复合材料及其制备方法、塑料制品和电器与流程

1.本发明涉及材料技术领域，具体地，涉及复合材料及其制备方法、塑料制品和电器。


背景技术：

2.目前，聚丙烯是一种通用的塑料材料，虽然其应用范围很广泛，但由于聚丙烯材料的度光泽偏低，并且其耐冲击性能和塑性不高而在某些领域限制了它的使用。在一些对外观有特殊要求的应用领域中，一般都会选择光泽度较高的材料，但随着经济的快速发展，企业对成本的控制越来越严，工程塑料的成本严重偏高，而聚丙烯成为产品优先考虑使用的材料，与之相应的，聚丙烯材料的光泽度、耐冲击性能和塑性也成为一个亟待解决的问题。
3.因而，现有的聚丙烯复合材料的相关技术仍有待改进。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种透明度高、光泽度高、耐冲击性能优异、塑性好或者成本较低的复合材料。
5.在本发明的一个方面，本发明提供了一种复合材料。根据本发明的实施例，该复合材料包括：均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯，其中，熔融指数在相同的检测条件下，所述均聚聚丙烯的熔融指数大于所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数，且所述嵌段共聚聚丙烯满足以下条件的至少之一：在温度为230℃、负荷为2.16kg的条件下，熔融指数为20g/10min～25g/10min；分子量分布指数为6～10；悬臂梁冲击强度为80j/m～120j/m。发明人发现，该复合材料透明度高、光泽度高、耐冲击性能优异，塑性好，且成本较低。
6.根据本发明的实施例，在温度为230℃、负荷为2.16kg的条件下，所述均聚聚丙烯的熔融指数与所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数之差为5g/10min～20g/10min。
7.根据本发明的实施例，所述均聚聚丙烯满足以下条件的至少之一：在温度为230℃、负荷为2.16kg的条件下，熔融指数为30g/10min～40g/10min；分子量分布指数为6～10。
8.根据本发明的实施例，还包括复合助剂，所述复合助剂满足以下条件的至少之一：包括二氧化钛和二氧化硅，所述二氧化钛和所述二氧化硅的重量份数之比为(0.5～1)：1；d
50
粒径为200nm～300nm。
9.根据本发明的实施例，该复合材料包括：40重量份～60重量份的所述均聚聚丙烯；40重量份～60重量份的所述嵌段共聚聚丙烯；和0.1重量份～0.3重量份的所述复合助剂。
10.在本发明的另一个方面，本发明提供了一种复合材料。根据本发明的实施例，该复合材料包括：均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和复合助剂，其中，熔融指数在相同的检测条件下，所述均聚聚丙烯的熔融指数大于所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数，且所述复合助剂包括二氧化钛和二氧化硅，所述二氧化钛和所述二氧化硅的重量份数之比为(0.5～1)：1。发明人发现，该复合材料透明度高、光泽度高、耐冲击性能优异，塑性好，且成本较低。
11.根据本发明的实施例，在温度为230℃、负荷为2.16kg的条件下，所述均聚聚丙烯的熔融指数与所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数之差为5g/10min～20g/10min。
12.根据本发明的实施例，所述复合材料满足以下条件的至少之一：在温度为230℃、负荷为2.16kg的条件下，所述均聚聚丙烯的熔融指数为30g/10min～40g/10min；所述均聚聚丙烯的分子量分布指数为6～10；所述复合助剂的d
50
粒径为200nm～300nm。
13.根据本发明的实施例，所述复合材料包括：40重量份～60重量份的所述均聚聚丙烯；40重量份～60重量份的所述嵌段共聚聚丙烯；和0.1重量份～0.3重量份的所述复合助剂。
14.根据本发明的实施例，所述复合材料满足以下条件的至少之一：光泽度不低于78％；冲击强度不低于72j/m；透光率不低于75％；断裂伸长率不低于300％。
