一种耐候软质地板聚丙烯专用料及其制备方法

文档序号:1916292 发布日期:2021-12-03 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 一种耐候软质地板聚丙烯专用料及其制备方法 (Special polypropylene material for weather-resistant soft floor and preparation method thereof ) 是由 麦伟宗 黄李胜 于 2020-05-28 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种耐候软质地板聚丙烯专用料及其制备方法。这种耐候软质地板聚丙烯专用料包括以下的组分:聚丙烯树脂、热塑性聚酯弹性体、相容剂、抗老化助剂、加工助剂。本发明通过在聚丙烯材料基础上引入TPEE这种低硬度高模量特殊弹性体,解决了PP材料的相容问题和共同的耐候问题,得到一种全新的合金材料。通过添加TPEE,一方面使制成的PP材料更加柔软,另一方面带给PP材料更好的弹性模量和表面硬度,将这种耐候软质地板聚丙烯专用料应用于运动场地中,可以给运动员更好的运动体验。(The invention discloses a polypropylene special material for a weather-resistant soft floor and a preparation method thereof. The polypropylene special material for the weather-resistant soft floor comprises the following components: polypropylene resin, thermoplastic polyester elastomer, compatilizer, anti-aging additive and processing additive. According to the invention, the TPEE special elastomer with low hardness and high modulus is introduced on the basis of the polypropylene material, so that the compatibility problem and common weather resistance problem of the PP material are solved, and a brand-new alloy material is obtained. By adding TPEE, on one hand, the prepared PP material is softer, on the other hand, the PP material has better elastic modulus and surface hardness, and the material special for the weather-resistant soft floor polypropylene can be applied to sports grounds and can provide better sports experience for athletes.)

一种耐候软质地板聚丙烯专用料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域,特别是涉及一种高模量的耐候软质地板聚丙烯专用料及其制备方法。

背景技术

拼装式悬浮式地板,主要应用在户外篮球场,羽毛球场,幼儿园场地等。现在的拼装式悬浮式地板多使用耐候聚丙烯(PP),或者耐候聚乙烯(PE)或热塑性聚氨酯弹性体(TPU)来实现。

目前,PP材料由于表面邵氏硬度D在90左右,具有球的回弹性好的优点,但由于太硬,对冲击的吸收较差。选用耐候PE也会出现运动场地回偏硬的问题。采用TPU的运动场地,虽然具有冲击吸收的优势,质感好,但是由于模量低,球类的回弹不迅速,回弹性性能差,耐疲劳效果也一般。

发明内容

为了克服现有技术中,高硬度高模量的PP产品和低硬度低模量的TPU产品所带来的不足问题,本发明的目的之一在于提供一种高模量的耐候软质地板聚丙烯专用料,本发明的目的之二在于提供这种高模量的耐候软质地板聚丙烯专用料的制备方法,本发明的目的之三在于提供这种高模量的耐候软质地板聚丙烯专用料的应用。

为了实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:

本发明第一方面提供了一种耐候软质地板聚丙烯专用料,包括以下组分:聚丙烯树脂、热塑性聚酯弹性体(TPEE)、相容剂、抗老化助剂、加工助剂。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料包括以下质量份的组分:30~60份聚丙烯树脂、30~60份TPEE、1~10份相容剂、0.5~3份抗老化助剂、0.5~3份加工助剂。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料中,聚丙烯树脂为共聚PP。

