CN104292645A - 一种低voc聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法，包括聚丙烯树脂：100份；填料：20-40份；增韧剂：3-5份；抗氧剂1010：05-1.0份；抗氧剂168：0.5-1.0份；光稳定剂：0.3-0.5份；还原剂：0.5-1.0份；吸附剂：1-3份。本发明通过在复合材料中添加还原剂、吸附剂、光稳定剂等助剂，一方面通过还原反应防止VOC物质的产生，另一方面可对产生的VOC物质进行有效吸附，再一方面防止材料因为光、热的作用产生VOC，此外，本发明通过合理的助剂及其含量的选择，在有效降低VOC含量的同时，保证了材料的各项机械性能。

Description

一种低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种低VOC的聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料制备及改性技术领域。
背景技术
近年来，聚丙烯材料工程化改性技术的快速发展，在家居及汽车领域的应用越来越广泛。然而，聚丙烯材料由于原料及制备工艺的问题，其在常温下，存在有高达近200种的易于挥发的有机化合物，如：脂肪烃和芳烃化合物，其中危害性较大的有苯、丙酮、甲苯、乙苯、二甲苯、1,3-丁二烯、依稀乙二醇丁基醚、游离甲醛、领苯二甲酸酯等。而上述化学物质具有易挥发、易干燥、亲油性等特点，会残留在制品中。这些残留的化学物质会对人的神经系统、免疫系统、内分泌系统造成侵害，严重的还可能会致癌。
而对于聚丙烯复合材料而言，产生VOC的途径包括以下几种：
（1） PP树脂原料。原料中残留的VOC多，那么产生的也会变多；
（2） 助剂的分解与析出：塑料加工助剂在塑料的加工生产中必不可少，由于其与聚合物的相容性的问题，造成助剂迁移到聚合物的表面，形成助剂的挥发；
（3）材料的光、热降解：在长期光、热作用下回发生部分分子链断裂、降解，由此产生低分子量挥发性物质。
现有技术中有不少改善聚丙烯材料VOC释放的问题，主要是通过改善PP树脂原料，以期含有较少量的VOC物质。
上述方法，在一定程度上改善了聚丙烯复合材料的VOC的释放，当时，效果还是不是很明显，需要在各个环节进行VOC释放的抑制。 
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法，其不仅能有效去除VOC，还能够优化材料的力学性能。
本发明所采用的技术方案为：
一种低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下组分且各组分的重量份分别为：
聚丙烯树脂：100份；
填料：20-40份；
增韧剂：3-5份；
抗氧剂1010：:05-1.0份；
抗氧剂168：0.5-1.0份；
光稳定剂：0.3-0.5份；
还原剂：0.5-1.0份；
吸附剂：1-3份。
进一步，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合体。
所述的填料为滑石粉。且所述滑石粉的粒径为5-10μm。
所述的增韧剂为POE。
而所述的光稳定剂则为邻羟基二苯甲酮、苯并三唑、水杨酸酯、三嗪、取代丙烯腈中的任一种。
更进一步，所述的还原剂为：NaBH4或LiBH4。
所述的吸附剂为：分子筛或硅藻土。
上述的一种低VOC聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）搅拌混合助剂：首先将增韧剂、抗氧剂1010、抗氧剂168、光稳定剂、还原剂、吸附剂按照比例加入搅拌机中，以300-500r/min的转速搅拌混合5-10min；
（2）加入基体材料和填料：向步骤（1）中混合后的助剂中按比例添加聚丙烯树脂和填料，继续以300-500r/min的转速搅拌混合5-10min；
（3）螺杆挤出制备成品：将步骤（2）的混合料置于双螺杆挤出机中，在200-220℃喜爱熔融挤出造粒得到成品，其工艺控制条件为：一区180～190℃，二区200～210℃，三区200～210℃，四区210～215℃，五区210～215℃，六区210～215℃，七区215～225℃，八区215～225℃，九区215～225℃，十区215～225℃；停留时间为2-3min，压力为15-18MPa。
本发明的有益效果为：本发明通过在复合材料中添加还原剂、吸附剂、光稳定剂等助剂，一方面通过还原反应防止VOC物质的产生，另一方面可对产生的VOC物质进行有效吸附，再一方面防止材料因为光、热的作用产生VOC，此外，本发明通过合理的助剂及其含量的选择，在有效降低VOC含量的同时，保证了材料的各项机械性能。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和对比例，对本发明技术方案作进一步详细说明。
在实施例及对比例所述的低VOC聚丙烯复合材料的配方中，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合体。所述的填料为滑石粉。且所述滑石粉的粒径为5-10μm。所述的增韧剂为POE。而所述的光稳定剂则为邻羟基二苯甲酮、苯并三唑、水杨酸酯、三嗪、取代丙烯腈中的任一种。所述的还原剂为：NaBH4或LiBH4。所述的吸附剂为：分子筛或硅藻土。
