单油酸甘油酯作为高分子材料的脱模剂和/或表面张力提高剂的用途
阅读说明：本技术 单油酸甘油酯作为高分子材料的脱模剂和/或表面张力提高剂的用途 (Use of glycerol monooleate as release agent and/or surface tension enhancer for polymeric materials ) 是由 袁强 俞飞 吴国峰 赖昂 丁正亚 杨波 罗忠富 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种单油酸甘油酯的新用途,具体为单油酸甘油酯作为高分子材料的脱模剂和/或表面张力提高剂的用途,所述单油酸甘油酯的纯度≥99.5％,所述高分子材料为车用聚丙烯材料；所述车用聚丙烯材料中,聚丙烯与单油酸甘油酯的重量比为,聚丙烯:单油酸甘油酯＝(60～100):(0.1～0.5)。按照本发明提供的方法在车用聚丙烯材料中加入单油酸甘油酯,可大幅降低材料的脱模力,同时还可大幅提高材料的表面张力,改善材料的喷涂性能,从而取代现有汽车零部件生产中的外喷脱模剂和火焰处理,提高汽车零部件的生产效率,以及降低生产成本,同时拓宽了单油酸甘油酯的应用范围。(The invention discloses a new application of glyceryl monooleate, in particular to an application of the glyceryl monooleate as a release agent and/or a surface tension improver of a high polymer material, wherein the purity of the glyceryl monooleate is more than or equal to 99.5 percent, and the high polymer material is a polypropylene material for vehicles; in the polypropylene material for the vehicle, the weight ratio of polypropylene to glyceryl monooleate is (60-100) to (0.1-0.5). According to the method provided by the invention, the glycerol monooleate is added into the polypropylene material for the automobile, so that the demolding force of the material can be greatly reduced, the surface tension of the material can be greatly improved, and the spraying performance of the material can be improved, thereby replacing the external spraying demolding agent and flame treatment in the existing automobile part production, improving the production efficiency of the automobile part, reducing the production cost, and widening the application range of the glycerol monooleate.)
技术领域
本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及单油酸甘油酯作为高分子材料的脱模剂和/或表面张力提高剂的用途。
背景技术
随着社会信息化和智能化的发展，汽车行业模块化、标准化、智能化无疑是一个重要的发展方向，这就需要对汽车零部件的生产过程进行优化和改良，以提高生产效率。在汽车用诸多塑料品种中，聚丙烯(PP)材料在汽车上的开发与应用，一直是汽车工业和塑料工业关注的焦点。而现有技术中，使用PP等材料注塑成型汽车零部件时，为使产品顺利脱模，需在注塑模具上喷涂脱模剂，另外，还需对零部件素材进行火焰处理，以提高材料的表面张力，改善产品的喷涂性能。然而，上述处理工序无疑会降低汽车零部件的生产效率，增加生产成本。
单油酸甘油酯，英文名称Glyceryl Monooleate，不溶于水，具有乳化、增稠、消泡性能。在日化工业中，常用作生产膏霜类化妆品、液体洗涤香波的乳化剂、增稠剂、遮光剂或消泡剂，纺织业中用作织物整理剂，亦用作颜料研磨添加剂，还可用作PE、PP、PVC的内部抗静电剂，作为抗静电剂使用时其含量一般在0.5％～1.5％。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单油酸甘油酯的新用途，具体为单油酸甘油酯作为高分子材料的脱模剂和/或表面张力提高剂，以替代现有技术采用在注塑模具上喷涂脱模剂，以及通过火焰处理来提高材料表面张力的处理方式。
为达到其目的，本发明所采用的技术方案为：
单油酸甘油酯作为高分子材料的脱模剂和/或表面张力提高剂的用途