这种耐候软质地板聚丙烯专用料中,TPEE是作为增韧剂。优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料中,TPEE的邵氏硬度为25D~75D。在实际应用中,可以根据需要选用多种不同硬度的TPEE。进一步优选的,TPEE选自H2525、H3303、H4543、H9275Y中的一种或多种。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料中,相容剂选自聚丙烯接枝马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物、甲基丙烯酸乙酯中的至少一种;进一步优选的,相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐(PP-M)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的混合物,其中,聚丙烯接枝马来酸酐和甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比优选为1:(0.2~5)。TPEE和PP的相溶性差,采用复配双官能团的相容剂可以有效解决此问题。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料中,相容剂的质量份为5~7份。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料中,抗老化助剂为抗氧剂和光稳定剂的混合物。抗老化助剂中,抗氧剂和光稳定剂的质量比优选为1:(0.8~2),进一步优选为1:(1.2~1.5)。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料中,抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的至少一种;进一步优选的,抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂的混合物,其中,亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂的质量比优选为(2~3):1。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料的抗氧剂中,亚磷酸酯类抗氧剂选自抗氧剂168、626中的至少一种;受阻酚类抗氧剂选自抗氧剂1010、1024、1076、1098中的至少一种。

在本发明一些优选的

具体实施方式

中,抗氧剂选用抗氧剂1010和抗氧剂168以质量比(2~3):1组成的抗氧剂。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料中,光稳定剂选自二苯甲酮类光稳定剂、苯并三唑类光稳定剂、水杨酸酯类光稳定剂、三嗪类光稳定剂、丙烯腈衍生物类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂中的至少一种;进一步优选的,光稳定剂为受阻胺类光稳定剂和苯并三唑类光稳定剂的混合物,其中,受阻胺类光稳定剂和苯并三唑类光稳定剂的质量比优选为1:(2~3)。

优选的,这种光稳定剂中,受阻胺类光稳定剂选自UV-770、HS-944中的至少一种;苯并三唑类光稳定剂选自UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-234中的至少一种。

在本发明一些优选的具体实施方式中,光稳定剂为UV-770、UV-329、UV-234按质量比1:(0.5~1.5):(0.5~1.5)组成的光稳定剂。

这种耐候软质地板聚丙烯专用料中,抗老化助剂优选的质量份为1.5~1.8份;抗氧剂优选的质量份为0.6~0.8份;光稳定剂优选的质量份为0.8~1.2份。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料中,加工助剂选自润滑剂、分散剂、热稳定剂、着色剂中的至少一种。通过加入加工助剂,可以改善聚丙烯材料的加工性能,比如说加入润滑剂,在加工和成型时能有效改善各组分分散性,减少摩擦。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料的加工助剂中,润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、N,N’-乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)、硅氧烷中的至少一种;进一步优选的,润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯与硅氧烷组成的混合物。在本发明一些优选的具体实施方式中,润滑剂为PETS与GM100按质量比(0.5~0.7):1组成的润滑剂。GM100为硅酮添加剂,是由高分子量的聚硅氧烷制成。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料中,加工助剂的质量份为0.6~1份。

本发明提供的这种耐候软质地板聚丙烯专用料的弯曲模量为500MPa~950MPa,是一种高模量的地板聚丙烯专用料。在本发明一些具体的实施方式中,这种耐候软质地板聚丙烯专用料的弯曲模量为510MPa~920MPa。

本发明提供的这种耐候软质地板聚丙烯专用料的邵氏硬度为40D~75D。在本发明一些具体的实施方式中,这种耐候软质地板聚丙烯专用料的邵氏硬度为44D~70D。

本发明提供的这种耐候软质地板聚丙烯专用料经过500h小时氙灯老化后,邵氏硬度增加的百分比(与氙灯老化前的邵氏硬度比较)不大于10%。

本发明第二方面提供了上述耐候软质地板聚丙烯专用料的制备方法。

一种上述耐候软质地板聚丙烯专用料的制备方法,包括如下步骤:将聚丙烯树脂、TPEE、相容剂、抗老化助剂和加工助剂混合,然后经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒,得到耐候软质地板聚丙烯专用料。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料的制备方法中,TPEE经干燥后再使用;干燥的温度优选为75℃~85℃,干燥的时间优选为3h~5h。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料的制备方法中,混合是在转速100r/min~200r/min下混合;混合以使物料混合均匀为宜,混合的时间优选为1min~10min。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料的制备方法中,双螺杆挤出机的长径比为(38~42):1,双螺杆挤出机螺杆的转速为150r/min~600r/min。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料的制备方法中,双螺杆挤出机熔融挤出的工作温度区间如下:一区170℃~190℃,二区200℃~220℃,三区200℃~220℃,四区200℃~220℃,五区200℃~230℃,六区200℃~220℃,七区200℃~220℃,八区200℃~220℃,九区200℃~220℃,机头220℃~240℃。

