本发明属于密封弹性体材料技术领域，涉及一种泵芯用聚丙烯弹性体材料的组成、制备方法及应用。
背景技术：
泵芯是液体分配器、乳液泵等按压吸液器械中的核心功能组件，对材料变形回复性，自润滑性和耐化学品性均有较高的要求。现有技术中，具有形变回复功能的泵芯普遍采用硅胶等具有化学交联结构的橡胶弹性体材料，这类材料不可熔融，与构成液体分配器和乳液泵其它的聚丙烯组件也没有相容性，整体件无法同时完成熔融回收利用，造成塑料制品回收的低效化和劣质化。
申请号为202011086586.x的发明专利公开了一种全塑料液体分配器，该技术涉及弹性体泵芯的结构及功能，但未涉及弹性体泵芯材料的组成及制备方法。申请号为201910739479.3的发明专利公开了一种改进型泵芯及其环保高新材料制备方法，该技术涉及一种泵芯用改性聚丙烯材料的制备过程，但该材料及泵芯的功能性实现原理及过程与本申请无关。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种泵芯用聚丙烯弹性体材料的组成、制备方法及应用，该材料主要用于注射和模压等熔融成型工艺制备弹性体泵芯，具体为液体分配器及乳液泵用弹性体泵芯。本技术采用具有柔韧性和弹性的低等规茂金属聚丙烯和充油改性的苯乙烯基弹性体为基体树脂，以聚丙烯纤维为增强和抗压变改性剂，以聚硅氧烷为密封和润滑改性剂，在100-140℃熔融挤出造粒制得弹性体材料。该材料在低于纤维熔点的工艺条件下，成型的制品具有良好的形变回复性；在高于纤维熔点的工艺条件下，纤维完全熔融相容于基体树脂中，可与其它聚丙烯组件同时熔融回收利用，是一种环保且可高效回收利用的新型弹性体材料。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。一种泵芯用聚丙烯弹性体材料，其特征在于，所述的泵芯用聚丙烯弹性体材料至少包含：
低等规茂金属聚丙烯70-90份；
苯乙烯基弹性体10-20份；
聚硅氧烷1-5份；
液体石蜡5-40份；
短切聚丙烯纤维5-15份；
所述的泵芯用聚丙烯弹性体的制备过程包括：将苯乙烯基弹性体、聚硅氧烷、液体石蜡在30-50℃混合搅拌15-30min，放置24h以上，得到预充油弹性体；将预充油弹性体、低等规茂金属聚丙烯、短切聚丙烯纤维混合搅拌3-5min，在100-140℃熔融挤出造粒，即制得泵芯用聚丙烯弹性体材料；
所述的泵芯用聚丙烯弹性体用于注射成型制备液体分配器泵芯，注射成型温度为110-140℃。
所述的低等规茂金属聚丙烯树脂的等规度为30-60。
所述的低等规茂金属聚丙烯树脂的分子量分布系数为1.8-2.2。
所述的低等规茂金属聚丙烯树脂的熔融温度为85-120℃。
所述的苯乙烯基弹性体为sbs、sebs中的一种或两种。
所述的聚硅氧烷为二甲基硅油或苯甲基硅油中的一种。
所述的短切聚丙烯纤维长度为1-6mm。
所述的短切聚丙烯纤维熔点不低于160℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明所制备的聚丙烯弹性体材料具有良好的形变回复性、密封性、自润滑性和耐化学品性能，可采用注射成型等高效的成型方式，制备的弹性体泵芯可代替传统化学交联硅胶泵芯，解决了洗化卫生行业废旧聚丙烯乳液泵组件不可同步回收利用的困境。
具体实施方式
下面结合各实施例详细描述本发明。
