一种低成本食品级自润滑聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低成本食品级自润滑聚丙烯材料及其制备方法，聚丙烯材料由下列原料按重量份组成：聚丙烯50‑60份，滑石粉20‑30份，聚丙烯粉料20‑30份，硅烷偶联剂0.1‑0.3份，抗氧剂0.2‑1份，润滑剂0.2‑1份，芥酸酰胺0.05‑1份。其中，滑石粉来源广泛可直接用于工业生产，可大幅降低生成成本；芥酸酰胺与聚丙烯不相容，制备过程中会迁移到材料表面形成润滑层，仅少量添加即可达到减小摩擦系数的目的。相较于涂层外润滑方案，本发明专利技术制备的材料环境友好，且注塑成型即可达到外润滑效果，从材料上解决了自润滑产品涂层易脱落、时效短、成本高的问题，具有低成本、自润滑、满足食品接触要求的特点。

A low cost food grade self lubricating polypropylene material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低成本食品级自润滑聚丙烯材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子
，特别涉及一种低成本食品级自润滑聚丙烯材料及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，环境友好型、耐磨寿命长、低摩擦、自润滑的固体润滑材料在电子、生物、通讯、航天及航空等高科技领域应用的越来越广泛。30-40年代自润滑材料出现，其本身具有润滑性，还能够涂覆在其它固体表面。目前，已经商业化固体润滑剂主要有石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。一般自润滑材料是以粉末、薄膜、表面涂层的形式使用。缺点是润滑涂层耐久性差、加工成本高和不满足食品卫生要求而在食品包装，家用电器方面受到限制，而聚丙烯(PP)具有比重轻、价格低廉、机械性能好和耐热性能佳等优良的物理性能和加工性，并且可承受蒸汽消毒,是通用塑料中发展最快的一种材料,广泛的应用在食品包装及家电产品中。市场常见自润滑聚丙烯生产方式有添加硬脂酸甘油酯、聚四氟乙烯等方法，成本较常规改性聚丙烯大幅提升，且不能很好的满足食品级接触标准。为此，结合家用电器冰箱抽屉类产品开发经验，在常规食品级材料的基础上增加自润滑效果，在抽屉使用过程中，阻尼感的减小，使得日常抽拉过程变得更加顺畅，而优化了产品的使用体验。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低成本食品级自润滑聚丙烯材料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低成本食品级自润滑聚丙烯材料，由下列原料按重量份组成：进一步方案，所述聚丙烯为间规聚丙烯、无规聚丙烯中的至少一种。进一步方案，所述滑石粉中硅的质量分数大于60％，滑石粉的粒径分布为D95＜200nm，PH值为7-9。进一步方案，所述聚丙烯粉料在230℃/2.16KG条件下的熔融指数为10-17g/10min；聚丙烯粉料不同于聚丙烯粒料，粒料密度更大，优先下沉，导致滑石粉粉末累计，后架桥垮塌，进料量猛增，造成生产计量不准确，进而影响生产。粉料是本白色粉末，相较于粒料密度小，有助于改善滑石粉填料架桥现象。进一步方案，所述硅烷偶联剂为丁二烯基三乙氧基硅烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si-69)中的至少一种。进一步方案，所述抗氧剂为受阻酚类、硫代酯类、亚磷酸酯类热稳定剂中的至少一种。进一步方案，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、乙撑双硬脂酰胺、接枝乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。本专利技术的另一个目的是提供上述所述的低成本食品级自润滑聚丙烯材料的制备方法，所述包括以下步骤：(1)将硅烷偶联剂加入乙醇中得到硅烷偶联剂的乙醇溶液，滑石粉干燥后加入前述溶液中，依次经过搅拌回流、抽滤分离、干燥后得到表面处理的滑石粉；(2)将表面处理的滑石粉、聚丙烯、聚丙烯粉料、抗氧剂、润滑剂、芥酸酰胺一起加入通有氮气保护的混合机中，高速混合2-10min得到混合物料；(3)抽粒前，要保证挤出机台螺杆和螺筒达到A级别清机要求，在氮气保护下，将混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得低成本食品级自润滑聚丙烯材料；所述平行双螺杆挤出机的机筒温度为200-220℃，螺杆转速为400-600r/min，真空度为-0.04～0.1MPa。与现有技术相比，本专利技术有益效果体现在：(1)本专利技术制得的低成本食品级自润滑聚丙烯材料是采用通用的聚丙烯基材、滑石粉、芥酸酰胺、润滑剂及抗氧剂制得，其原材料价廉(滑石粉填充可大幅降低复合材料成本)并来源广泛可直接用于工业化生产；相较于涂层外润滑方案，更加环境友好，且注塑成型即可达到外润滑效果。本专利技术材料具有低成本、自润滑、满足食品接触要求的特点。改善了家用电器抽屉装置的使用体验，在食品包装盒方面，优化开封阻尼感的同时，满足食品接触要求，为人们日常生活带来了更加便利，安全的体验。