一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法，特点是由以下原料及其重量份数组成：聚丙烯41‑61份、阻燃剂5‑15份、增韧‑耐刮擦复合助剂20‑40份、阻燃协效剂5‑15份、抗氧剂0.3份和抗铜老化剂0.4份，其中复合助剂由以下原料及其重量份数组成：乙烯‑辛烯共聚物10‑15份、相容剂3份、偶联剂1‑2份、纳米滑石粉5‑10份和碳酸镁晶须5‑10份，其制备方法包括增韧‑耐刮擦复合助剂制备的步骤；将聚丙烯、阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂和抗铜老化剂混合均匀后与增韧‑耐刮擦复合助剂通过双螺杆挤出机塑化后，冷却切粒得到产品的步骤，优点是具有高缺口冲击强度、高热变形温度、高耐刮擦性能。

A super toughened and scraping polypropylene composite material for a socket and its preparation method

The invention discloses a socket with super tough scratch resistant polypropylene composite material and its preparation method is characterized by comprising the following raw materials and parts by weight: 41 polypropylene 61 copies, 15 copies, 5 flame retardant toughening scratch resistant composite agent 20 40, fire retardant synergistic agent 15, 5 0.3 antioxidant and anti ageing agent copper 0.4, the composite agent comprises the following raw materials and parts by weight: ethylene octene copolymer 10 15 copies, 3 copies of the compatibilizer and coupling agent 1 2 copies, 10 copies of the 5 nano talcum powder and magnesium carbonate whisker 5 10 copies of its preparation the method includes toughening scratch resistant composite additives preparation steps; polypropylene, flame retardant, flame retardant synergistic agent, antioxidant and anti ageing agent mixed with copper toughened scratch resistant composite additives by twin-screw extruder plasticizing, cooled and granulated product steps, and The point is with high notch impact strength, high thermal deformation temperature and high scratch resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料及制备方法
本专利技术涉及聚丙烯材料，尤其是涉及一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料及制备方法。
技术介绍
开关插座对材料的要求是：要具有高强度、高韧性、高抗热性、高阻燃、高电绝缘性能等。行业内常规选材方案是使用阻燃ABS材料、阻燃PC材料。随着产品成本的控制，聚丙烯材料在插座上的应用成为一种趋势。聚丙烯通过添加增韧剂来提高材料韧性，如添加POE（乙烯和辛烯的共聚物），但提高韧性的同时会降低材料的热变形温度，同时材料在接触时容易出现划痕。热变形温度的降低，对材料在插座上的使用带来安全风险。材料表面宏观上的变软易刮擦出现划痕，会降低用户的使用体验，影响产品的市场竞争力，进而影响公司品牌形象。针对此问题，常用玻璃纤维或无机矿物对材料进行填充改性，以提高材料的热变形温度和耐刮擦性能。其中玻璃纤维增强材料注塑后产品外观容易出现浮纤问题，且使用玻璃纤维增强材料，对于注塑模具的损伤较大，模具需使用高硬度钢材，且生产过程中需要经常性的抛光模具。风险有两方面，第一，使用高硬度钢材模具，在注塑急冷急热情况下长时间生产，容易造成模具型腔开裂；第二，经常性的抛光模具，会导致模具变形，影响产品的加工精度。