一種高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，復(fù)合材料由聚丙烯15-40份、無機粉體60-85份、偶聯(lián)劑0.1-0.6份、抗氧劑0.1-0.4份、潤滑劑0.1-0.5、其他助劑0-2份按重量份制備而成。該復(fù)合材料具有高的填充物含量、適用溫度高和綠色環(huán)保的特性，可以替代植物纖維生產(chǎn)壁紙，減少樹木的采伐；該復(fù)合材料復(fù)配發(fā)泡劑后經(jīng)吹膜，即可制備輕質(zhì)、耐熱、環(huán)保壁紙基層；該材料制備工藝可控、生產(chǎn)成本低廉、無二次污染。
【專利說明】一種高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料。
[0003]
技術(shù)背景
[0004]墻壁裝飾壁紙是家居、賓館等常用的墻體裝飾材料。目前所廣泛使用的裝飾壁紙基層主要分為三類:第一是以紙漿、木漿為原料生產(chǎn)的壁紙基體，這種壁紙不但不具有阻燃性，甚至易燃，而且還要耗料大量的樹木等自然資源，在造紙過程中要消耗大量的水；另外一種是在原紙的紙面上涂刮上一層聚氯乙烯(PVC)乳劑，再經(jīng)過刮平、壓紋制備壁紙基層。但由于PVC材料本身質(zhì)地較硬且難于著色，因此在加熱制成乳劑時必須在其中添加大量的鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)增塑劑及助染劑才能夠使得所制成的壁紙變軟著色；而增塑劑DOP都是有毒物質(zhì)，助 染劑中含有重金屬鉛和鉻，長期生活在含有DOP增塑劑和重金屬鉛和鉻壁紙的環(huán)境中會對人們的身體健康造成極大的危害。其次，這種壁紙易老化龜裂，使用壽命較短，因此為了提高其抗老化性能必須在其中加入抗老化劑，而含有抗老化劑的壁紙同樣會對人們的身體健康造成危害，致使壁紙難于達到環(huán)保要求；第三類壁紙基層是利用聚乙烯(PE)為基材進行填充后吹塑發(fā)泡生產(chǎn)的壁紙，這種壁紙具有環(huán)保、污染的特性，但PE的耐溫較差，這種壁紙基層在進行后續(xù)的多層復(fù)合時不能承受教高溫度的二次加工，出現(xiàn)卷曲，限制了壁紙多種款式設(shè)計需要。
[0005]聚丙烯(PP)材料由于密度小、耐熱優(yōu)異、抗彎曲疲勞性好且價格低，其用途廣泛。但是均聚PP結(jié)構(gòu)較規(guī)整，熔體強度低，熔程窄，難于滿足對高填充發(fā)泡材料的需求，因此需要經(jīng)過與PE進行共聚，提高材料的熔體強度和分子鏈的柔韌性，從而滿足發(fā)泡和高填充的需要。
[0006]中國發(fā)明專利CN 202826606 U公布了一種環(huán)保阻燃壁紙，其中將添加填料的聚合物復(fù)合材料通過壓延工藝制備成壁紙的基層，然后在基材兩面或單面涂覆上阻燃劑，從而制備處阻燃壁紙。該實用新型專利公布了該壁紙的成型工藝，但沒有涉及基層材料的成分和制備方法。
[0007]中國發(fā)明專利CN 102444055 A公布了一種環(huán)保墻壁裝飾壁紙材料及其制備方法，本專利公布的壁紙由原紙層做為基層，然后在其其單面或雙面進行涂覆；所述的涂覆層包含有60-90重量份的PE塑料和15-25重量份的熱塑性三元乙丙動態(tài)硫化橡膠。這種壁紙生產(chǎn)工藝復(fù)雜，仍然需要利用植物纖維層作為基層，這種壁紙耐溫差，不易加工豐富的立體圖案。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種適用于工業(yè)化批量生產(chǎn)高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料。本發(fā)明的另一個目的是提供上述高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。
[0009]為了達到上述目的，本發(fā)明是通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料，所述復(fù)合材料由下列組份按重量份制備而成:聚丙烯15-40份、無機填充60-85份、偶聯(lián)劑0.1-0.6份、抗氧劑0.1-0.4份、潤滑劑0.1-0.5、其他助劑0-2份。
[0010]所述的聚丙烯為在230°C /2.16Kg條件下的熔融指數(shù)小于3g/10min的共聚聚丙烯。
[0011]所述的共聚聚丙烯中乙烯重量含量為4%-20%。
[0012]所述的共聚聚丙烯的斷裂伸長率大于50%。
[0013]所述無機粉體指目數(shù)大于800目的碳酸鈣或硅藻土中至少一種。
[0014]所述無機粉體填充物含量為60-85%。
