CN101817953A - 一种低散发的改性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于改性聚丙烯复合材料领域，涉及一种适用于制造汽车内饰件的低气味、低散发的改性聚丙烯复合材料，包括：聚丙烯、矿物填料、气味吸附剂和助剂，按照重量份，上述成份的重量份分别为：聚丙烯60～90；矿物填料0～40；气味吸附剂1～5；助剂0.1～1；所述气味吸附剂选自：粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝或分子筛中的三种的混合物。本发明所制得改性聚丙烯复合材料表面光泽度高，具有较好的耐冲击性能及强度，熔体流动性，力学性能，而且由于使用多种气味吸附剂，产品气味散发性低，总碳值为13.7～24.5μgC/g；同时所需原材料来源广泛，方便易得。
Description
技术领域
本发明属于改性聚丙烯复合材料领域，具体涉及一种添加气味吸附剂改性聚丙烯复合材料，尤其涉及一种适用于制造汽车内饰件的低气味、低散发的改性聚丙烯复合材料；本发明同时还涉及所述改性聚丙烯复合材料的制备方法。
背景技术
改性聚丙烯材料在汽车领域应用日益广泛，由改性聚丙烯材料制成的各种汽车内饰件，虽然各使用性能上均可符合相应要求，但是由于这些材料在不同程度上都会释放出含有某些难闻气味或对人体有害的挥发性物质。
目前现有技术中，一般采用添加吸附剂或者脱挥工艺来降低改性聚丙烯材料散发的气味和有害挥发性物质。
脱挥工艺是指在聚丙烯合成过程中采用专业脱挥设备来降低其小分子挥发物的含量，该法所需设备、工艺条件均较复杂，不适用于共混改性工艺。
添加吸附剂法是指在聚丙烯挤出过程中添加吸附剂，如粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝和分子筛等。该方法的原理是利用吸附剂与复合材料熔融共混，在基体中捕捉并吸附一些小分子挥发物来达到降低气味散发性的要求。例如：
1、专利号为200510028339.3的中国发明专利公开了一种低气味、低挥发份的聚丙烯复合材料，其组成(按重量％计)为聚丙烯55-95％，滑石粉0-40％，细孔硅胶0.5-5％，增韧剂poe0-10％，热稳定剂DSTP 0.1-1.0％，热稳定剂31140.1-1.0％，热稳定剂618 0.1-0.5％。其制备方法是将聚丙烯、滑石粉、细孔硅胶、增韧剂、热稳定剂DSTP、热稳定剂3114、热稳定剂618组成的混合物置于双螺杆挤出机经熔融挤出造粒。
2、公开号为101255252A(申请号为200810023327.5)的中国发明专利申请公布说明书公开了一种低散发型汽车内饰件专用料及其制备方法，该专用料由下述组分质量份制备而成：聚丙烯80～90份，超细滑石粉10～20份，低分子有机物驱除剂1.0～3.0份，抗氧剂1.0～2.0份，其制备方法包括如下步骤：1)将聚丙烯与低分子有机物驱除剂、抗氧剂在300～500转/分的转速下搅拌混合3～5分钟；2)加入超细滑石粉在300～500转/分的转速下搅拌混合5～10分钟，得到预混料；3)将预混料经挤出机三级真空挤出造粒即得成品。该方法所得低散发型汽车内饰件专用料的总碳值的范围为20～40μgC/g。
发明内容
本发明目的是提供一种低气味、低散发的改性聚丙烯复合材料。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低散发的改性聚丙烯复合材料，包括：聚丙烯、矿物填料、气味吸附剂和助剂，按照重量份，上述成份的重量份分别为：
聚丙烯 60～90；
矿物填料 10～40；
气味吸附剂 1～5；
助剂 0.1～1；
其中，聚丙烯和矿物填料的重量份之和为100份；所述气味吸附剂选自：膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝的混合物。
优选的技术方案中，粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝或分子筛中的三种的混合物中的任一种气味吸附剂的重量百分数大于等于15％。
进一步优选的技术方案中，粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝或分子筛中的三种的混合物中的三种气味吸附剂的重量比为1∶1∶1。
上述技术方案中，所述聚丙烯、矿物填料、气味吸附剂、助剂或色粉都是本领域技术人员公知的常用的成份，具体地：
所述聚丙烯选自：均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一种或两种的混合物。其中，均聚聚丙烯的分子量范围为30～40万。共聚聚丙烯中丙烯单体和乙烯单体的摩尔比为13∶7～17∶3。
所述矿物调料选自：滑石粉、碳酸钙、硅灰石、玻璃微珠或玻璃纤维中的一种或一种以上的混合物。其中，滑石粉粒径为1500～3000目；碳酸钙粒径为800～2500目；硅灰石粒径为6～12μm；玻璃微珠粒径为15～135μm；玻璃纤维直径为7～30μm。
所述助剂选自：抗氧剂1010、抗氧剂619、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂PS802、光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂UV-3853或紫外吸收剂UV-2908中的一种或一种以上的混合物；
抗氧剂1010的CAS号为：6683-19-8，分子式为：C73H108O12，化学名为：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
助剂619的化学名为：二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯；
抗氧剂168的CAS号为：31570-04-4，分子式为：C42H63O3P，化学名为：亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯；
