本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种高光高黑高抗冲聚丙烯专用料及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,通常为半透明无色固体，且无臭无毒。由于其结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃，具有耐热、耐腐蚀的优点，故其制品可用蒸汽进行消毒；另外，聚丙烯的密度小，是最轻的通用塑料。但是聚丙烯的耐低温冲击性差，成型收缩率大，尺寸稳定性的抗蠕变性不好。
随着现代生活节奏的加快和消费者需求增加，小家电产品的种类和数量都在提升，如电饭锅、电风扇、电磁炉等小家电平均利润率高，比空调、冰箱还高，为企业带来的收益也高。我国已成为全世界小家电重要生产基地，同时也是小家电出口大国。针对小家电产品的使用环境，不难发现在产品使用中：频繁接触，易磨损；长期接触水、油、盐，易腐蚀；长期处于高温状态使用，易老化；长期光照，易变色，失去光泽。而在小家电产品外观件的主要原材料选择中，聚丙烯料由于成本低、流动性好而常常被选择，但聚丙烯料的选择也常常因为自身光泽及辅料的原因，而无法达到高光泽、高冲击等要求。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，本发明公开了一种高光高黑高抗冲聚丙烯专用料及其制备方法。本发明方法制得的高光高黑高抗冲聚丙烯专用料，其注塑的小家电产品制件具有较高的光泽同时具有较好的抗冲击性能，实现了高光材料刚性和韧性的良好平衡。
本发明的技术方案为：一种高光高黑高抗冲聚丙烯专用料，由下列原料按重量份组成：聚丙烯树脂80-90份,矿物填充10-20份，成核剂0.1-0.5份，分散剂0.2-0.5份，抗氧剂0.2-0.4份，黑色母1-4份，其他助剂0-1份。
进一步方案，所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯树脂、无规共聚聚丙烯树脂中的至少一种。
进一步方案，所述的矿物填充为5000m-8000m的碳酸钙、滑石粉、高纯沉淀硫酸钡中的至少一种。
进一步方案，所述的成核剂为磷酸金属盐类成核剂、山梨醇类成核剂中的一种。
进一步方案，所述的分散剂为硬脂酸类、双硬脂酸酰胺类中的至少一种。
进一步方案，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
进一步方案，所述的受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，所述的亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
进一步方案，所述的黑色母为无载体黑色母、聚乙烯(PE)载体黑色母、聚丙烯(PP)载体黑色母中的至少一种。
进一步方案，所述其他助剂为紫外光吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、抗静电剂或着色剂；其中紫外光吸收剂主要指水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类；其中表面光亮剂主要指芥酸酰胺类、油酸酰胺类、单硬脂酸甘油酯类；其中光稳定剂主要指氧化钛、受阻胺光稳定剂、有机镍；其中抗静电剂主要指十六烷基季铵盐类、十八烷基磺酸盐、乙氧基化烷基胺；其中着色剂主要指碳黑、新红、柠檬黄、靛蓝、酞菁蓝、酞菁绿。
本发明的另一个发明目的是提供上述高光高黑高抗冲聚丙烯专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比，将矿物填充、分散剂一起加入到高速混合机中混合3-5分钟；
(2)加入聚丙烯、成核剂、抗氧剂、黑色母及其他助剂，继续混合3-5分钟；
(3)将步骤(2)中的混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料；其中挤出机的机筒温度为210-235℃，螺杆转速为400-550r/min，真空度为-0.04－-0.08MPa。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明加入矿物填充，尤其是经沉淀法制备、纯度大于98％、目数为5000-8000目的硫酸钡使得复合材料光泽度增加，强度和韧性提高，且对材料的透度无影响，并通过高速混合机和分散剂的作用，使得共混后的复合材料外观良好，无麻点产生。
2、本发明加入黑色母，尤其是聚丙烯载体黑色母，使得材料的光泽和黑度明显提高，且由于聚丙烯载体黑色母和聚丙烯基料相容性好，使得聚丙烯载体黑色母在复合材料体系里分散很好，表面无麻点产生。
3、本发明中加入成核剂加速了聚丙烯材料的结晶速率，改善了复合材料的透明度，使得材料表面更加光亮。
4、亮点高光高黑：加入沉淀硫酸钡及聚丙烯载体黑色母后复合材料的光泽度(60度角)达到90以上，复合材料的色差值L小于24；使得高光高黑聚丙烯料完全达到可以替代高光ABS的水平，从而达到降低成本的作用，同时也满足现代人民对厨房电器外观的要求。