实施例1
一种泵芯用聚丙烯弹性体材料，其组成包含：低等规茂金属聚丙烯80份，苯乙烯基弹性体20份，聚硅氧烷2.5份，液体石蜡20份，短切聚丙烯纤维10份；
其制备过程为：将苯乙烯基弹性体、聚硅氧烷、液体石蜡在30-50℃混合搅拌15-30min，放置24h以上，得到预充油弹性体；将预充油弹性体、低等规茂金属聚丙烯、短切聚丙烯纤维混合搅拌3-5min，在100-140℃熔融挤出造粒，即制得泵芯用聚丙烯弹性体材料。
所述的低等规茂金属聚丙烯树脂选自l-modus600，其等规度为50，分子量分布系数2.1，熔融温度为98℃；
所述的苯乙烯基弹性体为sbs1401；
所述的聚硅氧烷为苯甲基硅油；
所述的短切聚丙烯纤维长度为3mm，其熔融温度为168℃。
对比例1
一种区别于实施例1的泵芯用聚丙烯弹性体材料，其组成包含：低等规茂金属聚丙烯80份，苯乙烯基弹性体20份，聚硅氧烷2.5份，液体石蜡20份；
其制备过程为：将苯乙烯基弹性体、聚硅氧烷、液体石蜡在30-50℃混合搅拌15-30min，放置24h以上，得到预充油弹性体；将预充油弹性体、低等规茂金属聚丙烯混合搅拌3-5min，在100-140℃熔融挤出造粒，即制得泵芯用聚丙烯弹性体材料。
所述的低等规茂金属聚丙烯树脂选自l-modus600，其等规度为50，分子量分布系数2.1，熔融温度为98℃；
所述的苯乙烯基弹性体为sbs1401；
所述的聚硅氧烷为苯甲基硅油。
本对比例与实施例1最大的不同在于组分中没有聚丙烯纤维。
对比例2
另外一种区别于实施例1的泵芯用聚丙烯弹性体材料，其组成包含：低等规茂金属聚丙烯80份，苯乙烯基弹性体20份，液体石蜡20份，短切聚丙烯纤维10份；
其制备过程为：将苯乙烯基弹性体、液体石蜡在30-50℃混合搅拌15-30min，放置24h以上，得到预充油弹性体；将预充油弹性体、低等规茂金属聚丙烯、短切聚丙烯纤维混合搅拌3-5min，在100-140℃熔融挤出造粒，即制得泵芯用聚丙烯弹性体材料。
所述的低等规茂金属聚丙烯树脂选自l-modus600，其等规度为50，分子量分布系数2.1，熔融温度为98℃；
所述的苯乙烯基弹性体为sbs1401；
所述的短切聚丙烯纤维长度为3mm，其熔融温度为168℃。
本对比例与实施例1最大的不同在于组分中没有聚硅氧烷。
对比例3
另外一种区别于实施例1的泵芯用聚丙烯弹性体材料，其组成包含：低等规茂金属聚丙烯80份，苯乙烯基弹性体20份，聚硅氧烷2.5份，短切聚丙烯纤维10份；
其制备过程为：将苯乙烯基弹性体、聚硅氧烷、低等规茂金属聚丙烯、短切聚丙烯纤维混合搅拌3-5min，在100-140℃熔融挤出造粒，即制得泵芯用聚丙烯弹性体材料。
所述的低等规茂金属聚丙烯树脂选自l-modus600，其等规度为50，分子量分布系数2.1，熔融温度为98℃；
所述的苯乙烯基弹性体为sbs1401；
所述的聚硅氧烷为苯甲基硅油；
所述的短切聚丙烯纤维长度为3mm，其熔融温度为168℃。
本对比例与实施例1最大的不同在于组分中没有液体石蜡，各组分熔体混合前也未对苯乙烯基弹性体进行充油改性。
对比例4
另外一种区别于于实施例1的泵芯用聚丙烯弹性体材料，其组成包含：低等规茂金属聚丙烯80份，苯乙烯基弹性体20份，聚硅氧烷2.5份，液体石蜡20份，短切聚丙烯纤维10份；
