CN102532703A - 一种低气味、高光泽改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低气味、高光泽改性聚丙烯材料及其制备方法，由以下重量百分比的原料组成：聚丙烯70～89；无机填料5～15；高光硫酸钡5～15；抗氧剂0.1～2；气味抑制剂：0.5～5；其它添加剂0～2。本发明的优点是：1、本发明采用的高光硫酸钡，所制得的改性聚丙烯复合材料具有超高光泽度的特性。2、本发明以粘土矿物体系、沸石、金属氧化物三种组分1∶1∶1的配比组成的气味抑制剂所制备的低气味、高光泽填充改性聚丙烯材料，气味明显改善。可应用于汽车配件、家用电器和包装材料。

Description

一种低气味、高光泽改性聚丙烯材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种低气味、高光泽改性聚丙烯材料组成及其制备方法，更具体的是通过采用高光硫酸钡和无机填料来提高光泽，用气味抑制剂抑制气味的聚丙烯复合材料。可应用于汽车配件、家用电器和包装材料，属于聚合物改性和加工技术领域。

背景技术

聚丙烯材料工程化改性技术的快速发展，广泛应用于汽车、家电等行业。利用无机填料填充聚丙烯获得低成本高性能的改性聚丙烯材料，是获得高性能高分子复合材料的最有效、最经济的途径之一。但矿物填充改性聚丙烯材料的表面光泽度会随着矿物填充量的增大而大幅降低，而家用电器外壳材料对材料的表面光泽度有较高要求。

家用电器领域，聚丙烯在各方面的使用性能上大大符合相关要求，但由于聚丙烯材料在不同程度上会释放出含某些难闻气味或对人体健康有害的挥发性物质，因此受到消费者越来越多的质疑。而且，随着消费者环保健康意识的不断增强，聚丙烯材料在这一方面所受到的挑战越来越严重。有关提高聚丙烯复合材料光泽度或降低聚丙烯复合材料气味的研究已有一些报道，但是高光泽且低气味聚丙烯复合材料的研究很少。为此，开发一种高光泽、低气味甚至无气味的聚丙烯材料十分重要且具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种低气味、高光泽改性聚丙烯材料及其制备方法。以解决现有技术的上述问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

一种低气味、高光泽改性聚丙烯材料，按以下重量百分比计，其组成和配比为：

聚丙烯       70～89％；

无机填料     5～15％；

高光硫酸钡   5～15％；

抗氧剂       0.1～2％；

气味抑制剂   0.5～5％；

其它添加剂   0～3％。

本发明所适用的聚丙烯复合材料体系中：

所述的聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，可以是单一的，也可以是混合的，在230℃×2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为1～60g/10min。

所述的无机填料为滑石粉、云母和硅灰石中的一种或几种的混合物，其粒径范围均为1～20微米。

所述的高光硫酸钡其平均粒径在7～9微米，纯度98％～99％，亮度≥92，白度≥92。

所述的气味抑制剂以下重量比为1∶1∶1的粘土、沸石和金属氧化物。

所述的金属氧化物为氧化镁、氧化钙、氧化锌中的一种或两种以上的混合物，优选氧化镁；粘土矿物体系为硅藻土和硅石中的一种或两种混合，优选硅藻土。

所述气味抑制剂制备方法为：粘土、沸石和金属氧化物均在马弗炉550℃活化处理2小时，取出置于100℃无味烘箱中冷却备用。

所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂可以选用受阻酚或硫酯类抗氧剂如3114、1010、DSTP的其中一种或几种；辅抗氧剂可以选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂如618、168等；本发明所述的其他添加剂为颜色色粉或色母粒。

这种高光泽聚丙烯复合材料的制备方法如下：

(1)按上述重量配比称取原料和气味抑制剂；

(2)将聚丙烯、无机填料、高光硫酸钡、抗氧剂、气味抑制剂及其他助剂在高速搅拌机中混合3～5分钟；

(3)将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。

本发明的优点是：

1、本发明采用了采用商品化高光硫酸钡，使得产品表面平滑、光亮，聚丙烯材料力学性能有所改善。

2、本发明采用了气味抑制剂，与聚丙烯材料中的稀酸反应生成相应的金属盐，抑制了稀酸存在导致的聚丙烯的分解，明显地降低了聚丙烯材料的气味。

3、本发明所述的气味抑制剂简单易得，能对多种挥发性组分进行有效吸附，从而达到明显的除味效果。

4、本发明提出的改善聚丙烯复合材料高光泽性能的方法制备工艺简单、生产成本低。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：

