本发明涉及pp材料制备技术领域，尤其是涉及一种耐刮擦阻燃pp材料及其制备方法和马桶座圈。
背景技术：
目前，智能马桶座圈的材质一般采用阻燃pp(聚丙烯)材料或阻燃abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)材料。其中，阻燃abs材料耐刮擦性能较好，但成本较高且偏重；而阻燃pp材料价格便宜且质轻，但现有pp材料的耐刮擦性能较差。进而使得目前市面上的马桶座圈大多不耐刮擦，在生产、使用和清洗过程中容易被人的指甲、洗涤用毛刷等硬物刮伤，并且容易产生静电吸附灰尘、毛发等。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种耐刮擦阻燃pp材料及其制备方法和马桶座圈，该耐刮擦阻燃pp材料可用于制备马桶座圈，其阻燃、耐刮擦性能好，且用洗涤剂洗涤后，仍能保持优良的耐刮擦性能。
本发明所采取的技术方案是：
本发明的第一方面，提供一种耐刮擦阻燃pp材料，包括以下按重量份计的原料：均聚聚丙烯树脂70～80份、沉淀硫酸钡10～20份、阻燃剂3～4份、成核剂0.2～0.3份、润滑分散剂1～2份、抗氧剂0.2～0.5份、油酸酰胺0.1～0.3份、芥酸酰胺0.1～0.3份、耐刮擦剂0.5～2份。
根据本发明的一些实施例，所述阻燃剂为溴磷氮系阻燃剂；所述溴磷氮系阻燃剂中磷含量为30～35％，氮含量为30～35％，溴含量为8～12％。采用该阻燃剂，添加量少，可在保证pp材料阻燃性能的基础上，使得产品的溴含量极低，大大低于欧盟对无卤要求；且其燃烧物环保，不会产生“二恶英”问题；且此阻燃剂耐高温，不析出，对产品表面光泽度无不良影响。
根据本发明的一些实施例，耐刮擦剂采用反应型高聚硅氧烷，具体可采用汽巴精化有限公司生产的反应型高聚硅氧烷，由于反应型高聚硅氧烷中含有特殊的官能团，可在pp树脂中起锚固作用，与pp材料相容性好，耐迁移，经过洗涤剂洗涤后，可依然具有优良的耐刮擦性能。
根据本发明的一些实施例，所述均聚聚丙烯树脂在230℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为20～30g/10min。采用均聚聚丙烯树脂有助于提高产品的光泽度。
根据本发明的一些实施例，所述成核剂为山梨醇类成核剂；例如，具体可为1,3；2,4-二亚苄基山梨醇、1,3；2,4-二(对甲基亚苄基)山梨醇、1,3；2,4-二(3,4-二亚甲基亚苄基)山梨醇中的至少一种。
润滑分散剂兼具润滑和分散的功能，根据本发明的一些实施例，所述润滑分散剂为氧化聚乙烯蜡(ope蜡)、聚乙烯蜡(pe蜡)、乙烯丙烯酸蜡(eaa蜡)中的至少一种。优选采用平均相对分子质量在2500～3000之间、平均酸值为15的氧化聚乙烯蜡。
以上原料中，沉淀硫酸钡的添加可增强和提高产品硬度，并降低成本，且其对pp表面的光泽度影响较低，沉淀硫酸钡一般采用粒径为2～5μm的沉淀硫酸钡。氧化剂可采用抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种；油酸酰胺可采用荷兰阿克苏诺贝尔公司生产的油酸酰胺，芥酸酰胺可采用四川禾大西普化学有限公司生产的芥酸酰胺。
根据本发明的一些实施例，其原料还包括1～2重量份的色粉。
本发明的第二方面，提供一种本发明第一方面所提供的任一种耐刮擦阻燃pp材料的制备方法，包括以下步骤：
s1、将沉淀硫酸钡与分散剂混合，充分搅拌分散，得到预处理的沉淀硫酸钡；
s2、将其他原料与步骤s1预处理后的沉淀硫酸钡混合均匀，而后送入挤出机中，经挤出、造粒制得。
以上制备方法中，通过对沉淀硫酸钡进行预处理，可防止沉淀硫酸钡分散不良，而使产品表面产生麻点，影响外观，因为沉淀硫酸钡是极性无机填料，会因水分而团聚在一起，故可采用高混机高混分散处理，以将沉淀硫酸钡打散，在此过程中，还可将水分蒸发，并使沉淀硫酸钡颗粒表面带上一定的静电，从而防止团聚。其中，分散剂一般按照与沉淀硫酸钡的质量比为(30～50)：1的比例进行添加。
