一种超疏水耐磨聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种超疏水耐磨聚丙烯材料及其制备方法；超疏水耐磨聚丙烯材料按重量份的组分组成为：60～100质量份聚丙烯嵌段共聚物，5～20质量份增韧剂，0.5～1.5质量份复合抗氧剂；本发明专利技术通过在聚丙烯分子链间嵌段聚硅烷，使聚丙烯分子具有超疏水性，所嵌段的超疏水剂的分子上含有大量的苯环，超疏水剂的引入提高了聚丙烯的刚性，同时在聚丙烯分子链中嵌段耐磨剂增强聚丙烯材料的耐磨性能。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水耐磨聚丙烯材料及其制备方法
本专利技术属高分子材料领域，具体涉及一种超疏水耐磨聚丙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯作为一种通用塑料，已广泛用于各个领域的材料中，特点是在家电、电器等领域具有广泛的应用。但随着目前产品的升级及客户要求的提高，很多家电、电器聚丙烯材料，如洗碗机内胆、电器盒等会接触水的部品，会挂上水滴或残留水，这些易污染滋生细菌、更严重时造成电路短路等危害，因而，提高聚丙烯材料的疏水性能具有重要意义。现有技术中大多以物理混合的方式再聚丙烯中加入超疏水剂和耐磨剂，一方面，加入超疏水剂和耐磨剂与聚丙烯存在相容性差的问题，另一方面，超疏水剂和耐磨剂与聚丙烯间不存在化学键的相互作用，超疏水剂和耐磨剂与聚丙烯基材之间结合作用较弱，超疏水剂和耐磨剂分散的均匀性不易保证，此外也难以避免超疏水剂和耐磨剂成分的流失问题，直接影响制品的长期超疏水性和耐磨性；基于此，本专利技术提出了一种超疏水耐磨聚丙烯材料及其制备方法。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种超疏水耐磨聚丙烯材料及其制备方法，通过在聚丙烯分子链间嵌段聚硅烷，使聚丙烯分子具有超疏水性，所嵌段的超疏水剂的分子上含有大量的苯环，超疏水剂的引入提高了聚丙烯的刚性，同时在聚丙烯分子链中嵌段耐磨剂增强聚丙烯材料的耐磨性能，超疏水性和耐磨性能具有协同增效作用。本专利技术的目的在于提供一种超疏水耐磨聚丙烯材料。本专利技术的另一目在于是提供上述超疏水耐磨聚丙烯材料的制备方法。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：超疏水耐磨聚丙烯材料的制备方法如下：按重量份的组分组成：60～100质量份聚丙烯嵌段共聚物，5～20质量份增韧剂，0.5～1.5质量份复合抗氧剂在高速混合机中进行常温混合挤出、直至混合所产生的摩擦热使得物料温度升高至90℃～100℃，出料冷却和将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，所挤出的条料经水槽冷却、牵引进入切粒机造粒，得超疏水耐磨聚丙烯材料。所述聚丙烯嵌段共聚物具有以下结构：式中n的取值为50～100，m的取值为10～20，p的取值为10～20。上述聚丙烯嵌段共聚物的制备方法如下：1.碱性条件下，以3-巯基丙酸和CS2为原料，制备得到S-丙酸-S’-(α-甲基-α’-乙酸)-三硫代碳酸酯。其中，3-巯基丙酸与CS2的摩尔比为2:1。所述的碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾。2.以甲苯为溶剂、吡啶为缚酸剂、单末端羟基聚丙烯与RAFT试剂S-丙酸-S’-(α-甲基-α’-乙酸)-三硫代碳酸酯进行酯化反应，得到聚丙烯大分子转移剂。其中，单末端羟基聚丙烯、SOCl2与S-丙酸-S’-(α-甲基-α’-乙酸)-三硫代碳酸酯的摩尔比为1:5:5。3.以甲苯/DMF为溶剂、(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷为单体、聚丙烯大分子链转移剂为链转移剂、偶氮二异丁腈为引发剂，在无水无氧、氮气保护条件下80～90℃反应4～6小时，得到聚丙烯嵌段聚硅烷。其中，聚丙烯大分子链转移剂、偶氮二异丁腈与(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷的摩尔比为1:8:800。其中，(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷的浓度为1mol/L。其中，甲苯与DMF的体积比为10:1。4.以甲苯/DMF为溶剂、耐磨剂为单体、聚丙烯嵌段聚硅烷、偶氮二异丁腈为引发剂，在无水无氧、氮气保护条件下80～90℃反应4～6小时，得到聚丙烯嵌段共聚物。其中，耐磨剂的结构式如下：其中，聚丙烯嵌段聚硅烷、偶氮二异丁腈与耐磨剂的摩尔比为1:8:800。其中，耐磨剂的浓度为1mol/L。其中，甲苯与DMF的体积比为10:1。所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物。所述复合抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按照2:3的重量比组成。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术通过在聚丙烯分子链间嵌段聚硅烷，使聚丙烯分子具有超疏水性，所嵌段的超疏水剂的分子上含有大量的苯环，超疏水剂的引入提高了聚丙烯的刚性，同时在聚丙烯分子链中嵌段耐磨剂增强聚丙烯材料的耐磨性能，超疏水性和耐磨性能具有协同增效作用。(2)本专利技术提供了一种超疏水耐磨聚丙烯材料，一方面，克服了超疏水剂和耐磨剂与聚丙烯存在相容性差的问题，另一方面，克服了超疏水剂和耐磨剂与聚丙烯间不存在化学键的相互作用，超疏水剂和耐磨剂与聚丙烯基材之间结合作用较弱，超疏水剂和耐磨剂分散的均匀性不易保证，难以避免超疏水剂和耐磨剂成分的流失问题，直接影响制品的长期超疏水性和耐磨性的问题。附图说明图1为聚丙烯嵌段聚硅烷的核磁氢谱图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。实施例1S-丙酸-S’-(α-甲基-α’-乙酸)-三硫代碳酸酯的制备。在500mL三颈烧瓶中加入3-巯基丙酸(10mmol)、100mL蒸馏水和20g50％NaOH溶液，搅拌30min，缓慢滴加CS2(5mmol)，搅拌过夜，缓慢滴加2-溴丙酸(5mmol)，过夜反应后，室温下将产物用浓盐酸酸化30min，抽滤收集产物，用去离子水洗涤后真空干燥，得S-丙酸-S’-(α-甲基-α’-乙酸)-三硫代碳酸酯，产率为51.6％。1H-NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):12.35(s,1H,COOH),12.10(s,1H,COOH),5.03(m,1H,CH),3.44(t,2H,CH2),2.81(t,2H,CH2),1.59(d,3H,CH3).实施例2聚丙烯大分子链转移剂的制备。将S-丙酸-S’-(α-甲基-α’-乙酸)-三硫代碳酸酯(5.0mmol)和20ml无水四氢呋喃THF加入装有搅拌子的50mL支口瓶中，不断搅拌下缓慢滴加氯化亚砜SOCl2(5.0mmol)，升温至70℃，回流1.5h，结束反应后减压蒸馏除去SOCl2和THF，得黄色油状产物，并用适量的甲苯溶液溶解。在100mL的装有搅拌子的支口瓶中加入单末端羟基聚丙烯(1.0mmol)，在N2气氛下，加入30ml无水甲苯，加热到70℃，不断搅拌，完全溶解后加入1.0ml吡啶，搅拌30min后，缓慢滴加上述的溶于甲苯溶液的黄色油状产物，85℃下搅拌2h，结束反应后，产物冷却到室温，经甲苯/甲醇不断溶解/沉淀循环两次后，真空50℃下烘干至恒重，得聚丙烯大分子转移剂，产率为71.6％。实施例3聚丙烯嵌段聚硅烷的制备。于带有搅拌子的10mlSchlenk瓶中分别加入实施例2中制备得到的聚丙烯大分子链转移剂(0.08mmol)、苯基(乙基)硅烷二醇(8mmol)、AIBN(0.01mmol)和8mL甲苯/DMF(10/1)，经过三次液氮冷冻-抽气-解冻循环后，置于预先设定好的80℃油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超疏水耐磨聚丙烯材料，其特征在于，所述的超疏水耐磨聚丙烯材料按重量份的组分组成为：60～100质量份聚丙烯嵌段共聚物，5～20质量份增韧剂，0.5～1.5质量份复合抗氧剂，其中，聚丙烯嵌段共聚物具有式(I)所示结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种超疏水耐磨聚丙烯材料，其特征在于，所述的超疏水耐磨聚丙烯材料按重量份的组分组成为：60～100质量份聚丙烯嵌段共聚物，5～20质量份增韧剂，0.5～1.5质量份复合抗氧剂，其中，聚丙烯嵌段共聚物具有式(I)所示结构：