实施例1-5和对比例1-3：
（1）按表1中列出的重量称取各原料组分；
（2）搅拌混合助剂：首先将增韧剂、抗氧剂1010、抗氧剂168、光稳定剂、还原剂、吸附剂加入搅拌机中，以300-500r/min的转速搅拌混合5-10min；
（3）加入基体材料和填料：向步骤（1）中混合后的助剂中添加聚丙烯树脂和填料，继续以300-500r/min的转速搅拌混合5-10min；
（4）螺杆挤出制备成品：将步骤（2）的混合料置于双螺杆挤出机中，在200-220℃喜爱熔融挤出造粒得到成品，其工艺控制条件为：一区180～190℃，二区200～210℃，三区200～210℃，四区210～215℃，五区210～215℃，六区210～215℃，七区215～225℃，八区215～225℃，九区215～225℃，十区215～225℃；停留时间为2-3min，压力为15-18MPa。
表1：实施例1-5及对比例1-3所制材料的配方
性能测试的方法和标准如下：
将实施例1-5、对比例1-3所得聚丙烯材料，事先在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。
材料的综合力学性能通过测试所得的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲模量、热变形温度以及冲击强度的数值进行评判。其中，拉伸性能测试按ISO 527-2进行，试样尺寸为150*10*4mm，拉伸速度为50mm/min；弯曲性能测试按ISO 178进行，试样尺寸为80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；简支梁冲击强度按ISO 179进行，试样尺寸为80*6*4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一；热变形温度按ISO 75进行，试样尺寸为120*10*3.0mm，载荷为1.8MPa；VOC：VDA标准。
表2：实施例1-5及对比例1-3所制材料的性能表
通过实施例1-5 同对比例1-3的对比可以看到，本发明通过在复合材料中添加还原剂、吸附剂、光稳定剂等助剂，一方面通过还原反应防止VOC物质的产生，另一方面可对产生的VOC物质进行有效吸附，再一方面防止材料因为光、热的作用产生VOC。其VOC含量均低于对比例，且同时保证了材料良好的各项机械性能。
上述内容本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下组分且各组分的重量份分别为：
聚丙烯树脂：100份；
填料：20-40份；
增韧剂：3-5份；
抗氧剂1010：:05-1.0份；
抗氧剂168：0.5-1.0份；
光稳定剂：0.3-0.5份；
还原剂：0.5-1.0份；
吸附剂：1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合体。
3.根据权利要求1所述的一种低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的填料为滑石粉。
4.根据权利要求3所述的一种低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述滑石粉的粒径为5-10μm。
5.根据权利要求1所述的一种低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为POE。
6.根据权利要求1所述的一种低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的光稳定剂为邻羟基二苯甲酮、苯并三唑、水杨酸酯、三嗪、取代丙烯腈中的任一种。
7.根据权利要求1所述的一种低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的还原剂为：NaBH4或LiBH4。
8.根据权利要求1所述的一种低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的吸附剂为：分子筛或硅藻土。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种低VOC聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）搅拌混合助剂：首先将增韧剂、抗氧剂1010、抗氧剂168、光稳定剂、还原剂、吸附剂按照比例加入搅拌机中，以300-500r/min的转速搅拌混合5-10min；
（2）加入基体材料和填料：向步骤（1）中混合后的助剂中按比例添加聚丙烯树脂和填料，继续以300-500r/min的转速搅拌混合5-10min；
（3）螺杆挤出制备成品：将步骤（2）的混合料置于双螺杆挤出机中，在200-220℃喜爱熔融挤出造粒得到成品，其工艺控制条件为：一区180～190℃，二区200～210℃，三区200～210℃，四区210～215℃，五区210～215℃，六区210～215℃，七区215～225℃，八区215～225℃，九区215～225℃，十区215～225℃；停留时间为2-3min，压力为15-18MPa。
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