[0015]所述抗氧劑為四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(1010)、三(2，4_ 二叔丁基苯基) 亞磷酸酯(168)和硫代二丙酸雙十八醇酯(DSTDP)中的至少一種。
[0016]所述的偶聯(lián)劑為Y —氨丙基二乙氧基硅烷(ΚΗ550)、欽酸酯偶聯(lián)劑(異丙基二(二辛基焦磷酸酰氧基))AC201中的至少一種。
[0017]所述的潤滑劑為N，N’-乙撐雙硬脂酰胺(EBS)、硅酮粉和硬脂酸鈣中的至少一種。
[0018]所述的其他助劑為阻燃劑、抗靜電劑和色粉中的至少一種。
[0019]本發(fā)明的另一個目的是提供上述高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。按重量份稱量聚丙烯、無機粉體、抗氧劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑與其他助劑一起加入密煉室中進行密煉2-10min ;然后將密煉均勻的混合物經(jīng)擠出機熔融擠出后造粒，即可制備得到高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料；所述密煉機的溫度為160-200°C、轉(zhuǎn)速為40-80rpm ;擠出機的加工溫度180-220 °C，主機轉(zhuǎn)速為50_80rpm，真空度為0.l_03MPa。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
1、本發(fā)明利用熔融指數(shù)低、斷裂伸長率高的韌性聚丙烯作為基體，利用分子鏈高纏繞的結(jié)構(gòu)，制備了含60-85%無機填料的高填充聚丙烯復(fù)合材料。
[0021]2、本發(fā)明制備的高填充聚丙烯復(fù)合材料強度高、耐溫性好，與發(fā)泡劑復(fù)配后進行吹膜發(fā)泡，可以制備密度小、耐溫性好、強度高的環(huán)保型壁紙。這樣既解決了傳統(tǒng)纖維素基體壁紙對樹木的依賴，而且采用儲藏豐富的無機礦物制備壁紙成本低廉；
3、本發(fā)明制備的高填充聚丙烯復(fù)合材料經(jīng)吹膜發(fā)泡后制備的壁紙，既解決了 PVC基體釋放DOP和重金屬化合物等對人體的損害，又解決了 PE基體吹塑發(fā)泡壁紙二次加工承受加工溫度低的缺陷，同時PP基體吹塑發(fā)泡生產(chǎn)的壁紙強度更好，耐折性更佳。
[0022]【具體實施方式】:
下面給出實施例以對本發(fā)明進行具體的描述，有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)該實施例對本發(fā)明所做出的一些非本質(zhì)的改進或調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0023]在本發(fā)明高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。按重量份稱量聚丙烯、無機粉體、抗氧劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑與其他助劑一起加入密煉室中進行密煉2-10min ；然后將密煉均勻的混合物經(jīng)擠出機熔融擠出后造粒，即可制備得到高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料；所述密煉機的溫度為160-200°C、轉(zhuǎn)速為40-80rpm ;擠出機的加工溫度180-220 °C，主機轉(zhuǎn)速為 50-80rpm，真空度為 0.l_03MPa。
[0024]實施例1
按重量配比分別稱取干燥的共聚聚丙烯K8303 (揚子石化)為20份、碳酸鈣80份、抗氧劑1010為0.1份、抗氧劑DSTDP為0.1份、潤滑劑EBS (N, N，-乙撐雙硬脂酰胺)0.2份、硅酮粉0.3份、偶聯(lián)劑KH550為0.5份，將上述材料分別依次加入密煉室內(nèi)，密煉室內(nèi)溫度為170°C，轉(zhuǎn)速為40rpm，密煉2min，然后將密煉均勻的物料加入到雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為2_的粒子，得到最終產(chǎn)品。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?80°C，195°C，210°C，21(rC，220 °C，主機轉(zhuǎn)速為70rpm，真空度為0.3MPa。
[0025]實施例2