其制备过程为：将苯乙烯基弹性体、聚硅氧烷、液体石蜡在30-50℃混合搅拌15-30min，放置24h以上，得到预充油弹性体；将预充油弹性体、低等规茂金属聚丙烯、短切聚丙烯纤维混合搅拌3-5min，在180-210℃熔融挤出造粒，即制得泵芯用聚丙烯弹性体材料。
所述的低等规茂金属聚丙烯树脂选自l-modus600，其等规度为50，分子量分布系数2.1，熔融温度为98℃；
所述的苯乙烯基弹性体为sbs1401；
所述的聚硅氧烷为苯甲基硅油；
所述的短切聚丙烯纤维长度为3mm，其熔融温度为168℃。
本对比例与实施例1最大的不同在于材料制备的熔融挤出温度高于聚丙烯纤维熔点。
应用例
实施例材料性能测试和泵芯考核测试样品采用注射成型工艺制备，注塑机温度从加料段至喷嘴依次为110℃、120℃、130℃、140℃、140℃，注射压力75bar，注射速率45％，模具温度23℃。成型样品在(23±2)℃，湿度(75±10)％环境下调节24h进行测试和考核。
熔体流动速率采用样品颗粒测试，测试方法参照gb/t3682-2018，温度140℃，压力5kg。
邵氏a硬度按gb/t2411-2008要求测试。
压缩性能参照gb/t1683-2018要求测试，测试条件23℃，24h。
泵芯考核测试：将装有泵芯样品的液体分配器安装于盛有洗手液的乳液瓶，按压数次，使洗手液出液稳定后开始计量。以每分钟20次的频率按压，收集一分钟泵出液体称重。当每分钟泵液量低于15g，停止试验，记为泵芯失效次数。材料性能测试和泵芯考核测试情况见表1。
表1
在实施过程中，可根据成本、加工性和实际使用要求考虑，对材料的组成、配比进行适当的调整，这些调整和改进的实施方案见实施例2-5。
实施例2
一种泵芯用聚丙烯弹性体材料，其组成包含：低等规茂金属聚丙烯90份，苯乙烯基弹性体15份，聚硅氧烷5份，液体石蜡40份，短切聚丙烯纤维15份；
其制备过程为：将苯乙烯基弹性体、聚硅氧烷、液体石蜡在30-50℃混合搅拌15-30min，放置24h以上，得到预充油弹性体；将预充油弹性体、低等规茂金属聚丙烯、短切聚丙烯纤维混合搅拌3-5min，在100-140℃熔融挤出造粒，即制得泵芯用聚丙烯弹性体材料。
其中，低等规茂金属聚丙烯树脂选自l-modus901；
其中，苯乙烯基弹性体选自sebsyh502；
其中，聚硅氧烷选自二甲基硅油；
其中，短切聚丙烯纤维长度为1mm，其熔融温度为170℃。
实施例3
一种泵芯用聚丙烯弹性体材料，其组成包含：低等规茂金属聚丙烯70份，苯乙烯基弹性体10份，聚硅氧烷1份，液体石蜡5份，短切聚丙烯纤维5份；
其制备过程为：将苯乙烯基弹性体、聚硅氧烷、液体石蜡在30-50℃混合搅拌15-30min，放置24h以上，得到预充油弹性体；将预充油弹性体、低等规茂金属聚丙烯、短切聚丙烯纤维混合搅拌3-5min，在100-140℃熔融挤出造粒，即制得泵芯用聚丙烯弹性体材料。
其中，低等规茂金属聚丙烯树脂选自l-modus400；
其中，苯乙烯基弹性体为sbs1401与sebsyh502的混合物，其质量比为1:1；
其中，聚硅氧烷选自二甲基硅油；
其中，短切聚丙烯纤维长度为6mm，其熔融温度为170℃。
实施例4
一种泵芯用聚丙烯弹性体材料，其组成包含：低等规茂金属聚丙烯80份，苯乙烯基弹性体20份，聚硅氧烷5份，液体石蜡20份，短切聚丙烯纤维15份；