若使用无机矿物填充改性，会解决以上问题，但无机矿物即使在偶联剂存在的情况下也比较难与树脂基材均匀结合，对材料的共混改性极易出现团聚，分散不均匀，导致注塑产品性能的稳定性差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有高缺口冲击强度、高热变形温度、高耐刮擦性能的插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料及制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料，由以下原料及其重量份数组成：聚丙烯41-61份、阻燃剂5-15份、增韧-耐刮擦复合助剂20-40份、阻燃协效剂5-15份、抗氧剂0.3份和抗铜老化剂0.4份，其中所述的增韧-耐刮擦复合助剂由以下原料及其重量份数组成：乙烯-辛烯共聚物（POE）10-15份、相容剂3份、偶联剂1-2份、纳米滑石粉5-10份和表面具有微孔的碳酸镁晶须5-10份。所述的纳米滑石粉的粒径为25-50nm，所述的碳酸镁晶须的直径为10~15μm，长径比为30~50，所述的碳酸镁晶须的表面微孔孔径为150-300nm。长径比是指长度与直径的比值，碳酸镁晶须的微孔可作为搭载纳米滑石粉的载体。所述的碳酸镁晶须的表面微孔的制备方法如下：将碳酸镁晶须采用含有质量浓度0.15%缓蚀剂的稀硫酸进行腐蚀，处理时间20s-35s，腐蚀结束后，用去离子水洗去碳酸镁晶须表面的稀硫酸及缓蚀剂，即制得表面具有微孔的碳酸镁晶须，其中所述的稀硫酸的质量浓度为1%-3%，所述的缓蚀剂为缓蚀剂LAN-826。在该腐蚀体系作用下，能够较好的控制腐蚀速度，将碳酸镁晶须的表面微孔孔径控制在150-300nm。所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷(YDH-151)和Y-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）的一种或两种的混合物，二者同时使用时质量比为1-3:1，优选为2:1。偶联剂对搭载纳米滑石粉的碳酸镁晶须进行浸润，可以提高其与POE增韧剂之间的结合力。所述的相容剂为马来酸酐。其可以与偶联剂浸润后的碳酸镁晶须的亲水基发生反应，提高与POE之间的结合能力，同时也可以提高POE和PP基材树脂的结合能力。所述的聚丙烯的熔融指数为14-40g/10min，所述的阻燃剂为市售次磷酸酯阻燃剂，所述的阻燃协效剂为三聚氰胺氰尿酸盐（MCA），所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）和双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯（抗氧剂626）按质量比（1-1.6）：1混合而成，所述的抗铜老化剂为受阻酚类非污染性抗铜剂。上述插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料的制备方法，具体步骤如下：（1）增韧-耐刮擦复合助剂制备：将纳米滑石粉和碳酸镁晶须在80℃下烘烤4h后，将纳米滑石粉和碳酸镁晶须在高速混合机中混合直至纳米滑石粉均匀分布到碳酸镁晶须微孔中，之后将搭载了纳米滑石粉的碳酸镁晶须在偶联剂中浸润25-30min，然后与乙烯-辛烯共聚物（POE）、相容剂在高速混合机中混合均匀，得到增韧-耐刮擦复合助剂；其中各原料的重量份数如下：乙烯-辛烯共聚物（POE）10-15份、相容剂3份、偶联剂1-2份、纳米滑石粉5-10份和表面具有微孔的碳酸镁晶须5-10份；（2）将配方量的聚丙烯、阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂和抗铜老化剂，在高速混合机中混合均匀，然后与增韧-耐刮擦复合助剂通过双螺杆挤出机塑化后，冷却，切粒，得到插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料，其中各原料的重量份数如下：聚丙烯41-61份、阻燃剂5-15份、增韧-耐刮擦复合助剂20-40份、阻燃协效剂5-15份、抗氧剂0.3份和抗铜老化剂0.4份。9、根据权利要求8所述的一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为37-45，各段温度和转速如下表所示：与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术首次公开了一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料及其制备方法，克服了使用玻璃纤维改性浮纤和模具伤害问题，以及添加无机矿物易出现分散不均的技术问题，纳米滑石粉可以在微孔碳酸镁晶须中均匀分散，经偶联剂浸润，在相容剂的作用下可以很好的与POE和PP树脂结合，使得本专利技术材料方案具有高缺口冲击强度、高抗热性、高阻燃、高耐刮擦性能等，可以广泛用于开关插座、转换器外壳等领域。