按重量配比分別稱取干燥的共聚聚丙烯T30S (茂名石化)15份、硅藻土 85份、抗氧劑1010為0.1份、抗氧劑168為0.3份、潤滑劑EBS0.2份、偶聯(lián)劑AC201為0.1份，將上述材料分別依次加入密煉室內(nèi)，密煉室內(nèi)溫度為160°C，轉(zhuǎn)速為50rpm，密煉4min，然后將密煉均勻的物料加入到雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為3_的粒子，得到最終產(chǎn)品。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?80°C，195°C，210°C，210°C，220 °C，主機轉(zhuǎn)速為60rpm，真空度為0.3MPa。 [0026]實施例3
按重量配比分別稱取干燥的共聚聚丙烯B8101 (燕山石化)25份、碳酸鈣75份、抗氧劑1010為0.1份、抗氧劑168為0.2份、潤滑劑EBS0.1份、偶聯(lián)劑AC201為0.2份，抗靜電劑甘油單硬脂酰酯(129)0.5份，將上述材料分別依次加入密煉室內(nèi)，密煉室內(nèi)溫度為170°C，轉(zhuǎn)速為50rpm，密煉6min，然后將密煉均勻的物料加入到雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為2mm的粒子，得到最終產(chǎn)品。其中，擠出機的加工溫度由下料口到模口依次為180°C，195°C，210°C，21(rC，220 °C，主機轉(zhuǎn)速為50rpm，真空度為0.3MPa。
[0027]實施例4
按重量配比分別稱取干燥的共聚聚丙烯K8003(獨山子石化)35份、碳酸鈣25份、硅藻土 40份、抗氧劑1010為0.2份、抗氧劑DSTDP為0.2份、潤滑劑硬脂酸鈣0.2份、硅酮粉
0.2、偶聯(lián)劑AC201為0.2份、ΚΗ550為0.1份，色粉鈦青藍0.5份，將上述材料分別依次加入密煉室內(nèi)，密煉室內(nèi)溫度為170°C，轉(zhuǎn)速為50rpm，密煉6min，然后將密煉均勻的物料加入到雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為2mm的粒子，得到最終產(chǎn)品。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?80°C，195°C，210°C，210°C，220°C，主機轉(zhuǎn)速為50rpm，真空度為0.3MPa。
[0028]實施例5
按重量配比分別稱取干燥的共聚聚丙烯B8101 (燕山石化)40份、碳酸鈣60份、抗氧劑1010為0.2份、抗氧劑DSTDP為0.2份、潤滑劑硬脂酸鈣0.2份、硅酮粉0.2、偶聯(lián)劑AC201為0.2份、KH550為0.1份，阻燃劑十溴二苯乙烷2份，將上述材料分別依次加入密煉室內(nèi)，密煉室內(nèi)溫度為160°C，轉(zhuǎn)速為40rpm，密煉2min，然后將密煉均勻的物料加入到雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為4_的粒子，得到最終產(chǎn)品。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?80°C，195°C，210°C，210°C，220 V，主機轉(zhuǎn)速為50rpm,真空度為0.1MPa0
[0029]實施例6
按重量配比分別稱取干燥的共聚聚丙烯K8303 (揚子石化)40份、硅藻土 60份、抗氧劑1010為0.2份、抗氧劑DSTDP為0.2份、潤滑劑硬脂酸鈣0.2份、硅酮粉0.2、偶聯(lián)劑AC201為0.2份、KH550為0.1份，阻燃劑十溴二苯乙烷2份，將上述材料分別依次加入密煉室內(nèi)，密煉室內(nèi)溫度為160°C，轉(zhuǎn)速為40rpm，密煉6min，然后將密煉均勻的物料加入到雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為4_的粒子，得到最終產(chǎn)品。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?80°C，195°C，210°C，210°C，220 °C，主機轉(zhuǎn)速為50rpm,真空度為0.1MPa0
[0030]實施例7
按重量配比分別稱取干燥的共聚聚丙烯K8003 (獨山子石化)30份、碳酸鈣70份、抗氧劑1010為0.2份、抗氧劑DSTDP為0.2份、潤滑劑硬脂酸鈣0.1份、偶聯(lián)劑AC201為0.1份、抗靜電劑129為0.3份，將上述材料分別依次加入密煉室內(nèi)，密煉室內(nèi)溫度為200°C，轉(zhuǎn)速為40rpm,密煉8min，然后將密煉均勻的物料加入到雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為4_的粒子，得到最終產(chǎn)品。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?180°C，195°C，210°C，210°C，220 °C，主機轉(zhuǎn)速為 50rpm，真空度為 0.2MPa。
