同时矿物填充有助于降低材料的表面摩擦系统，并且从数据中 可以看出，通过添加含氟表面改性剂改善材料的摩擦性能，对材料的刚度没有明显的影响， 即可以通过所述方法在不损失材料刚性的情况下改善材料的耐磨性能。
【主权项】
1. 一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于：由W下按重量百分比计的原料组成： 聚丙婦 44~99.4%〇乂， 弹性体 日~20曰/〇， 滑石粉 Cr 30%， 含氣表面改化剂 1~5%， 抗氧剂 0.1-1% a2. 根据权利要求1所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述聚丙締为共聚聚 丙締，烙体流动速率为0.3~30g/10min，共聚聚丙締为嵌段共聚聚丙締。3. 根据权利要求1所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述弹性体为乙締一 丙締共聚物、乙締一已締共聚物、乙締一下締共聚物和乙締一辛締共聚物中的一种或几种 的混合物，其密度为0.85~0.90g/cm3。4. 根据权利要求1所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述滑石粉的平均粒 径为1000~10000目。5. 根据权利要求1所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述的含氣表面改性 剂主要成分是高分子量聚四氣乙締，粒径大于3350微米。6. 根据权利要求1所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述的抗氧剂包括主 抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酪类抗氧剂中的一种或几种;辅抗氧剂选用亚憐酸 醋类抗氧剂中的一种或几种的混合物。7. 根据权利要求6所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述的主抗氧剂选自 1010、3114和DSTP中的一种或几种;辅抗氧剂选自618和168中的一种或两种。8. 权利要求1-7任意之一所述耐磨聚丙締复合材料的制备方法，其特征在于:包括如下 步骤： 1) 按重量百分比称取各组分； 2) 将聚丙締、弹性体、含氣表面改性剂在高混机中混合1~3分钟，然后加入滑石粉、抗 氧剂再混合1~3分钟得到预混料； 3) 预混料经双螺杆挤出机烙融挤出，造粒，其具体工艺为:挤出机溫控一区160-180°C， 二区200-210°C，S区210-220°C，四区210-220°C，五区210-220°C，六区205-215,屯区200-210,压力 12-18MPa。
【专利摘要】本发明公开了一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法，这种耐磨聚丙烯复合材料按重量百分比计包括：聚丙烯44～99.4％，弹性体0～20％，含氟表面改性剂0.5～5.0％，滑石粉0～30％，热稳定剂0.1～1.0％。本发明由于含氟表面改性剂可降低产品表面摩擦系数，在材料配方中添加含氟表面改性剂，在挤出成型过程中，含氟表面改性剂受机械剪切应力作用倾向于迁移至制品表面，其结构中的活性成分会形成类似交联网状结构，从而使制品表面在受到外力摩擦作用时，能够有效降低产品表面的磨损伤害程度，进而实现改善聚丙烯复合材料的耐磨性能。
【IPC分类】C08L23/08, C08K5/526, C08K3/34, C08L27/18, C08L23/14, C08K5/134
【公开号】CN105504530
【申请号】CN201511020596
【发明人】徐美玲, 张鹰, 张祥福, 周文
【申请人】上海普利特复合材料股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种耐磨丙烯复合材料;本发明还给出了 一种耐磨聚丙烯复合材料的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯作为已成为广泛应用于家具家电、汽车、航空航天等领域的通用材料，但是 当聚丙烯作为摩擦材料时，存在着低温脆性突出、自身摩擦系数大、磨损率高的致命弱点， 针对这一问题，人们尝试采用各种方法来解决。申请号201220214387.1公开了一种耐刮擦 聚丙稀材料及其制备方法，该方法通过加入耐磨炭黑来改善材料的耐刮擦性，然而由于加 入了炭黑使得材料外观大受影响，限制了其应用范围；申请号201301899025.6公开了一种 耐磨PP/PE复合材料，该方法主要采用无机纳米材料来改善PP/PE塑料合金材料抗磨损性 能，但使用无机纳米材料使得成本较高；申请号201410460436.9公开了一种耐磨聚丙稀材 料及其制备方法，该方法主要采用碳酸钙晶须来改善聚丙烯材料的耐摩擦性能，但此方法 会影响材料的散发性能。
