一种硅酮母粒、制备方法及其在汽车零部件中的应用技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域，为解决现有技术下聚有机硅氧烷与聚丙烯材料结合效果不佳导致硅酮母粒质量不稳定、力学性能、耐磨性能差的问题，公开了一种硅酮母粒、制备方法及其在汽车零部件中的应用，包括如下重量份的原料：100份改性聚有机硅氧烷、25～400份聚丙烯、0.125～50份硫化剂以及0.0125～5份促进剂，其中改性聚有机硅氧烷由聚有机硅氧烷、相容剂和催化剂混合熔融得到，相容剂添加量为聚有机硅氧烷质量的1～20%，催化剂添加量为聚有机硅氧烷质量的1～5%。该硅酮母粒中聚有机硅氧烷与聚丙烯结合紧密，具有良好的耐磨性、润滑性和力学性能，并且加工性能得到明显改善，可用于雨刮器、密封件等汽车零部件。密封件等汽车零部件。

【技术实现步骤摘要】
一种硅酮母粒、制备方法及其在汽车零部件中的应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，尤其涉及一种硅酮母粒、制备方法及其在汽车零部件中的应用。

技术介绍

[0002]硅酮母粒是热塑性塑料的一种含有聚有机硅氧烷的加工助剂。聚有机硅氧烷具有优异的耐油、耐老化、耐磨性、自滑性以及耐高低温能力；而聚丙烯具有高强度、韧性好、耐老化及质量轻、易加工、成品尺寸稳定好等优点，将聚丙烯与聚有机硅氧烷复合制成硅酮母粒，可提高硅酮母粒的力学性能和加工性能。但是，由于聚有机硅氧烷与聚丙烯材料的粘度相差大，界面作用力弱，在混合过程中以及在动态硫化过程中出现微观甚至宏观相分离，导致硅酮母粒力学性能、耐磨性能等综合性能变差。因此，需要开发一种提高硅酮母粒中聚有机硅氧烷与聚丙烯相容性的方法。
[0003]如在中国专利文献上公开的“一种硫化增强耐刮擦硅酮母粒及其制备方法”，其公告号为CN113930013A，该硅酮母粒以聚丙烯树脂、超高分子量聚硅氧烷、硫化剂、硅油为原料。该专利技术通过动态硫化使聚硅氧烷和载体聚丙烯形成交联互穿网络结构进而增强硅酮母粒的耐刮擦性能，但该硅酮母粒中使用的聚硅氧烷为超高分子量聚硅氧烷，其粘度较大加工性能较差，难以和聚丙烯均匀混合，并且聚硅氧烷仅通过硫化键和聚丙烯交联，其交联网络易被打断导致硅酮母粒中聚硅氧烷和聚丙烯分离。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服现有技术下聚有机硅氧烷与聚丙烯材料结合效果不佳导致硅酮母粒质量不稳定，力学性能、耐磨性能差的问题，提供一种硅酮母粒，该硅酮母粒中聚有机硅氧烷与聚丙烯结合紧密，具有良好的耐磨性、润滑性和力学性能，并且加工性能得到明显改善。并且本专利技术还提供了一种硅酮母粒制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种硅酮母粒，包括如下重量份的原料：100份改性聚有机硅氧烷、25～400份聚丙烯、0.125～50份硫化剂以及0.0125～5份促进剂，其中改性聚有机硅氧烷由聚有机硅氧烷、相容剂和催化剂混合熔融得到，相容剂添加量为聚有机硅氧烷质量的1～20％，催化剂添加量为聚有机硅氧烷质量的1～5％。
[0006]本专利技术将聚丙烯与聚有机硅氧烷通过物理化学技术复合，发挥彼此优势，制成硅酮母粒，具有良好的耐老化、抗疲劳、耐磨损、压缩永久变形小、热稳定性良好、易于加工成型的特点。聚有机硅氧烷在催化剂的参与下与相容剂结合得到改性聚有机硅氧烷，改性聚有机硅氧烷与聚丙烯相容性好，并且改性聚有机硅氧烷通过硫化进一步提高硅酮母粒的力学性能。
[0007]作为更优选，所述硫化剂的添加量为改性聚有机硅氧烷和聚丙烯总质量的0.5～5％。
[0008]作为更优选，所述促进剂的添加量为改性聚有机硅氧烷和聚丙烯总质量的0.2～0.8％。
[0009]作为更优选，所述促进剂的添加量为改性聚有机硅氧烷和聚丙烯总质量的0.3～0.6％。
[0010]作为优选，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝聚乙烯，相容剂的接枝率为0.5～5％。
[0011]作为优选，所述聚有机硅氧烷为含羟基、氨基、乙烯基、羧基中的一种或几种官能团的聚有机硅氧烷，分子量1
×
103～1
×
106g/mol，官能团摩尔分数为0.1～1.0％。
[0012]羟基、氨基、乙烯基和羧基可与马来酸酐基团连接。
[0013]作为优选，所述催化剂为正硅酸乙酯、钛酸酯、Ni的氧化物和Ni的有机配合物中的一种或几种。
[0014]作为优选，所述聚丙烯在测试温度230℃、质量2.16kg条件下的熔融流动速率为1～10.0g/min。
[0015]作为优选，所述改性聚有机硅氧烷还包括抗氧剂，抗氧化剂为抗氧化剂168和抗氧化剂1010中的一种或两种，抗氧剂的添加量为聚有机硅氧烷质量的0.5～2％。