[0031]實施例8
按重量配比分別稱取干燥的共聚聚丙烯K8303 (揚子石化)20份、硅藻土 85份、抗氧劑1010為0.1份、潤滑劑硬脂酸鈣0.1份、EBS為0.3份、偶聯(lián)劑AC201為0.6份，將上述材料分別依次加入密煉室內(nèi)，密煉室內(nèi)溫度為180°C，轉(zhuǎn)速為80rpm，密煉lOmin，然后將密煉均勻的物料加入到雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為4mm的粒子，得到最終產(chǎn)品。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?80°C，195°C，210°C，210°C，220 °C，主機轉(zhuǎn)速為 80rpm，真空度為 0.2MPa。
[0032]將上述實施例1-8中的樣品按照統(tǒng)一工藝注塑成國標(biāo)樣條，按照表1中所列的測試標(biāo)準(zhǔn)和條件對其分別進行機械性能測試，測試數(shù)據(jù)如下表2所示。
[0033]表1:復(fù)合材料的性能測試標(biāo)準(zhǔn)和條件
【權(quán)利要求】
1.一種高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述復(fù)合材料由下列組份按重量份制備而成:聚丙烯15-40份、無機粉體60-85份、偶聯(lián)劑0.1-0.6份、抗氧劑0.1-0.4份、潤滑劑0.1-0.5、其他助劑0-2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述的聚丙烯為在230°C /2.16Kg條件下的熔融指數(shù)小于3g/10min的共聚聚丙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述的共聚聚丙烯中乙烯質(zhì)量含量為4%-20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述的共聚聚丙烯的斷裂伸長率大于50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述無機粉體是指目數(shù)大于800目的碳酸鈣、硅藻土中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述抗氧劑為四(β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯和硫代二丙酸雙十八醇酯中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述的偶聯(lián)劑為Y —氨丙基三乙氧基硅烷、鈦酸酯偶聯(lián)劑異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述的潤滑劑為N，N’ -乙撐雙硬脂酰胺、硅酮粉和硬脂酸鈣中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述的其他助劑為阻燃劑、抗靜電劑和色粉中的至少一種。
10.一種制備如權(quán)利要求1-9中任一項所述的高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料的方法，其特征在于:按重量份稱量聚丙烯、無機粉體、抗氧劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑與其他助劑一起加入密煉室中進行密煉2-10min ;然后將密煉均勻的混合物經(jīng)擠出機熔融擠出后造粒，即可制備得到高填充、耐熱、環(huán)保壁紙用聚丙烯復(fù)合材料；所述密煉機的溫度為160-200°C、轉(zhuǎn)速為40-80rpm ;擠出機的加工溫度180-220 °C，主機轉(zhuǎn)速為50_80rpm，真空度為 0.l-03MPa。
【文檔編號】C08K3/34GK103951894SQ201410131804
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】楊桂生, 汪海, 姚晨光 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司