15.在本发明的另一个方面，本发明提供了一种制备前面所述的复合材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将制备所述复合材料的原料均匀混合，得到原料混合物；在温度为150℃～250℃的条件下，将所述原料混合物进行挤出造粒，得到所述复合材料。发明人发现，该方法操作简单、方便，容易实现，易于工业化生产，且制备得到的所述复合材料透明度高、光泽度高、耐冲击性能优异，塑性好，且成本较低。
16.根据本发明的实施例，所述温度为180℃～210℃。
17.在本发明的又一个方面，本发明提供了一种塑料制品。根据本发明的实施例，所述塑料制品的至少一部分是由前面所述的复合材料形成的。发明人发现，该塑料制品透明度高、光泽度高、耐冲击性能优异，塑性好，成本较低，且具有前面所述的复合材料的所有特征和优点，在此不再过多赘述。
18.根据本发明的实施例，所述塑料制品为冷风扇水箱。
19.在本发明的再一个方面，本发明提供了一种冷风扇。根据本发明的实施例，该冷风扇包括前面所述的塑料制品。发明人发现，该冷风扇具有前面所述的塑料制品的所有特征和优点，在此不再过多赘述。
20.根据本发明的实施例，所述电器为冷风扇。
附图说明
21.图1显示了本发明一个实施例的制备前面所述的复合材料的方法。
具体实施方式
22.下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
23.在本发明的一个方面，本发明提供了一种复合材料。根据本发明的实施例，该复合材料包括：均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯，其中，熔融指数在相同的检测条件下，所述均聚聚丙烯的熔融指数大于所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数，且所述嵌段共聚聚丙烯满足以下条件的至少之一：在温度为230℃、负荷为2.16kg的条件下，熔融指数为20g/10min～25g/10min；分子量分布指数为6～10；悬臂梁冲击强度为80j/m～120j/m。发明人发现，一方面，
通过均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯之间的相互配合作用，并利用其本身具有高流动性、窄分子量分布的均聚聚丙烯以形成较小尺寸的晶型，进而提高该复合材料的光泽度，同时能够提高该复合材料的耐冲击性能，具体而言，在前面所述的复合材料中，由于嵌段共聚聚丙烯其本身具有较高的耐冲击性能，因此使得复合材料中含有嵌段共聚聚丙烯可以提高该复合材料整体的耐冲击性能；然而，由于嵌段共聚聚丙烯相较于均聚聚丙烯而言，其本身的流动性较强，其较高的流动性又会减缓该复合材料整体耐冲击性能的增强，故而在本发明中，熔融指数在相同的检测条件下，使得所述均聚聚丙烯的熔融指数大于所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数，并使得嵌段共聚聚丙烯在温度为230℃、负荷为2.16kg的条件下，熔融指数为20g/10min～25g/10min，其熔融指数较为合适，能够保证在提高该复合材料整体的耐冲击性能的同时保证该复合材料的流动性，进而提高该复合材料的成型性能；另一方面，由于上述嵌段共聚聚丙烯的分子量分布指数为6～10、悬臂梁冲击强度为80j/m～120j/m时，在使得该复合材料中具有所述嵌段共聚聚丙烯时，其光泽度也不会明显降低，进而可以进一步保证该复合材料整体的使用性能。
24.根据本发明的实施例，需要说明的是，此处所述的熔融指数(mfr)是指：按照测试标准astmd1238，采用双显智能化控温仪表，控温精度稳定，测试所述复合材料的熔融指数，测试条件为温度为230℃、负荷为2.16kg。
25.具体而言，其熔融指数可以具体为20g/10min、21g/10min、22g/10min、23g/10min、24g/10min、25g/10min等；其分子量分布指数可以具体为6、7、8、9或者10等；其悬臂梁冲击强度可以具体为80j/m、90j/m、100j/m、110j/m或者120j/m等。由此，可以进一步提高该复合材料的光泽度、耐冲击性能和塑性。
