透明電飯煲用阻燃高耐熱聚丙烯復合材料及制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高分子復合材料，特別涉及一種透明電飯煲用阻燃高耐熱聚丙烯 復合材料及制備方法與應用，屬于改性塑料的技術領域。
【背景技術】
[0002] 聚丙烯無毒、無味，密度小，具有良好的電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響，常 見的酸、堿等有機溶劑對它幾乎不起作用，可用于食具。是五大通用塑料之一，被廣泛應用 于家電、汽車、日用品等領域。
[0003] 目前市面上常見的電飯煲外殼都是由不透明的塑料或金屬材料制成，電飯煲在工 作時，煲蓋蓋住煲體，用戶難以查看鍋體內的食物烹煮狀態，當打開煲蓋進行查看時，有以 下幾點缺陷：一是高溫蒸汽容易燙傷用戶，二是部分熱量散失影響加熱效率，三是部分營養 成分隨蒸汽散發影響食物口感。另外，通體透明的電飯煲可以讓用戶很方便地了解電飯煲 的內部構造，在拆卸、維護時也很容易，因此開發透明的電飯煲可為用戶帶來全新的視覺體 驗，同時方便用戶使用。
[0004] 電飯煲在工作時，外殼溫度較高，特別是在底部加熱盤附近、顯示面板的電路控制 板附近和蒸汽閥出口處，由于受蒸汽、電阻元器件發熱的原因，材料容易老化黃變、強度變 差等，因此需要材料具有優異的耐熱性能和阻燃性能。
[0005] 另外，聚丙烯材料的表面硬度較低，耐刮擦性能較差，作為電飯煲的外殼使用時， 容易被勺、鏟、筷子等不銹鋼炊具所刮花，從而影響電器的外殼美觀性，進而會影響材料的 透明性。
[0006] 因此，開發一種具有阻燃、高耐熱、耐刮擦的可應用于透明電飯煲的透明聚丙烯復 合材料具有重要的經濟效益和社會價值，進而可推廣應用于電壓力鍋、豆漿機、電磁爐、慢 燉鍋等小家電外殼，市場前景非常廣闊。
【發明內容】
[0007] 本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種透明電飯煲用阻燃 高耐熱聚丙稀復合材料。
[0008] 本發明的另一目的在于提供所述透明電飯煲用阻燃高耐熱聚丙烯復合材料的制 備方法。
[0009] 本發明的再一目的在于提供所述透明電飯煲用阻燃高耐熱聚丙烯復合材料的應 用。
[0010] 本發明的目的通過下述技術方案實現：一種透明電飯煲用阻燃高耐熱聚丙烯復 合材料，由以下按質量百分比計的成分組成：高結晶均聚聚丙烯60~97%、透明填料母粒 1~20%、阻燃母粒1. 7~10%、耐刮擦母粒0. 1~5%、耐熱氧老化劑0. 1~2%、助劑A 0· 2 ~3%〇
[0011] 其中，所述的尚結晶均聚聚丙稀為各種粒狀的尚結晶均聚聚丙稀，恪點在165°C 以上，最大結晶峰溫在125°C以上，熔體質量流動速率為20-70g/10min (測試條件：230°C， 2. 16KG) 〇
[0012] 所述的透明填料母粒是以高結晶均聚聚丙烯為載體的透明填料母粒，其中透明填 料的質量含量為60% ;透明填料的種類包括微細二氧化硅、無水硫酸鈉、滑石粉和石膏粉中 的一種或至少兩種，平均粒徑為1~5 μπι。
[0013] 所述的透明填料母粒優選通過如下步驟制備得到：將高結晶均聚聚丙烯、透明 粉、抗氧劑和潤滑劑稱量完畢后攪拌均勻，然后加入到長徑比為44:1的平行雙螺桿擠出機 的主喂料料斗中，設定平行雙螺桿擠出機從料斗到模頭的各段溫度分別為 ：180°C、19(TC、 190°C、200°C、190°C、190°C、190°C、200°C、210°C、220°C，主機的螺桿轉速為 630r/min，主料 斗進料螺桿的頻率為21HZ，將物料共混熔融擠出；將從平行雙螺桿擠出機口模出來的粒條 冷卻、干燥、切粒，即得到透明填料母粒；其中，各成分的質量百分含量為：高結晶均聚聚丙 烯39. 2 %，透明粉60 %，抗氧劑0. 4%，潤滑劑0. 4%。
[0014] 所述的阻燃母粒為以高結晶均聚聚丙烯為載體的阻燃母粒，其中阻燃劑質量含量 為60% ;阻燃劑為一種包括三聚氰胺氫溴酸鹽、次磷酸鹽、有機過氧化物和硼酸鹽組成的混 合物，優選為上海美萊珀化工材料科技有限公司，型號為M-208NPB的阻燃劑。
[0015] 所述的阻燃母粒優選通過如下步驟制備得到：將高結晶均聚聚丙烯、阻燃劑、抗氧 劑和潤滑劑稱量完畢后攪拌均勻，然后加入到長徑比為44:1的平行雙螺桿擠出機的主喂 料料斗中，設定平行雙螺桿擠出機從料斗到模頭的各段溫度分別為：170°C、180°C、180°C、 190°C、180°C、180°C、180°C、190°C、200°C、210°C，主機的螺桿轉速為 600r/min，主料斗進料 螺桿的頻率為20HZ，將物料共混熔融擠出；將從平行雙螺桿擠出機口模出來的粒條冷卻、 干燥、切粒，即得到阻燃母粒；其中，各成分的質量百分含量為：高結晶均聚聚丙烯39. 6%， 阻燃劑60 %，抗氧劑0. 2 %，潤滑劑0. 2 %。