[0003] 含氟表面改性剂是一种经过表面特殊处理，分子结构中含有一种活性基团，其在 外力剪切作用下会向制品表面迀移并形成类似交联的网状结构，当外力摩擦制品表面时， 该网状结构将吸收消耗应力能量，从而实现改善善制品表面的耐磨性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法，可以提高聚丙烯 制品的耐摩擦性能，以解决聚丙烯制品在相关领域使用过程中容易出现表面磨损的现象。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
[0006] -种耐磨聚丙烯复合材料，由以下按重量百分比计的原料组成： 梁丙烯 44~99.4%%, 弹性体 0~2〇1
[0007] 滑石粉 0~30°/。 含氟表面改性剂 抗氧剂
[0008] 上述耐磨聚丙稀复合材料中，
[0009] 所述聚丙烯为共聚聚丙烯，熔体流动速率为0.3~30g/10min，共聚聚丙烯为嵌段 共聚聚丙烯。
[0010] 所述弹性体为乙烯一丙烯共聚物、乙烯一已烯共聚物、乙烯一丁烯共聚物和乙 烯一辛烯共聚物中的一种或几种的混合物，其密度为〇. 85~0.90g/cm3。
[0011] 所述滑石粉的平均粒径为1000~10000目。
[0012]所述的含氟表面改性剂主要成分是高分子量聚四氟乙烯，粒径大于3350微米。
[0013] 本发明通过在材料配方中添加含氟表面改性剂，在挤出成型过程中，含氟表面改 性剂受机械剪切应力作用倾向于迀移至制品表面，其结构中的活性基团会形成类似交联网 状结构，从而使制品表面在受到外力摩擦作用时，能够有效降低产品表面的摩擦伤害程度， 进而实现聚丙烯复合材料的耐摩擦效果。
[0014] 所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酚类抗氧剂中的一种 或几种;辅抗氧剂选用亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的混合物。
[0015] 优选的，所述的主抗氧剂选自1010、3114和03了？中的一种或几种；辅抗氧剂选自 618和168中的一种或两种。
[0016] 上述这种耐磨聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0017] 1)按重量百分比称取各组分；
[0018] 2)将聚丙烯、弹性体、含氟表面改性剂在高混机中混合1~3分钟，然后加入滑石 粉、抗氧剂再混合1~3分钟得到预混料；
[0019] 3)预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，其具体工艺为:挤出机温控一区160-180°C，二区200-210°C，三区210-220°C，四区210-220°C，五区210-220°C，六区205-215,七 区 2〇0_210,压力 l2_l8MPa。
【具体实施方式】
[0020] 以下通过实施例对本发明的实施方法进行具体说明，但不限制本发明的权利范 围。
[0021] 在实施例中，所述聚丙烯为韩国SK公司的共聚聚丙烯，商品名为B380G，所述含氟 表面改性剂来美国3M(中国）公司，所述的弹性体来自EXXON美孚公司，所述的抗氧剂为双键 化工(上海)有限公司生产的抗氧剂1010,商品名为CibaSCIrganox，化学名称为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯；和抗氧剂168,化学名称为三[2.4-二叔丁基苯 基]亚磷酸酯。
[0022] 实施例1~8
[0023] 按重量百分比称取表1中1~8所示的组分:聚丙烯、弹性体、滑石粉、含氟表面改性 剂、抗氧剂。将聚丙烯、弹性体、含氟表面改性剂先在高混机中混合1~3分钟，然后再加入滑 石粉、抗氧剂，再混合1~3分钟，高混机转速1500转/分，得到预混料，预混料经双螺杆挤出 机恪融挤出。
[0024]性能评价方式及实行标准
[0025]将按实施例1~8所述方法造粒所得的干燥粒子，用注塑机注射成型制样。