优选的,这种耐候软质地板聚丙烯专用料的制备方法中,双螺杆挤出机熔融挤出的停留时间为1min~2min。

本发明第三方面提供了上述耐候软质地板聚丙烯专用料在制备悬浮式拼装地板的应用。

一种悬浮式拼装地板,是由包括上述的耐候软质地板聚丙烯专用料制成。

本发明的有益效果是:

本发明通过在聚丙烯材料基础上引入TPEE这种低硬度高模量特殊弹性体,解决了PP材料的相容问题和共同的耐候问题,得到一种全新的合金材料。通过添加TPEE,一方面使制成的PP材料更加柔软,另一方面带给PP材料更好的弹性模量和表面硬度,将这种耐候软质地板聚丙烯专用料应用于运动场地中,可以给运动员更好的运动体验。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例和对比例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明,均可从常规商业途径得到,或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明,试验或测试方法均为本领域的常规方法。

实施例1~7和对比例1的耐候软质地板聚丙烯专用料配方组成见表1。表1中的组分用量均为质量份。

表1实施例1~7和对比例1的配方组成

实施例1~7的耐候软质地板聚丙烯专用料制备方法如下:

(1)将TPEE弹性体放入鼓风式烘箱,设定80℃烘4小时,备用;

(2)根据表1中实施例1~7的配方比例,分别称取PP树脂、TPEE树脂、相容剂、抗氧剂、光稳定剂、加工助剂;

(3)将步骤(2)中称取的PP树脂、TPEE树脂、相容剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂放入高速混合机中充分混合,转速为150转/min,混合时间为10min;

(4)把步骤(3)混合好的物料投入加料仓,用计量送料装置将物料送入双螺杆挤出机中,经过螺杆的剪切作用,充足混炼后,挤出、拉条、冷却、切粒,包装成品;其中,双螺杆挤出机的长径比为40:1,喂料转速为25转/min,螺杆转速为400转/min,双螺杆挤出工作温度区间为:一区180℃,二区210℃,三区220℃,四区220℃,五区225℃,六区220℃,七区220℃,八区220℃,九区220℃,机头230℃,停留时间1~2分钟。

对比例1的聚丙烯材料制备方法与实施例不同之处仅在于,按照表1中的对比例1组成,将实施例的TPEE替换成TPE,其余制备方法均与实施例的相同。

将实施例1~7和对比例1制备的材料按照标准尺寸注塑成测试用的标准样条,性能按照我国国家标准进行测试,测试方法可见表2。

表2性能测试方法

性能 测试方法
拉伸强度 GB/T 1040-2006
弯曲模量 GB/T 9341-2008
Izod缺口冲击强度 GB/T 1843-2008
邵氏硬度D GB/T 2411-2008

实施例1~7和对比例1制得的PP材料测试结果如表3所示。同时也将市售的耐候PP作为对比例2进行对比。

表3材料测试结果

表3测试项目Izod缺口冲击强度测试中的NB意思为不断裂。

将实施例1和对比例1的聚丙烯材料分别制成悬浮式拼装地板,然后测试1米篮球自由落体的回弹高度。结果发现,实施例1的地板篮球回弹高度为90cm,对比例1的为65cm。

通过上述的测试结果可知,本发明制备的PP/TPEE合金,从邵氏硬度D和弯曲模量可以看出,可以带来柔软质感的同时增加地板的冲击吸收和球的回弹能力,是一种软质高模量的耐候新型弹性材料,材料经过500h氙灯老化后,硬度基本都不升高超过10%。

上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

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