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。一、具体实施例实施例1一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料，由以下原料及其重量份数组成：聚丙烯41份、阻燃剂15份、增韧-耐刮擦复合助剂24份、阻燃协效剂15份、抗氧剂0.3份和抗铜老化剂0.4份，增韧-耐刮擦复合助剂由以下原料及其重量份数组成：乙烯-辛烯共聚物（POE）10份、相容剂3份、偶联剂1份、纳米滑石粉5份和表面具有微孔的碳酸镁晶须5份，其制备方法具体步骤如下：（1）在碳酸镁晶须表面制备微孔：将碳酸镁晶须采用含有质量浓度0.15%缓蚀剂LAN-826的稀硫酸进行腐蚀，处理时间20s-35s，腐蚀结束后，用去离子水洗去碳酸镁晶须表面的稀硫酸及缓蚀剂，即制得表面具有微孔的碳酸镁晶须，其中所述的稀硫酸的质量浓度为1%-3%；得到碳酸镁晶须的表面微孔孔径为150-300nm；（2）增韧-耐刮擦复合助剂制备：将纳米滑石粉和碳酸镁晶须在80℃下烘烤4h后，将纳米滑石粉和碳酸镁晶须在高速混合机中混合直至纳米滑石粉均匀分布到碳酸镁晶须微孔中，之后将搭载了纳米滑石粉的碳酸镁晶须在偶联剂中浸润25-30min，然后与乙烯-辛烯共聚物（POE）、相容剂在高速混合机中混合均匀，得到增韧-耐刮擦复合助剂；（3）将配方量的聚丙烯、阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂和抗铜老化剂，在高速混合机中混合均匀，然后与增韧-耐刮擦复合助剂通过双螺杆挤出机塑化后，冷却，切粒，得到插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料。在此具体实施例中，纳米滑石粉的粒径为25-50nm，碳酸镁晶须的直径为10-15μm，长径比为30-50。在此具体实施例中，偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷(YDH-151)和Y-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）的混合物，二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于由以下原料及其重量份数组成：聚丙烯41‑61份、阻燃剂5‑15份、增韧‑耐刮擦复合助剂 20‑40份、阻燃协效剂 5‑15份、抗氧剂0.3份和抗铜老化剂0.4份，其中所述的增韧‑耐刮擦复合助剂由以下原料及其重量份数组成：乙烯‑辛烯共聚物10‑15份、相容剂3份、偶联剂1‑2份、纳米滑石粉5‑10份和表面具有微孔的碳酸镁晶须5‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于由以下原料及其重量份数组成：聚丙烯41-61份、阻燃剂5-15份、增韧-耐刮擦复合助剂20-40份、阻燃协效剂5-15份、抗氧剂0.3份和抗铜老化剂0.4份，其中所述的增韧-耐刮擦复合助剂由以下原料及其重量份数组成：乙烯-辛烯共聚物10-15份、相容剂3份、偶联剂1-2份、纳米滑石粉5-10份和表面具有微孔的碳酸镁晶须5-10份。2.根据权利要求1所述的一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的纳米滑石粉的粒径为25-50nm，所述的碳酸镁晶须的直径为10~15μm，长径比为30~50，所述的碳酸镁晶须的表面微孔孔径为150-300nm。3.根据权利要求2所述的一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于所述的碳酸镁晶须的表面微孔的制备方法如下：将碳酸镁晶须采用含有质量浓度为0.15%缓蚀剂的稀硫酸进行腐蚀，处理时间20s-35s，腐蚀结束后，用去离子水洗去碳酸镁晶须表面的稀硫酸及缓蚀剂，即制得表面具有微孔的碳酸镁晶须，其中所述的稀硫酸的质量浓度为1%-3%。4.根据权利要求1所述的一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和Y-氨丙基三乙氧基硅烷的一种或两种的混合物。5.根据权利要求1所述的一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐。6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种插座用超韧耐刮擦聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯的熔融指数为14-40g/10...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋洋，刘兵仁，申会员，何洋，邵景昌，孔德玉，
申请(专利权)人：公牛集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33