优选地，所述单油酸甘油酯的纯度≥99.5％。
优选地，所述高分子材料为车用聚丙烯材料。
优选地，所述车用聚丙烯材料中，聚丙烯与单油酸甘油酯的重量比为，聚丙烯:单油酸甘油酯＝(60～100):(0.1～0.5)。
发明人经研究发现，将单油酸甘油酯加入车用聚丙烯材料中，可使材料的脱模力大幅降低，可替代传统的外喷脱模剂处理方式；另外，单油酸甘油酯还可大幅提高车用聚丙烯材料的表面张力，改善材料的喷涂性能，可替代传统的火焰处理方式。由此，本发明可从上述两方面发挥作用，极大地提高了汽车零部件的生产效率，以及降低了生产成本。
作为上述技术方案的另一方面，本发明还提供了一种车用聚丙烯材料，其含有单油酸甘油酯，所述单油酸甘油酯在所述车用聚丙烯材料中作为脱模剂和/或表面张力提高剂。优选地，所述单油酸甘油酯的纯度≥99.5％。
优选地，所述车用聚丙烯材料包括如下重量份的组分：聚丙烯60～100份和所述单油酸甘油酯0.1～0.5份。
优选地，所述车用聚丙烯材料还包括如下重量份的组分：填料0～40份、抗氧剂0.2～0.5份、润滑剂0.1～0.3份和光稳剂0.1～0.3份。
优选地，所述填料为滑石粉或碳酸钙。
优选地，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(即抗氧剂1010)和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(即抗氧剂168)的混合物。
优选地，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺(简称：EBS)。
优选地，所述光稳剂为受阻胺类光稳剂。
作为上述技术方案的另一方面，本发明还提供了一种所述车用聚丙烯材料的制备方法，其包括如下步骤：将聚丙烯、单油酸甘油酯、填料、抗氧剂、润滑剂和光稳剂混合并挤出造粒，即得所述车用聚丙烯材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供了单油酸甘油酯的新用途，具体为单油酸甘油酯作为车用聚丙烯材料的脱模剂和表面张力提高剂的用途。按照本发明提供的方法在车用聚丙烯材料中加入单油酸甘油酯，可大幅降低材料的脱模力，同时还可大幅提高材料的表面张力，改善材料的喷涂性能，从而取代现有汽车零部件生产中的外喷脱模剂和火焰处理，提高汽车零部件的生产效率，以及降低生产成本，同时拓宽了单油酸甘油酯的应用范围。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例和对比例中各原料均为通过商业途径获得，具体来源如下：
单油酸甘油酯，纯度为分析纯，型号：GMO，购自济南东润精化科技有限公司；
聚丙烯，型号：PP N-Z30S，购自中石化；
滑石粉，型号：AH51210，购自辽宁艾海；
碳酸钙，型号：AC-MLT03，购自东莞梅立泰化；
抗氧剂A，型号：1010，购自瑞士汽巴精化；
抗氧剂B，型号：168，购自瑞士汽巴精化；
润滑剂，型号：EBS，购自印尼朝阳化学有限公司；
光稳剂，型号：UV-3808PP5，购自美国氰特。
性能测试标准或方法：
脱模力的测试方法为：将聚丙烯材料粒子在80℃下烘干2h待用，然后将10kg塑料粒子倒入注塑机中注塑，注塑温度为200℃，采用CN202020371834.4中公开的“用于聚合物注塑成型脱模力测量的系统”评估脱模力，脱模力越小表示材料的脱模性能越好。
可喷涂性能使用表面张力进行表征，表面张力越大表示可喷涂性能越好，表面张力按照Ford BO 116-03标准进行测试，单位mN/m，表面张力溶液配制对比表如表-1所示：
表-1表面张力溶液配制对比表
序号
水/mL
乙醇/mL
表面张力/(mN/m)
1
0
50
22.3
2
1.25
48.75
22.8
3
5.25
44.75
24.2
4
9.5
40.5
26.1
5
13.25
36.75
27.5
6
17.5
32.5
29.5
7
21.25
28.75
31.5
8
24.25
25.75
33
9
27
23
34.7
10
29.5
20.5
36.9
11
31.75
18.25
39.3
12
33.75
16.25
42.5
13
35.75
14.25
48
14
37.35
12.65
48.8
15
39
11
51.7
16
40.15
9.85
53.7
17
41.5
8.5
56
18
43.5
6.5
59.5
19
45.35
4.65
62.7
20
46.85
3.15
65.7
21
48.25
1.75
68.7
22
49.5
0.5
71
23
50
0
72
实施例1
一种车用聚丙烯材料的制备方法，步骤如下：按重量份计，将100份聚丙烯PP N-Z30S、0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、0.1份润滑剂EBS、0.1份光稳剂UV-3808PP5和0.5份单油酸甘油酯加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为45℃、高速混合机的转速为300转/分钟。接着，将混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为190℃、215℃、215℃、210℃、210℃、210℃、205℃、205℃，螺杆转速为450转/分钟，螺杆长径比为48。