(2)本专利技术原料添加了芥酸酰胺组分，因芥酸酰胺与高分子聚合物聚丙烯不相容，制备过程中会迁移到材料表面形成润滑层，仅少量添加(质量分数0.2-1％)即可达到减小摩擦系数的目的。从材料上解决了自润滑产品涂层易脱落、时效短、成本高的问题。标准实验条件下可以降低动摩擦系数0.05-0.1；可以广泛适用于家电；食品包装类材料。(3)本专利技术原料中添加量聚丙烯粉料，聚丙烯粉料不同于聚丙烯粒料，粒料密度大，优先下沉，导致滑石粉粉末累计，后架桥垮塌，进料量猛增，造成生产计量不准确，进而影响生产。本专利技术使用的聚丙烯粉料是本白色粉末，相较于粒料密度小，有助于改善滑石粉填料架桥现象。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作更进一步的说明。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例中所用试剂的型号以及供应商如下：聚丙烯为无规共聚聚丙烯(中国石油化工集团公司PP7227H)，滑石粉(泉州旭丰粉体原料有限公司955A，聚丙烯粉料(金陵石油化工有限责任公司PP粉料150)，芥酸酰胺为英国禾大集团UNISLIP1753芥酸酰胺，上述试剂只是为了说明本专利技术实验时所采用的试剂来源和成分，以便充分公开，并不表示采用其他同类试剂或其他供应商提供的试剂就不能实现本专利技术。实施例1：本实施例中的低成本食品级自润滑聚丙烯是由下列原料按重量份组成：上述硅烷偶联剂使用的是丁二烯基三乙氧基硅烷，抗氧剂使用的是受阻酚类抗氧剂1010，润滑剂使用的是乙撑双硬脂酰胺；具体制备方法包括以下步骤：(1)按配比称取20份干燥后的滑石粉，用质量百分浓度为10％的硅烷偶联剂的乙醇溶液(其中硅烷偶联剂的用量按照配方中0.15份计算)低速搅拌回流15min，真空抽滤，置于电热恒温鼓风干燥箱中60℃干燥至恒重，得表面处理的滑石粉。(2)取60份聚丙烯、(1)中制得的表面处理的滑石粉20份、20份聚丙烯粉料、0.2份抗氧剂、共0.2份润滑剂、0.2份芥酸酰胺，一起加入通有氮气保护的混合机中高速混合6分钟得到混合物料；(3)抽粒前，要保证挤出机台螺杆和螺筒达到A级别清机要求，在氮气保护下，将(2)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得低成本食品级自润滑聚丙烯材料；其中挤出机的机筒温度为210℃，螺杆转速为550r/min，真空度为-0.04MPa。实施例2：本实施例中的低成本食品级自润滑聚丙烯是由下列原料按重量份组成：上述硅烷偶联剂使用的是丁二烯基三乙氧基硅烷，抗氧剂使用的是受阻酚类抗氧剂1010，润滑剂使用的是乙撑双硬脂酰胺；具体制备方法包括以下步骤：(1)按配比称取20份干燥后的滑石粉，用质量百分浓度为10％的硅烷偶联剂的乙醇溶液(其中硅烷偶联剂的用量按照配方中0.15份计算)低速搅拌回流15min，真空抽滤，置于电热恒温鼓风干燥箱中60℃干燥至恒重，得表面处理的滑石粉。(2)取60份无规共聚聚丙烯、(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本食品级自润滑聚丙烯材料，其特征在于：由下列原料按重量份组成：/n聚丙烯 50-60份，/n滑石粉 20-30份，/n聚丙烯粉料 20-30份，/n硅烷偶联剂 0.1-0.3份，/n抗氧剂 0.2-1份，/n润滑剂 0.2-1份，/n芥酸酰胺 0.05-1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种低成本食品级自润滑聚丙烯材料，其特征在于：由下列原料按重量份组成：
聚丙烯50-60份，
滑石粉20-30份，
聚丙烯粉料20-30份，
硅烷偶联剂0.1-0.3份，
抗氧剂0.2-1份，
润滑剂0.2-1份，
芥酸酰胺0.05-1份。


2.根据权利要求1所述的低成本食品级自润滑聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯为间规聚丙烯、无规聚丙烯中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的低成本食品级自润滑聚丙烯材料，其特征在于：所述滑石粉中硅的质量分数大于60%，滑石粉的粒径分布为D95＜200nm。


4.根据权利要求1所述的低成本食品级自润滑聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯粉料在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为10-17g/10min。


5.根据权利要求1所述的低成本食品级自润滑聚丙烯材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为丁二烯基三乙氧基硅烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物中的至少一种。


6.根据权利要求1所述的低成本食品级自润滑聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉成，宋钰，黄浩，李荣群，
申请(专利权)人：会通新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34