在实施例及对比例复合材料配方中，聚丙烯为上海石化生产的均聚聚丙烯，商品名为M1200HS。所用的无机填料为长径比L/D为50、粒径为10微米的碳酸钙。所述的硫酸钡为美国CIMBAR公司产的高光硫酸钡，商品牌号为CimbarNF，平均粒径在7～9微米，亮度94，白度94。。所述的主抗氧剂为英国ICE公司产的DSTP，商品牌号为Negonox DSTP，化学名称为硫代二丙酸十八酯，以及Ciba公司产的3114，商品牌号为Irganox 3114，化学名称为3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯。辅抗氧剂为Ciba公司产的168，商品牌号为Irgafos 168，化学名称为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。所述粘土、沸石、金属氧化物均为自制产品。

所述气味抑制剂制备方法为：粘土、沸石和金属氧化物均在马弗炉550℃活化处理2小时，取出置于100℃无味烘箱中冷却备用。树脂和各种添加剂在高速混合器中干混3～5分钟，再在双螺杆挤出机中经熔融挤出，造粒，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。

性能评价方式及实行标准：

将按上述方法制备的粒子材料，在90～100℃的鼓风烘箱中干燥2～3小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射成型机上进行注射成型制样。

光泽度测试：按标准GB8807用光泽度仪从光面60°入射角测试。

气味测试：按照大众PV3900-C3标准测试。

拉伸性能测试：按ISO 527-2标准进行，试样尺寸为170×10×4mm，拉伸速度为50mm/min；

弯曲性能测试：按ISO 178标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm，弯曲模量按切线方向进行；

简支梁冲击强度测试：按ISO 179标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一；

材料的主要力学性能通过测试所得的缺口冲击强度、拉伸强度以及弯曲模量的数值进行评判。实施例配方及各项性能测试结果见下列各表：。

表1  实施例1-5及对比例1-6材料配方表(重量％)

各配方的测试结果参见表2：

表2  实施例1-5及对比例1-6测试结果

从实施例1与对比例1的对比，实施例3与对比例2的对比以及实施例4、5与对比例3的对比可以看出，随着矿物填充的逐渐增加，聚丙烯复合材料的光泽度在逐渐降低，且在同样填充量的情况下高光硫酸钡和碳酸钙的复配填充产生的协同作用比碳酸钙单独填充可以明显提高聚丙烯复合体系的光泽度，而且材料的弯曲模量也同时得到提高。从实施例2与对比例4、5、6的对比可知，气味抑制剂加入有效降低材料气味。综上所述，将高光硫酸钡和碳酸钙复配填充到聚丙烯材料中可以使材料的光泽度得到改善，可以得到不同高光泽改性聚丙烯复合材料，同时材料的刚性也得到改善，气味抑制剂加入有效降低材料气味，可以满足家电汽车行业以及其他行业对聚丙烯材料高光泽的需求。

Claims (10)

1.一种低气味、高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于：按以下重量百分比计，其组成和配比为：

聚丙烯             70～89％；

无机填料           5～15％；

高光硫酸钡         5～15％；

抗氧剂             0.1～2％；

气味抑制剂         0.5～5％；

其它添加剂         0～3％。

2.根据权利要求1所述的低气味、高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，在230℃×2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为1～60g/10min。

3.根据权利要求1所述的低气味、高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的无机填料为滑石粉、云母和硅灰石中的一种或几种的混合物，其粒径范围均为1～20微米。

4.根据权利要求1所述的低气味、高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的高光硫酸钡平均粒径在7～9微米，纯度98％～99％，亮度≥92，白度≥92。

5.根据权利要求1所述的低气味、高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的气味抑制剂为重量比为1∶1∶1的粘土、沸石和金属氧化物，其制备方法为：粘土、沸石和金属氧化物均在马弗炉550℃活化处理2小时，取出置于100℃无味烘箱中冷却。

6.根据权利要求5所述的低气味、高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的金属氧化物为氧化镁、氧化钙和氧化锌中的一种或两种以上的混合物，所述的粘土矿物体系为硅藻土和硅石中的一种或两种混合。

7.根据权利要求6所述的低气味、高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的金属氧化物为氧化镁；所述的粘土为硅藻土。

8.根据权利要求1所述的低气味、高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂选自受阻酚或硫酯类抗氧剂中的一种或几种；辅抗氧剂选自亚磷酸盐或酯类抗氧剂中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的低气味、高光泽改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的其他添加剂为颜色色粉或色母粒。

10.一种制备权利要求1所述低气味、高光泽聚丙烯复合材料的方法，其特征在于：具体步骤为：

(1)按上述重量配比称取原料；

(2)将聚丙烯、无机填料、高光硫酸钡、抗氧剂、气味抑制剂及其他助剂在高速搅拌机中混合3～5分钟；

(3)将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。