实施例2
一种车用聚丙烯材料的制备方法，步骤如下：按重量份计，将90份聚丙烯PP N-Z30S、10份滑石粉AH51210、0.2份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、0.14份润滑剂EBS、0.15份光稳剂UV-3808PP5和0.1份单油酸甘油酯加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为65℃、高速混合机的转速为120转/分钟。接着，将混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为190℃、215℃、215℃、210℃、210℃、210℃、205℃、205℃，螺杆转速为550转/分钟，螺杆长径比为48。
实施例3
一种车用聚丙烯材料的制备方法，步骤如下：按重量份计，将80份聚丙烯PP N-Z30S、20份碳酸钙AC-MLT03、0.2份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.14份润滑剂EBS、0.15份光稳剂UV-3808PP5和0.2份单油酸甘油酯加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为60℃、高速混合机的转速为150转/分钟。接着，将混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为190℃、215℃、215℃、210℃、210℃、210℃、205℃、205℃，螺杆转速为500转/分钟，螺杆长径比为52。
实施例4
一种车用聚丙烯材料的制备方法，步骤如下：按重量份计，将70份聚丙烯PP N-Z30S、30份碳酸钙AC-MLT03、0.25份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.16份润滑剂EBS、0.18份光稳剂UV-3808PP5和0.25份单油酸甘油酯加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为60℃、高速混合机的转速为150转/分钟。接着，将混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为190℃、215℃、215℃、210℃、210℃、210℃、205℃、205℃，螺杆转速为500转/分钟，螺杆长径比为44。
实施例5
一种车用聚丙烯材料的制备方法，步骤如下：按重量份计，将60份聚丙烯PP N-Z30S、40份碳酸钙AC-MLT03、0.25份抗氧剂1010、0.25份抗氧剂168、0.3份润滑剂EBS、0.3份光稳剂UV-3808PP5和0.45份单油酸甘油酯加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为60℃、高速混合机的转速为210转/分钟。接着，将混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为190℃、215℃、215℃、210℃、210℃、210℃、205℃、205℃，螺杆转速为500转/分钟，螺杆长径比为44。
实施例6
一种车用聚丙烯材料的制备方法，步骤如下：按重量份计，将74份聚丙烯PP N-Z30S、26份滑石粉AH51210、0.22份抗氧剂1010、0.25份抗氧剂168、0.24份润滑剂EBS、0.3份光稳剂UV-3808PP5和0.5份单油酸甘油酯加入高速混合机中进行混合均匀。其中，高速混合机的温度为60℃、高速混合机的转速为210转/分钟。接着，将混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、造粒、装包。挤出机的温度从喂料段到机头依次为190℃、215℃、215℃、210℃、210℃、210℃、205℃、205℃，螺杆转速为500转/分钟，螺杆长径比为44。
对比例1：与实施例1的区别仅在于，没有添加单油酸甘油酯，其它与实施例1相同。
对比例2：与实施例1的区别仅在于，将实施例1中的单油酸甘油酯替换成硬酯基芥酸酰胺，用量不变。
对比例3：与实施例1的区别仅在于，将实施例1中的单油酸甘油酯替换成芥酸酰胺，用量不变。
按照前述方法对实施例1～6和对比例1～3的车用聚丙烯材料进行性能测试，测试结果如表-2所示。
表-2实施例1～6和对比例1～3的性能
结果分析：从以上实施例1～6和对比例1中可看出，在加入单油酸甘油酯后，车用聚丙烯材料的脱模力明显下降，下降幅度为40％，同时表面张力明显提高，从26.1提高到33。从对比例2可看出，加入本领域常规使用的脱模剂硬酯基芥酸酰胺时，虽然可一定程度降低聚丙烯材料的脱模力，但效果远不及实施例，且硬酯基芥酸酰胺无法提高材料的表面张力。从对比例3可看出，加入本领域常规使用的表面张力提高剂芥酸酰胺时，虽然可一定程度降低聚丙烯材料的脱模力，但效果远不及实施例，且芥酸酰胺无法提高材料的表面张力。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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