26.根据本发明的实施例，进一步地，在温度为230℃、负荷为2.16kg的条件下，所述均聚聚丙烯的熔融指数与所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数之差可以为5g/10min～20g/10min，具体地，其可以是5g/10min、10g/10min、15g/10min、20g/10min等。由此，采用具有上述性能的均聚聚丙烯，与嵌段共聚聚丙烯的熔融指数之差较为合适，其能够保证均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的流动性相近，减少嵌段共聚聚丙烯对均聚聚丙烯流动性的影响，从而保证均聚聚丙烯能够形成较小的晶型，进而保证该复合材料的光泽度；当上述均聚聚丙烯的熔融指数与所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数之差过高时，则会使得均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯两者之间流动性差距较大，导致该复合材料的光泽度无法满足使用需求；当上述均聚聚丙烯的熔融指数与所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数之差过低时，则会降低该复合材料的流动性能，进而，通过上述设置方式，可以使得在提高该复合材料整体的光泽度的同时保证该复合材料的流动性。
27.根据本发明的实施例，更进一步地，所述均聚聚丙烯可以满足以下条件的至少之一：在温度为230℃、负荷为2.16kg的条件下，熔融指数为30g/10min～40g/10min；分子量分布指数为6～10。具体而言，其熔融指数可以具体为30g/10min、30g/10min、30g/10min、30g/10min、30g/10min、30g/10min等；其分子量分布指数可以具体为6、7、8、9或者10等。由此，能够使得所述均聚聚丙烯在结晶的过程中，形成比较小的晶型，小尺寸的晶型提高了该复合材料表面的平整度，进而可以进一步提高该复合材料的光泽度。
28.根据本发明的实施例，所述均聚聚丙烯的等规度可以为95％～98％，具体地，可以是95％、96％、97％或者98％等，进而可以进一步提高该复合材料的光泽度。
29.根据本发明的实施例，更进一步地，所述复合材料还可以包括复合助剂，所述复合助剂可以包括二氧化钛和二氧化硅，所述二氧化钛和所述二氧化硅的重量份数之比为(0.5～1)：1。所述复合助剂中的所述二氧化硅和所述二氧化钛的重量份数之比可以具体为0.5：1、0.6：1、0.7：1、0.8：1、0.9：1或者1：1等。由此，所述复合助剂能够较好地在前面所述的均聚聚丙烯结晶的过程中充当晶核，自由运动的均聚聚丙烯的链段在触碰到由所述复合助剂形成的晶核以后开始结晶，多个复合助剂的离子组成多个体积远小于均聚聚丙烯链段的晶核，进而使得大量的均聚聚丙烯链段同时结晶，避免了大尺寸晶粒的形成；而且，所述均聚聚丙烯所形成的晶体是带状的，且多个晶体相互之间穿插连接，并与前面所述的嵌段共聚聚丙烯相互配合，能够很好地提供所述复合材料的耐冲击性能和塑性；另外，由于其也可以使得前面所述的均聚聚丙烯所形成的晶粒的尺寸较小，故而不影响可见光的穿透，使得该复合材料的透光率也较高；最后，该复合材料的结晶度也较好，进而其光泽度也具有一定的提升。
30.根据本发明的实施例，进一步地，所述复合助剂的d
50
粒径可以为200nm～300nm。具体而言，在本发明的一些实施例中，所述复合助剂的d
50
粒径可以具体为200nm、220nm、240nm、250nm、260nm、280nm或者300nm等。由此，该复合助剂的粒径较为合适，可以进一步提高该复合材料的透光率、耐冲击性能、塑性以及光泽度。