5、由于加入无规共聚聚丙烯及高纯沉淀硫酸钡的作用，是的复合材料的缺口冲击强度大于3KJ/m2、弯曲模量大于2000Mpa；表明本材料的冲击强度高，同时具有良好的流动性能，材料的刚性和韧性实现了良好平衡。
本发明提供的高光高黑高抗冲聚丙烯专用料是采用特殊的混料工艺及制备方法，提高了聚丙烯材料的结晶度，改善了矿物填充的分散度；同时该复合材料由于其较高的光泽度能够替代ABS材料，降低材料，并能够满足欧盟有关食品接触材料的法规(EC)No.1935/2004。此材料使用于厨房电器的外壳，使得厨房电器表面高光高亮，改善产品外观的要求
具体实施方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
实施例一
本实施例中的高光高黑高抗冲聚丙烯专用料是由下列原料按重量份组成：均聚聚丙烯树脂80份、无规共聚聚丙烯树脂10份，矿物填充碳酸钙10份，山梨醇类成核剂NX-8000：0.2份，双硬脂酸酰胺类分散剂TAS-2A：0.3份、EBS：0.2份，抗氧剂1010：0.2份、抗氧剂168：0.2份，PP载体黑色母6258：3份。
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将碳酸钙10份，分散剂TAS-2A0.3份、分散剂EBS 0.2份，加入到高速混合机中共混3分钟；
(2)将均聚聚丙烯树脂80份，无规共聚聚丙烯树脂10份，成核剂NX-80000.2份，抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份，黑色母6258 3份，加入(1)混合机中高速混合3分钟；
(3)将(2)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料；其中挤出机的机筒温度为210℃，螺杆转速为550r/min，真空度为-0.06Mpa，即制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料。
实施例二：
本实施例中的高光高黑高抗冲聚丙烯专用料是由下列原料按重量份组成：均聚聚丙烯树脂80份、无规共聚聚丙烯树脂10份，矿物填充滑石粉10份，山梨醇类成核剂NX-8000：0.2份，双硬脂酸酰胺类分散剂TAS-2A：0.3份、硬脂酸类分散剂硬脂酸钙：0.2份，抗氧剂1010：0.2份、抗氧剂168：0.2份，PP载体黑色母6258：4份，紫外光吸收剂1份。
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将滑石粉10份，分散剂TAS-2A0.3份，硬脂酸钙0.2份,加入到高速混合机中共混5分钟；
(2)将剩余均聚聚丙烯树脂80份，无规共聚聚丙烯树脂10份，成核剂NX-8000 0.2份，抗氧剂1010 0.2份,抗氧剂168 0.2份，黑色母6258 4份，紫外光吸收剂1份，加入(1)混合机中高速混合5分钟；
(3)将(2)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料；其中挤出机的机筒温度为235℃，螺杆转速为400r/min，真空度为-0.04Mpa，即制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料。
实施例三：
本实施例中的高光高黑高抗冲聚丙烯专用料是由下列原料按重量份组成：均聚聚丙烯树脂80份、无规共聚聚丙烯树脂10份，矿物填充高纯沉淀硫酸钡10份，磷酸金属盐类成核剂NA-11：0.2份，双硬脂酸酰胺类分散剂TAS-2A：0.2份，抗氧剂1010：0.1份、抗氧剂168：0.1份，PP载体黑色母6258：3份，表面光亮剂1份。
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将高纯沉淀硫酸钡10份，分散剂TAS-2A0.2份，加入到高速混合机中共混3min；
(2)将剩余均聚聚丙烯树脂80份，无规共聚聚丙烯树脂10份，成核剂NA-110.2份，抗氧剂1010 0.1份，抗氧剂168 0.1份，黑色母6258 3份，表面光亮剂1份，加入(1)混合机中高速混合5分钟；
(3)将(2)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料；其中挤出机的机筒温度为210℃，螺杆转速为550r/min，真空度为-0.08Mpa，即制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料。
实施例四：
本实施例中的高光高黑高抗冲聚丙烯专用料是由下列原料按重量份组成：均聚聚丙烯树脂70份、无规共聚聚丙烯树脂10份，矿物填充高纯沉淀硫酸钡20份，山梨醇类成核剂NX-8000：0.2份，双硬脂酸酰胺类分散剂TAS-2A：0.3份，分散剂EBS：0.2份，抗氧剂1010：0.2份，抗氧剂168：0.2份，PP载体黑色母6258：3份，光稳定剂1份。
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将高纯沉淀硫酸钡20份，分散剂TAS-2A0.3份，分散剂EBS 0.2份,加入到高速混合机中共混3min；