[0016]作为更优选，所述抗氧化剂为抗氧化剂168和抗氧化剂1010以1:1质量比混合。
[0017]作为优选，所述硫化剂为Pt的氧化物、Pt的络合物、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基和硫磺中的一种或几种。
[0018]作为优选，所述促进剂为氧化铝、氧化镁和季戊四醇酯中的一种或几种。
[0019]一种上述硅酮母粒的制备方法，包括如下步骤：(1)将改性聚有机硅氧烷的原料混合熔融得到改性聚有机硅氧烷；(2)将聚丙烯、改性聚有机硅氧烷、硫化剂及促进剂混合后加入双螺杆挤出机中硫化成型，再挤出切粒得到硅酮母粒。
[0020]本专利技术采用两步法制备硅酮母粒，有利于助剂在聚有机硅氧烷中均匀地分散，减小了填料在加工成型中的析出；同时，通过硫化工艺，制备的硅酮母粒具备耐刮擦、润滑性好、耐老化、抗紫外线以及力学强度好等性能。
[0021]作为优选，步骤(1)中熔融温度为170～230℃，转速为50～500rpm；步骤(2)中双螺杆挤出机的温度为150～250℃，螺杆转速为100～500rpm。
[0022]双螺杆挤出机螺杆转速决定了胶料在机筒中的停留时间和剪切破碎再融合的程度。一方面，螺杆转速提高有利于物料的动态硫化；而另一方面，螺杆转速提高，物料在机筒中停留的时间缩短，硫化破碎程度不够，导致弹性体的性能变差。而且当螺杆转速提高到一定程度时，进一步提高转速对动态硫化的影响较小，反而增加功率的消耗，因此挤出机螺杆转速应与胶料硫化体系的硫化速率相匹配。机筒温度要能保证树脂连续相的熔融及橡胶分散相的充分交联，但温度又不能过高，以免树脂相发生不必要的氧化降解及橡胶相发生硫化返原。双螺杆挤出机的机筒温度实行分段控制，在动态硫化过程的不同阶段需要调节不同的温度，因而机筒各段温度不相同，从而形成一个温度场。
[0023]作为更优选，步骤(1)中熔融温度为180～230℃；步骤(2)中双螺杆挤出机的温度为180～230℃。
[0024]作为更优选，步骤(1)中熔融温度为190～210℃；步骤(2)中双螺杆挤出机的温度
为190～210℃。
[0025]上述硅酮母粒在汽车零部件中的应用。
[0026]本专利技术的硅酮母粒使聚有机硅氧烷的应用领域得到极大地拓展和延伸，可以应用在汽车的密封胶条、雨刮器以及方向盘的制备中。如应用在密封件中，可防止其在开关门时用力过大受到损坏；制成雨刮器可使雨刮器的紫外线光稳定性好，有助于防止开裂和变色，可以延长雨刮器的使用寿命。
[0027]因此，本专利技术具有如下有益效果：(1)通过化学方法对聚有机硅氧烷进行改性，将相容剂有机地接到聚有机硅氧烷分子链上，得到改性聚有机硅氧烷；改性聚有机硅氧烷可以与热塑性聚丙烯材料更好地相容，避免了硅酮母粒在高含量填料热塑性树脂体系中应用时的析出；(2)硅酮母粒采用两步法制备，有利于助剂在硅酮母粒中均匀分散，减少在加工成型中的析出；同时，通过硫化工艺制备的硅酮母粒具备耐刮擦、耐老化、抗紫外线的性能，润滑性好且力学强度好，适合用在雨刮器、密封件等汽车零部件上。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施方法对本专利技术做本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅酮母粒，其特征是，包括如下重量份的原料：100份改性聚有机硅氧烷、25～400份聚丙烯、0.125～50份硫化剂以及0.0125～5份促进剂，其中改性聚有机硅氧烷由聚有机硅氧烷、相容剂和催化剂混合熔融得到，相容剂添加量为聚有机硅氧烷质量的1～20%，催化剂添加量为聚有机硅氧烷质量的1～5%。2.根据权利要求1所述的一种硅酮母粒，其特征是，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝聚乙烯，相容剂的接枝率为0.5～5%。3.根据权利要求1或2所述的一种硅酮母粒，其特征是，所述聚有机硅氧烷为含羟基、氨基、乙烯基、羧基中的一种或几种官能团的聚有机硅氧烷，分子量1
×
103～1
×
10
6 g /mol，官能团摩尔分数为0.1～1.0%。4.根据权利要求1或2所述的一种硅酮母粒，其特征是，所述催化剂为正硅酸乙酯、钛酸酯、Ni的氧化物和Ni的有机配合物中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种硅酮母粒，其特征是，所述改性聚有机硅氧烷还包括抗氧剂，抗氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝超伟，来国桥，马清芳，潘庆华，项江涛，陈涵，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：