31.根据本发明的实施例，更进一步地，该复合材料可以包括：40重量份～60重量份的所述均聚聚丙烯；40重量份～60重量份的所述嵌段共聚聚丙烯；和0.1重量份～0.3重量份的所述复合助剂。具体地，所述均聚聚丙烯的具体重量份数可以是40重量份、45重量份、50重量份、55重量份或者60重量份等。由此，可以使得所述复合材料具有较高的流动性；同时，在使用注塑工艺制备该复合材料的过程中，能够将高光泽模具的表面较好地复制出来，以形成具有高光泽度的复合材料；另外，在所述复合材料中，具有上述重量份数的均聚聚丙烯，能够形成比较小的晶型，进而减少所述复合材料表面的凹凸不平，对提高所述复合材料的光泽度具有较好的作用。另外，具体地，所述嵌段共聚聚丙烯的具体重量份数可以是40重量份、45重量份、50重量份、55重量份或者60重量份等。由此，可以使得该复合材料具有较高的流动性和弹性模量，并且成本较低，另外嵌段共聚聚丙烯中的乙烯组分还能够较好地限制前面所述的均聚聚丙烯晶型的生长，使得在该复合材料中，各个组分之间没有明显的界面，互相结合得较为紧密，从而提高该复合材料的光泽度，同时能够增加该复合材料的耐冲击性能和塑性；所述复合助剂的具体重量份数可以是40重量份、45重量份、50重量份、55重量份或者60重量份等，进而进一步提高所述复合材料的透光率、耐冲击性能、塑性以及光泽度。
32.在本发明的另一些实施例中，所述复合材料还可以包括：0.1重量份～0.6重量份的润滑剂，具体而言，所述润滑剂的具体重量份数可以是0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份或者0.6重量份等；所述润滑剂的具体种类可以包括硅酮粉。由此，材料来源广泛、易得，成本较低，且能够较好地提高前面所述的复合助剂中二氧化钛与二氧化硅的分散效果，进而进一步提高该复合材料的透光率、耐冲击性能、塑性以及光泽度；同时，也可以增加所述复合材料表面的润滑性。
33.在本发明的又一些实施例中，所述复合材料还可以包括：0.1重量份～0.6重量份的抗氧剂，具体而言，所述抗氧剂的具体重量份数可以是0.1重量份、0.2重量份、0.3重量
份、0.4重量份、0.5重量份或者0.6重量份等；所述抗氧剂的具体种类可以包括抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂b215等。由此，材料来源广泛、易得，成本较低，且能够较好地起到保护该复合材料在加工过程或者使用过程不发生热氧老化，使用寿命长。
34.根据本发明的实施例，具体而言，所述复合材料满足以下条件的至少之一：光泽度不低于78％；冲击强度不低于72j/m；透光率不低于75％；断裂伸长率不低于300％。在本发明的一些实施例中，所述光泽度可以具体为78％、79％或者80％等；所述冲击强度可以具体为72j/m、74j/m、76j/m、78j/m、80j/m等；所述透光率可以具体为75％、76％、77％、78％、79％、80％等；所述断裂伸长率可以具体为300％、400％、500％、600％、700％、800％、900％。由此，该复合材料透明度高、光泽度高、耐冲击性能优异，塑性好，且成本较低。
35.在本发明的另一个方面，本发明提供了一种复合材料。根据本发明的实施例，该复合材料包括：均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和复合助剂，其中，熔融指数在相同的检测条件下，所述均聚聚丙烯的熔融指数大于所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数，且所述复合助剂包括二氧化钛和二氧化硅，所述二氧化钛和所述二氧化硅的重量份数之比为(0.5～1)：1。发明人发现，该复合材料透明度高、光泽度高、耐冲击性能优异，塑性好，且成本较低。
36.根据本发明的实施例，关于所述复合助剂的粒径、以及均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的熔融指数范围等其他性质参数，均与前面所述的复合助剂的粒径、以及均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的熔融指数范围等其他性质参数相同，在此不再过多赘述。