抗氧剂1076的CAS号为：2082-79-3，分子式为：C35H62O3，化学名为：β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯；
抗氧剂PS802的CAS号为：693-36-7，分子式为：C42H82O4S，化学名为：硫代二丙酸二硬脂醇酯，化学名为：硫代二丙酸二硬脂醇酯；
光稳定剂770的CAS号为：52829-07-9，分子式为：C28H52O4N2，化学名为：双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；
光稳定剂944的CAS号为：70624-18-9，分子式为：(C35H66N8)n＝4-5，化学名为：聚{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]]-1，3，5-三嗪-2，4-[(2，2，6，6，-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1，6-己二撑[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}；
光稳定剂UV-3853的CAS号为：167078-06-0，分子式为：C27H53NO2，化学名为：2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯；
紫外吸收剂UV-2908的CAS号为：67845-93-63，分子式为：C31H54O3，化学名为：5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十六烷基酯。
上述低散发的改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量配比称取原料；
(2)将聚丙烯与矿物填料在1000～2000转/分下高速混合5～20分钟；然后加入气味吸附剂，在1000～2000转/分下高速混合5～20分钟；最后再加入助剂，在1000～2000转/分下高速混合5～10分钟，得到预混料；
(3)将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟，其中螺杆各区的温度为190～250℃，螺杆转速为200～500转/分，挤出造粒，即可制得低散发的改性聚丙烯复合材料。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明所制得改性聚丙烯复合材料表面光泽度高，不仅具有较好的耐冲击性能及强度，熔体流动性，而且由于使用多种气味吸附剂，产品气味散发性低，总碳值为13.7～24.5μgC/g。
2.本发明所制得改性聚丙烯复合材料不仅气味散发性低，而且还具有优良的力学性能，同时所需原材料来源广泛，方便易得。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：
按下述配方备料：
(a)聚丙烯 70质量份
(b)矿物填料 30质量份(硅灰石)
(c)气味吸附剂 3质量份
(d)助剂 0.1质量份
其中，气味吸附剂包括：膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝，按照质量比，膨润土∶多孔二氧化硅∶活性氧化铝＝1∶1∶1；
先将聚丙烯与矿物填料在1200转/分的转速下混合搅拌5分钟，然后加入气味吸附剂，在1500转/分的转速下搅拌10分钟，最后再加入助剂，在1200转/分的转速下搅拌5分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低散发改性聚丙烯复合材料，可用于汽车内饰件。
经检测，所制得的聚丙烯复合材料性能如下：
密度 1.14g/cm3
总碳值 14.2μgC/g
熔融指数 5.5g/10min
拉伸强度 29MPa
弯曲强度 49MPa
弯曲模量 2GPa
无缺口Izod冲击强度 20KJ/m2
球压痕硬度 109N/mm2
热变形温度 118℃
实施例二
按下述配方备料：
(a)聚丙烯 80质量份
(b)矿物填料 20质量份
(c)气味吸附剂 3质量份
(d)助剂 0.1质量份
其中，矿物填料包括：硅灰石和碳酸钙，按照质量比，硅灰石∶碳酸钙＝1∶1；气味吸附剂包括：膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝，按照质量比，膨润土∶多孔二氧化硅∶活性氧化铝＝1∶1∶1；
先将聚丙烯与矿物填料在1200转/分的转速下混合搅拌5分钟，然后加入气味吸附剂，在1500转/分的转速下搅拌10分钟，最后再加入助剂，在1200转/分的转速下搅拌5分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低散发改性聚丙烯复合材料，可用于汽车内饰件。
经检测，所制得的聚丙烯复合材料性能如下：
密度 1.11g/cm3
总碳值 14.0μgC/g
熔融指数 5.8g/10min
拉伸强度 25MPa
弯曲强度 48MPa
弯曲模量 1.8GPa
无缺口Izod冲击强度 27KJ/m2
球压痕硬度 97N/mm2
热变形温度 115℃
实施例三
按下述配方备料：
(a)聚丙烯 80质量份
(b)矿物填料 20质量份
(c)气味吸附剂 3质量份
(d)助剂 0.1质量份
其中，矿物填料包括：硅灰石和碳酸钙，按照质量比，硅灰石∶碳酸钙＝1∶2；气味吸附剂包括：膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝，按照质量比，膨润土∶多孔二氧化硅∶活性氧化铝＝1∶1∶1；
先将聚丙烯与矿物填料在1200转/分的转速下混合搅拌5分钟，然后加入气味吸附剂，在1500转/分的转速下搅拌10分钟，最后再加入助剂，在1200转/分的转速下搅拌5分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低散发改性聚丙烯复合材料，可用于汽车内饰件。