[0016] 所述的耐刮擦母粒為以均聚聚丙烯為載體的耐刮擦母粒，其中耐刮擦劑的質量含 量為50-60 %，耐刮擦劑的主要成分是硅酮粉，平均粒徑為10-20 μ m。
[0017] 所述的耐刮擦母粒優選為韓國DaWha Chemical Technology公司型號為0V-226P 的耐刮擦母粒和美國道康寧公司型號為E-002的耐刮擦母粒中的一種或兩種。
[0018] 所述的耐熱氧老化劑為受阻酚類抗氧劑、硫酯類抗氧劑和亞磷酸鹽類抗氧劑中的 至少一種。
[0019] 所述的受阻酚類抗氧劑優選為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊 四醇酯）（抗氧劑1010)。
[0020] 所述的硫酯類抗氧劑優選為硫代二丙酸雙十八醇酯（抗氧劑DSTDP)。
[0021] 所述的亞磷酸鹽類抗氧劑優選為三（2. 4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯（抗氧劑 168)。
[0022] 所述的助劑A為色粉、潤滑劑和紫外線吸收劑中的一種或至少兩種。
[0023] 所述的色粉為顏料紅、鈦白、酞青蘭、燈黑、顏料黃、炭黑和酞青綠中的一種或至少 兩種。
[0024] 所述的潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和Ν，Ν'-乙 撐雙硬脂酰胺中的一種或至少兩種。
[0025] 所述的紫外線吸收劑為鄰羥基苯甲酸苯酯、2_(2' -羥基-5' -甲基苯基）苯并三 氮唑、2, 4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮 中的一種或至少兩種。
[0026] 上述作為載體的高結晶均聚聚丙烯在230°C、2. 16KG測試條件下熔體質量流動速 率為 20-70g/10min。
[0027] 所述的透明電飯煲用阻燃高耐熱聚丙烯復合材料的制備方法，包含如下步驟：
[0028] (1)將高結晶均聚聚丙烯、透明填料母粒、阻燃母粒、耐刮擦母粒、耐熱氧老化劑 和助劑A混合均勻；其中，各成分的含量按質量百分比計，如下：高結晶均聚聚丙烯60~ 97%、透明填料母粒1~20%、阻燃母粒1. 7~10%、耐刮擦母粒0. 1~5%、耐熱氧老化劑 0· 1 ~2%、助劑 A 0· 2 ~3% ;
[0029] (2)將步驟（1)混合均勻的物料加入到平行雙螺桿擠出機的主喂料料斗中，設定 擠出機從料斗到模頭的各段溫度分別為：180~200°C、180~200°C、210~230°C、210~ 230。(：、190~210。(：、190~210。(：、190~210。(：、200~220。(：、200~220。(：和210~230。(：， 共10區；主機的螺桿轉速為500~800r/min，主料斗進料螺桿的頻率為10~30HZ，進而將 物料共混熔融擠出；
[0030] (3)經步驟（2)得到的粒條冷卻、風干、切粒，得到透明電飯煲用阻燃高耐熱聚丙 稀復合材料。
[0031] 步驟（1)中所述的混合均勻的條件優選為在攪拌機中以500~3000rpm的轉速攪 拌混合5~10分鐘。
[0032] 步驟（2)中所述的平行雙螺桿擠出機優選為長徑比為44:1的平行雙螺桿擠出機。
[0033] 步驟（2)中所述的從料斗到模頭的各段溫度優選分別為：180°C，19(TC，21(rC， 210°C，190°C，190°C，190°C，200°C，200°C，210°C。
[0034] 步驟（2)中所述的轉速優選為600~650r/min。
[0035] 步驟⑵中所述的頻率優選為18~20Hz。
[0036] 步驟（3)中所述的冷卻的方式為使用水槽進行冷卻。
[0037] 步驟（3)中所述的透明電飯煲用阻燃高耐熱聚丙烯復合材料的長度為3~5_。
[0038] 所述的透明電飯煲用阻燃高耐熱聚丙烯復合材料在家電領域中進行應用，特別適 合用于制備電飯煲、壓力鍋、電磁爐、豆漿機。
[0039] 本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果：
[0040] (1)本發明制備的透明電飯煲用