37.根据本发明的实施例，熔融指数在相同的检测条件下，该复合材料中的均聚聚丙烯的熔融指数大于嵌段共聚聚丙烯的熔融指数，能够使得该复合材料的流动性较好，从而提高其成型性能，也即其塑性较高；而且，嵌段共聚聚丙烯也可以提高该复合材料的耐冲击性能；另外，所述复合助剂中的所述二氧化钛和所述二氧化硅的重量份数之比可以具体为0.5：1、0.6：1、0.7：1、0.8：1、0.9：1或者1：1等。由此，所述复合助剂能够较好地在前面所述的均聚聚丙烯结晶的过程中充当晶核，自由运动的均聚聚丙烯的链段在触碰到由所述复合助剂形成的晶核以后开始结晶，多个复合助剂的粒子组成多个体积远小于均聚聚丙烯链段的晶核，进而使得大量的均聚聚丙烯链段同时结晶，避免了大尺寸晶粒的形成；而且，所述均聚聚丙烯所形成的晶体是带状的，且多个晶体相互之间穿插连接，并与前面所述的嵌段共聚聚丙烯相互配合，能够很好地提供所述复合材料的耐冲击性能和塑性；另外，由于其也可以使得前面所述的均聚聚丙烯所形成的晶粒的尺寸较小，故而不影响可见光的穿透，使得该复合材料的透光率也较高；最后，该复合材料的结晶度也较好，进而其光泽度也具有一定的提升。
38.在本发明的另一个方面，本发明提供了一种制备前面所述的复合材料的方法。根据本发明的实施例，参照图1，该方法包括以下步骤：
39.s100：将制备所述复合材料的原料均匀混合，得到原料混合物。
40.根据本发明的实施例，将制备所述复合材料的原料均匀混合的具体步骤不受特别限制，只要能够得到较为均匀的所述原料混合物即可，例如可以是在常温下用高速搅拌机高速混合1分钟～3分钟(具体可以是1分钟、2分钟、3分钟)等，其具体步骤和方式，本领域技术人员可以根据实际需要进行灵活选择，在此不再过多赘述。
41.s200：在温度为150℃～250℃的条件下，将所述原料混合物进行挤出造粒，得到所述复合材料。
42.根据本发明的实施例，具体而言，所述温度可以为150℃、180℃、200℃、210℃或者250℃等。进一步地，所述温度可以为180℃～210℃。由此，可以使得原料混合物中的各个组分更好地相互熔融分散，且可以避免温度过高而导致在生产的过程中有材料发生炭化，产生黑点影响透光率和光泽度。
43.在本发明的又一个方面，本发明提供了一种塑料制品。根据本发明的实施例，所述塑料制品的至少一部分是由前面所述的复合材料形成的。发明人发现，该塑料制品透明度高、光泽度高、耐冲击性能优异，塑性好，成本较低，且具有前面所述的复合材料的所有特征和优点，在此不再过多赘述。
44.根据本发明的实施例，具体而言，所述塑料制品可以为冷风扇水箱。由此，可以使得该冷风扇水箱透明度高、光泽度高、耐冲击性能优异，塑性好，成本较低。
45.在本发明的再一个方面，本发明提供了一种电器。根据本发明的实施例，该电器包括前面所述的塑料制品。发明人发现，该电器具有前面所述的塑料制品的所有特征和优点，在此不再过多赘述。
46.根据本发明的实施例，本领域技术人员可以理解，该电器还可以包括相关技术中常规的电器的结构和部件，具体不再过多赘述。具体而言，在本发明的一些实施例中，该电器可以为冷风扇。该冷风扇的使用性能佳，商业前景好。
47.下面详细描述本发明的实施例。
48.在本发明中，各实施例及对比例的复合材料的制备方法为：将制备所述复合材料的原料均匀混合，得到原料混合物；在温度为180℃～210℃的条件下，将所述原料混合物进行挤出造粒，得到所述复合材料。按照该方法制备得到复合材料，各实施例和对比例的具体配方详见表1，性能测试结果详见表2。
49.性能测试方法：
50.1、光泽度(％)：按照《astm d523-89》进行测试；
51.2、抗冲击强度(j/m)：按照《astm d256》进行测试；
52.3、透光率(％)：按照《gb/t2410-1980》进行测试；
53.4、断裂伸长率(％)：按照《astm d638》进行测试。
54.表1各实施例和对比例的具体配方(于表中的熔融指数的单位为g/10min；分子量分布是指分子量分布指数；等规度的单位为％；冲击强度是指悬臂梁冲击强度，其单位为j/m；d
50
粒径的单位为nm)。
55.56.57.[0058][0059]
表2各实施例和对比例的性能测试结果(于表中的光泽度、透光率和断裂伸长率的单位均为％；冲击强度的单位为j/m)。
[0060]
[0061][0062]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0063]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。