根据本发明的一些实施例，所述挤出机为双螺杆挤出机，转速为250～450rpm，长径比为40/1，挤出机加料段到机头的温度为：一区160℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃、五区180℃、六区185℃、七区185℃、八区185℃、九区185℃、机头温度190℃，真空度大于0.6mpa。
本发明的第三方面，提供一种马桶座圈，由本发明第一方面所提供的任一种耐刮擦阻燃pp材料制成。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种耐刮擦阻燃pp材料，其可用于制备马桶座圈，兼具阻燃和耐刮擦的特点，且成本低；其中，由于pp材料的原料中添加了沉淀硫酸钡和成核剂，可使该pp材料制备的马桶座圈强度高，韧性好，表面光泽度非常优良，能够在视觉上大大吸引客户的眼球；另外，pp材料的原料中添加了阻燃剂，所形成pp材料可使马桶座圈阻燃等级达到ul94v-2级，符合rohs、reach环保要求；再有，pp材料的原料中添加了迁移性爽滑剂油酸酰胺和芥酸酰胺，可提高表面耐刮擦效果，且两者可与耐刮擦剂协同作用，所形成pp材料可大大提高马桶座圈的耐刮性能，且用洗涤剂洗涤马桶座圈后，依然能保持优良的耐刮擦性能；此外，油酸酰胺和芥酸酰胺还具有抗静电作用，可使该材料制备的马桶座圈不容易吸附灰尘和毛发等。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
(一)制备耐刮擦阻燃pp材料，具体制备方法包括以下步骤：
s1、按照表1中的原料配比称取原料；
s2、将沉淀硫酸钡与分散剂eb-ff按照质量比为40:1的比例加入到高速搅拌机中，搅拌速率为600r/min，搅拌时间为90s，得到预处理的沉淀硫酸钡；
s3、将均聚pp(均聚聚丙烯树脂)、预处理后的沉淀硫酸钡、阻燃剂、成核剂、润滑分散剂、抗氧剂、油酸酰胺、芥酸酰胺、耐刮擦剂和色粉依次加入高速搅拌机中，搅拌转速为300r/min，搅拌时间为120s，得到均匀的混合物；
s4、将步骤s3得到的混合物送入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，转速为250～450rpm，长径比为40/1，挤出机加料段到机头的温度为：一区160℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃、五区180℃、六区185℃、七区185℃、八区185℃、九区185℃、机头温度190℃，抽真空，真空度大于0.6mpa，而后经挤出、造粒制得pp材料。
表1各对比例和实施例pp材料的原料重量配比
以上各实施例和对比例的原料中，按照重量份取料，每重量份1kg。其中，沉淀硫酸钡的粒径为2～5μm。阻燃剂具体采用溴磷氮系阻燃剂，其中磷含量为32％，氮含量为33％，溴含量为10％；在其他实施例中，也可采用其他溴磷氮系阻燃剂，溴磷氮系阻燃剂中磷含量为30～35％，氮含量为30～35％，溴含量为8～12％。成核剂采用山梨醇类成核剂，具体可为1,3；2,4-二亚苄基山梨醇、1,3；2,4-二(对甲基亚苄基)山梨醇、1,3；2,4-二(3,4-二亚甲基亚苄基)山梨醇中的至少一种。润滑分散剂采用氧化聚乙烯蜡(ope蜡)、聚乙烯蜡(pe蜡)、乙烯丙烯酸蜡(eaa蜡)中的至少一种；抗氧化剂采用抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种；耐刮擦剂具体采用反应型高聚硅氧烷。
(二)性能测试
分别采用以上各对比例和实施例所制得pp材料加工为相应的加工样品，而后进行性能测试。具体方法包括：
(1)分别将以上各对比例和实施例所制得pp材料用注塑机注塑成国标样条，测试拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和熔融指数。