其制备过程为：将苯乙烯基弹性体、聚硅氧烷、液体石蜡在30-50℃混合搅拌15-30min，放置24h以上，得到预充油弹性体；将预充油弹性体、低等规茂金属聚丙烯、短切聚丙烯纤维混合搅拌3-5min，在100-140℃熔融挤出造粒，即制得泵芯用聚丙烯弹性体材料。
其中，低等规茂金属聚丙烯树脂选自l-modus400；
其中，苯乙烯基弹性体选自sebsyh688；
其中，聚硅氧烷选自二甲基硅油；
其中，短切聚丙烯纤维长度为6mm，其熔融温度为170℃。
实施例5
一种泵芯用聚丙烯弹性体材料，其组成包含：低等规茂金属聚丙烯70份，苯乙烯基弹性体20份，聚硅氧烷3份，液体石蜡30份，短切聚丙烯纤维15份；
其制备过程为：将苯乙烯基弹性体、聚硅氧烷、液体石蜡在30-50℃混合搅拌15-30min，放置24h以上，得到预充油弹性体；将预充油弹性体、低等规茂金属聚丙烯、短切聚丙烯纤维混合搅拌3-5min，在100-140℃熔融挤出造粒，即制得泵芯用聚丙烯弹性体材料。
其中，低等规茂金属聚丙烯树脂选自l-modus600；
其中，苯乙烯基弹性体选自sebsyh688；
其中，聚硅氧烷选自二甲基硅油；
其中，短切聚丙烯纤维长度为3mm，其熔融温度为168℃。
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。
1.一种泵芯用聚丙烯弹性体材料的组成、制备方法及应用，其特征在于，所述的泵芯用聚丙烯弹性体材料至少包含：
低等规茂金属聚丙烯70-90份；
苯乙烯基弹性体10-20份；
聚硅氧烷1-5份；
液体石蜡5-40份；
短切聚丙烯纤维5-15份；
所述的泵芯用聚丙烯弹性体的制备过程包括：将苯乙烯基弹性体、聚硅氧烷、液体石蜡在30-50℃混合搅拌15-30min，放置24h以上，得到预充油弹性体；将预充油弹性体、低等规茂金属聚丙烯、短切聚丙烯纤维混合搅拌3-5min，在100-140℃熔融挤出造粒，即制得泵芯用聚丙烯弹性体材料；
所述的泵芯用聚丙烯弹性体用于注射成型制备液体分配器泵芯，注射成型温度为110-140℃。
2.根据权利要求1所述的一种泵芯用聚丙烯弹性体材料的组成、制备方法，其特征在于，所述的低等规茂金属聚丙烯树脂的等规度为30-60。
3.根据权利要求1所述的一种泵芯用聚丙烯弹性体材料的组成、制备方法，其特征在于，所述的低等规茂金属聚丙烯树脂的分子量分布系数为1.8-2.2。
4.根据权利要求1所述的一种泵芯用聚丙烯弹性体材料的组成、制备方法，其特征在于，所述的低等规茂金属聚丙烯树脂的熔融温度为85-120℃。
5.根据权利要求1所述的一种泵芯用聚丙烯弹性体材料的组成、制备方法，其特征在于，所述的苯乙烯基弹性体为sbs、sebs中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种泵芯用聚丙烯弹性体材料的组成、制备方法，其特征在于，所述的聚硅氧烷为二甲基硅油、或苯甲基硅油中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种泵芯用聚丙烯弹性体材料的组成、制备方法，其特征在于，所述的短切聚丙烯纤维长度为1-6mm。
8.根据权利要求1所述的一种泵芯用聚丙烯弹性体材料的组成、制备方法，其特征在于，所述的短切聚丙烯纤维熔点不低于160℃。
技术总结