(2)将剩余均聚聚丙烯树脂70份，无规共聚聚丙烯树脂10份，成核剂NX-8000 0.2份，抗氧剂1010 0.2份,抗氧剂168 0.2份,黑色母6258 3份，光稳定剂1份，加入(1)混合机中高速混合3分钟；
(3)将(2)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料；其中挤出机的机筒温度为235℃，螺杆转速为550r/min，真空度为-0.06Mpa，即制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料。
实施例五：
本实施例中的高光高黑高抗冲聚丙烯专用料是由下列原料按重量份组成：无规共聚聚丙烯树脂80份，矿物填充高纯沉淀硫酸钡10份，山梨醇类成核剂NX-8000：0.1份，双硬脂酸酰胺类分散剂TAS-2A：0.3份，分散剂EBS：0.2份，抗氧剂1010：0.2份，抗氧剂168：0.2份，PE载体黑色母2014：3份，抗静电剂1份。
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将高纯沉淀硫酸钡10份，分散剂TAS-2A0.3份，分散剂EBS 0.2份,加入到高速混合机中共混2-3min；
(2)将无规共聚聚丙烯树脂80份，成核剂NX-8000 0.1份，抗氧剂1010 0.2份,抗氧剂168 0.2份,黑色母2014 3份，抗静电剂1份，加入(1)混合机中高速混合5分钟；
(3)将(2)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料；其中挤出机的机筒温度为235℃，螺杆转速为550r/min，真空度为-0.06Mpa，即制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料。
实施例六：
本实施例中的高光高黑高抗冲聚丙烯专用料是由下列原料按重量份组成：均聚聚丙烯树脂80份，矿物填充高纯沉淀硫酸钡10份，山梨醇类成核剂NX-8000：0.5份，双硬脂酸酰胺类分散剂TAS-2A：0.1份，分散剂EBS：0.1份，抗氧剂1010：0.1份，抗氧剂DLTP：0.1份，无载体黑色母6414：1份，着色剂1份。
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将高纯沉淀硫酸钡10份，分散剂TAS-2A0.1份，分散剂EBS 0.1份,加入到高速混合机中共混3min；
(2)将剩余均聚聚丙烯树脂80份，成核剂NX-8000 0.5份，抗氧剂1010 0.1份,抗氧剂DLTP 0.1份，黑色母6414 1份，着色剂1份，加入(1)混合机中高速混合5分钟；
(3)将(2)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，经挤出、造粒制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料；其中挤出机的机筒温度为235℃，螺杆转速为550r/min，真空度为-0.06Mpa，即制得高光高黑高抗冲聚丙烯专用料。
将上述实施例1-6高光高黑高抗冲聚丙烯专用料主要物性指标根据相关检测标准测试其光泽度、黑度、外观、悬臂梁缺口冲击、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量，其检测标准与检测结果如表1所示：
表1：实施例1-6的高光高黑高抗冲聚丙烯专用料主要物性指标
如在本发明的制备组份中添加紫外光吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、着色剂等功能助剂，使复合材料具有相应特性亦受本发明保护。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
1、本发明加入经沉淀法制备、纯度大于98％、目数为5000-8000目的硫酸钡是，使得复合材料光泽度增加，复合材料强度和韧性提高，且对材料的透度无影响，并通过高速混合机和分散剂的作用，使得共混后的复合材料外观良好，无麻点产生。
2、本发明加入聚丙烯载体黑色母，使得材料的光泽和黑度明显提高，且由于聚丙烯载体黑色母和聚丙烯基料相容性好，使得聚丙烯载体黑色母在复合材料体系里分散很好，表面无麻点产生。
3、本发明中加入成核剂加速了聚丙烯材料的结晶速率，改善了复合材料的透明度，使得材料表面更加光亮。
4、亮点高光高黑：加入沉淀硫酸钡及聚丙烯载体黑色母后复合材料的光泽度(60度角)达到90以上，复合材料的色差值L小于24；使得高光高黑聚丙烯料完全达到可以替代高光ABS的水平，从而达到降低成本的作用，同时也满足现代人民对厨房电器外观的要求。
5、由于加入无规共聚聚丙烯及高纯沉淀硫酸钡的作用，是的复合材料的缺口冲击强度大于3KJ/m2、弯曲模量大于2000Mpa；表明本材料的冲击强度高，同时具有良好的流动性能，材料的刚性和韧性实现了良好平衡。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。