(2)分别将以上各对比例和实施例所制得pp材料用注塑机注塑成ul-94标准阻燃样条，测试垂直燃烧阻燃等级。
(3)分别将以上各对比例和实施例所制得pp材料用注塑机注塑成125mm×300mm，厚度为3mm的高光板材，用光泽度仪测试其表面光泽度；而后使用五指刮擦测试仪测试高光板材，记录开始产生明显刮擦痕的力。
(4)将以上高光板用洗涤剂清洗后，烘干，再用五指刮擦测试仪测试高光板，记录开始产生明显刮擦痕的力。
通过以上方法对以上各对比例和实施例所制得pp材料的加工样品进行测试，所得结果如表2所示。
表2性能测试结果
由上表1和表2可知，实施例1～6所制得pp材料的阻燃效率高，耐刮擦性能好；对比例1中没有加入爽滑剂(油酸酰胺和芥酸酰胺)时，产生耐刮擦的力仅为2n；对比例2和对比例3中各加入油酸酰胺和芥酸酰胺后，开始产生刮擦的力达到了5n，但是用洗涤液清洗后，下降到了3n；对比例4中同时加入油酸酰胺和芥酸酰胺后，开始产生刮擦的力达到6n，用洗涤液清洗后，也下降到了3n。实施例1～6中，把油酸酰胺、芥酸酰胺和耐刮擦剂一起加入后，随着耐刮擦剂添加量的增加，产生刮擦的力也随之增加；实施例4中油酸酰胺、芥酸酰胺和耐刮擦剂的用量分别为0.2重量份、0.2重量份和2重量份，产生刮擦的力达到了10n，经洗涤剂清洗后，产生刮擦的力保持在8n，比对比例1～4提高了4～6n。
1.一种耐刮擦阻燃pp材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：均聚聚丙烯树脂70～80份、沉淀硫酸钡10～20份、阻燃剂3～4份、成核剂0.2～0.3份、润滑分散剂1～2份、抗氧剂0.2～0.5份、油酸酰胺0.1～0.3份、芥酸酰胺0.1～0.3份、耐刮擦剂0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的耐刮擦阻燃pp材料，其特征在于，所述阻燃剂为溴磷氮系阻燃剂；所述溴磷氮系阻燃剂中磷含量为30～35％，氮含量为30～35％，溴含量为8～12％。
3.根据权利要求1所述的耐刮擦阻燃pp材料，其特征在于，所述耐刮擦剂为反应型高聚硅氧烷。
4.根据权利要求1所述的耐刮擦阻燃pp材料，其特征在于，所述均聚聚丙烯树脂在230℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为20～30g/10min。
5.根据权利要求1所述的耐刮擦阻燃pp材料，其特征在于，所述成核剂为山梨醇类成核剂。
6.根据权利要求1所述的耐刮擦阻燃pp材料，其特征在于，所述润滑分散剂为氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、乙烯丙烯酸蜡中的至少一种。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的耐刮擦阻燃pp材料，其特征在于，其原料还包括1～2重量份的色粉。
8.权利要求1至7中任一项所述的耐刮擦阻燃pp材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、将沉淀硫酸钡与分散剂混合，充分搅拌分散，得到预处理的沉淀硫酸钡；
s2、将其他原料与步骤s1预处理后的沉淀硫酸钡混合均匀，而后送入挤出机中，经挤出、造粒制得。
9.根据权利要求8所述的耐刮擦阻燃pp材料的制备方法，其特征在于，所述挤出机为双螺杆挤出机，转速为250～450rpm，长径比为40/1，挤出机加料段到机头的温度为：一区160℃、二区170℃、三区175℃、四区180℃、五区180℃、六区185℃、七区185℃、八区185℃、九区185℃、机头温度190℃，真空度大于0.6mpa。
10.一种马桶座圈，其特征在于，由权利要求1至7中任一项所述耐刮擦阻燃pp材料制成。
技术总结