经检测，所制得的聚丙烯复合材料性能如下：
密度 1.07g/cm3
总碳值 13.7μgC/g
熔融指数 5.9g/10min
拉伸强度 26MPa
弯曲强度 47MPa
弯曲模量 1.8GPa
无缺口Izod冲击强度 26KJ/m2
球压痕硬度 100N/mm2
热变形温度 115℃
实施例四
按下述配方备料：
(a)聚丙烯 85质量份
(b)矿物填料 15质量份
(c)气味吸附剂 5质量份
(d)助剂 0.1质量份
其中，矿物填料包括：硅灰石和碳酸钙，按照质量比，硅灰石∶碳酸钙＝1∶2；气味吸附剂包括：膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝，按照质量比，膨润土∶多孔二氧化硅∶活性氧化铝＝1∶2∶2；
先将聚丙烯与矿物填料在1200转/分的转速下混合搅拌5分钟，然后加入气味吸附剂，在1500转/分的转速下搅拌10分钟，最后再加入助剂，在1200转/分的转速下搅拌5分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低散发改性聚丙烯复合材料，可用于汽车内饰件。
经检测，所制得的聚丙烯复合材料性能如下：
密度 1.04g/cm3
总碳值 24.0μgC/g
熔融指数 5.7g/10min
拉伸强度 23MPa
弯曲强度 45MPa
弯曲模量 1.7GPa
无缺口Izod冲击强度 27KJ/m2
球压痕硬度 98N/mm2
热变形温度 113℃
实施例五
按下述配方备料：
(a)聚丙烯 80质量份
(b)矿物填料 20质量份
(c)气味吸附剂 5质量份
(d)助剂 0.1质量份
其中，矿物填料包括：硅灰石和碳酸钙，按照质量比，硅灰石∶碳酸钙＝1∶2；气味吸附剂包括：膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝，按照质量比，膨润土∶多孔二氧化硅∶活性氧化铝＝1∶2∶2；
先将聚丙烯与矿物填料在1200转/分的转速下混合搅拌5分钟，然后加入气味吸附剂，在1500转/分的转速下搅拌10分钟，最后再加入助剂，在1200转/分的转速下搅拌5分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低散发改性聚丙烯复合材料，可用于汽车内饰件。
经检测，所制得的聚丙烯复合材料性能如下：
密度 1.07g/cm3
总碳值 24.5μgC/g
熔融指数 5.8g/10min
拉伸强度 26MPa
弯曲强度 46MPa
弯曲模量 1.8GPa
无缺口Izod冲击强度 27KJ/m2
球压痕硬度 99N/mm2
热变形温度 114℃
这些实施例仅用于说明本发明而不应该限制本发明的范围。此外，在阅读了本发明所述内容之后，本领域技术人员对本发明做各种等价形式的改动或修改，这些等价形式同样属于本申请的权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种低散发的改性聚丙烯复合材料，包括：聚丙烯、矿物填料、气味吸附剂和助剂，其特征在于，按照重量份，上述成份的重量份分别为：
聚丙烯 60～90；
矿物填料 10～40；
气味吸附剂 1～5；
助剂 0.1～1；
其中，聚丙烯和矿物填料的重量份之和为100份；所述气味吸附剂选自：粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝或分子筛中的三种的混合物。
2.根据权利要求1所述低散发的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝或分子筛中的三种的混合物中的任一种气味吸附剂的重量百分数大于等于15％。
3.根据权利要求1所述低散发的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝或分子筛中的三种的混合物中的三种气味吸附剂的重量比为1∶1∶1。
4.根据权利要求1所述低散发的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯选自：均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一种或两种的混合物。
5.根据权利要求1所述低散发的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述矿物调料选自：滑石粉、碳酸钙、硅灰石、玻璃微珠或玻璃纤维中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述低散发的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述助剂选自：抗氧剂1010、抗氧剂619、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂PS802、光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂UV-3853或紫外吸收剂UV-2908中的一种或一种以上的混合物。
7.一种低散发的改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按权利要求1所述重量配比称取原料；
(2)将聚丙烯与矿物填料在1000～2000转/分下高速混合5～20分钟；然后加入气味吸附剂，在1000～2000转/分下高速混合5～20分钟；最后再加入助剂，在1000～2000转/分下高速混合5～10分钟，得到预混料；
(3)将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟，其中螺杆各区的温度为190～250℃，螺杆转速为200～500转/分，挤出造粒，即可制得低散发的改性聚丙烯复合材料。
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