式中n的取值为50～100，m的取值为10～20，p的取值为10～20。


2.根据权利要求1所述的一种超疏水耐磨聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯嵌段共聚物的制备方法包括如下步骤：
(1)碱性条件下，以3-巯基丙酸和CS2为原料，制备得到S-丙酸-S’-(α-甲基-α’-乙酸)-三硫代碳酸酯；
(2)以甲苯为溶剂、吡啶为缚酸剂、单末端羟基聚丙烯与RAFT试剂(即可逆加成-断裂链转移试剂)S-丙酸-S’-(α-甲基-α’-乙酸)-三硫代碳酸酯进行酯化反应，得到聚丙烯大分子转移剂；
(3)以甲苯/DMF为溶剂、(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷为单体、聚丙烯大分子链转移剂为链转移剂、偶氮二异丁腈为引发剂，在无水无氧、氮气保护条件下80～90℃反应4～6小时，得到聚丙烯嵌段聚硅烷；
(4)以甲苯/DMF为溶剂、耐磨剂为单体、聚丙烯嵌段聚硅烷、偶氮二异丁腈为引发剂，在无水无氧、氮气保护条件下80～90℃反应4～6小时，得到聚丙烯嵌段共聚物。


3.根据权利要求2所述的一种超疏水耐磨聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯嵌段共聚物的制备方法，在步骤(1)中，所述3-巯基丙酸与CS2的摩尔比为2:1；碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾。


4.根据权利要求2所述的一种超疏水耐磨聚丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小华，
申请(专利权)人：曾小华，
类型：发明
国别省市：广东;44