[0026] 摩擦磨损性能按照GB 3960-1983进行，试验力为200Ν，转速为200r/min，磨损时间 为1小时;拉伸性能测试按照GB/T 1040.2进行;弯曲性能测试按照GB/T 9341进行；
[0027] 材料的综合力学性能通过测试所得的拉伸强度、弯曲强度的数值进行评判，材料 的摩擦性能通过摩擦系数及磨损量来评判。实施例1~8的各项性能测试结果见表1。
[0028] 表1实施例中各组分重量百分比及综合性能测试结果
[0029]
[0031]从实施例1~8的测试对比结果可以看出，随着聚丙烯复合材料的摩擦系数逐渐降 低，磨损量呈逐渐减小趋势，同时矿物填充有助于降低材料的表面摩擦系统，并且从数据中 可以看出，通过添加含氟表面改性剂改善材料的摩擦性能，对材料的刚度没有明显的影响， 即可以通过所述方法在不损失材料刚性的情况下改善材料的耐磨性能。
【主权项】
1. 一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于：由W下按重量百分比计的原料组成： 聚丙婦 44~99.4%〇乂， 弹性体 日~20曰/〇， 滑石粉 Cr 30%， 含氣表面改化剂 1~5%， 抗氧剂 0.1-1% a2. 根据权利要求1所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述聚丙締为共聚聚 丙締，烙体流动速率为0.3~30g/10min，共聚聚丙締为嵌段共聚聚丙締。3. 根据权利要求1所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述弹性体为乙締一 丙締共聚物、乙締一已締共聚物、乙締一下締共聚物和乙締一辛締共聚物中的一种或几种 的混合物，其密度为0.85~0.90g/cm3。4. 根据权利要求1所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述滑石粉的平均粒 径为1000~10000目。5. 根据权利要求1所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述的含氣表面改性 剂主要成分是高分子量聚四氣乙締，粒径大于3350微米。6. 根据权利要求1所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述的抗氧剂包括主 抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酪类抗氧剂中的一种或几种;辅抗氧剂选用亚憐酸 醋类抗氧剂中的一种或几种的混合物。7. 根据权利要求6所述的一种耐磨聚丙締复合材料，其特征在于:所述的主抗氧剂选自 1010、3114和DSTP中的一种或几种;辅抗氧剂选自618和168中的一种或两种。8. 权利要求1-7任意之一所述耐磨聚丙締复合材料的制备方法，其特征在于:包括如下 步骤： 1) 按重量百分比称取各组分； 2) 将聚丙締、弹性体、含氣表面改性剂在高混机中混合1~3分钟，然后加入滑石粉、抗 氧剂再混合1~3分钟得到预混料； 3) 预混料经双螺杆挤出机烙融挤出，造粒，其具体工艺为:挤出机溫控一区160-180°C， 二区200-210°C，S区210-220°C，四区210-220°C，五区210-220°C，六区205-215,屯区200-210,压力 12-18MPa。
【专利摘要】本发明公开了一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法，这种耐磨聚丙烯复合材料按重量百分比计包括：聚丙烯44～99.4％，弹性体0～20％，含氟表面改性剂0.5～5.0％，滑石粉0～30％，热稳定剂0.1～1.0％。本发明由于含氟表面改性剂可降低产品表面摩擦系数，在材料配方中添加含氟表面改性剂，在挤出成型过程中，含氟表面改性剂受机械剪切应力作用倾向于迁移至制品表面，其结构中的活性成分会形成类似交联网状结构，从而使制品表面在受到外力摩擦作用时，能够有效降低产品表面的磨损伤害程度，进而实现改善聚丙烯复合材料的耐磨性能。
【IPC分类】C08L23/08, C08K5/526, C08K3/34, C08L27/18, C08L23/14, C08K5/134
【公开号】CN105504530
【申请号】CN201511020596
【发明人】徐美玲, 张鹰, 张祥福, 周文
【申请人】上海普利特复合材料股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日
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