CN106046649A

CN106046649A - 一种低voc聚丙烯复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN106046649A
Application number: CN201511019880.8A
Authority: CN
Inventors: 陈勇; 张鹰; 张祥福; 周文
Original assignee: Shanghai Pret Composites Co Ltd
Current assignee: Shanghai Pret Composites Co Ltd
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2016-10-26

Abstract

本发明公开了一种低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法，其中低VOC聚丙烯复合材料由以下原料按重量百分比组成：聚丙烯45‑79.5％，无机填料12‑30％、增韧剂3‑7％、煅烧硅藻土5‑15％、稳定剂0.2‑2％，其它添加剂0‑5％。本发明的优点是：1、使用煅烧硅藻土作为聚丙烯复合材料的VOC吸附剂，可以大幅度降低材料的VOC散发，制备方法简单，易于批量化生产。2、煅烧硅藻土比起其他分子筛类合成吸附剂，成本大幅降低，吸附效果良好。

Description

一种低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯复合材料，具体为低VOC聚丙烯复合材料，以及这种复合材料的制备方法，属于聚合物改性和加工领域。

背景技术

VOC指挥发性有机化合物，VOC即挥发性有机化合物，对人体健康有巨大影响。当居室中的VOC达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。随着人们对室内和车内空气质量的重视，我国已出台室内和车内空气质量标准，主要包括苯类和醛酮类化合物的含量限定。

聚丙烯具有良好的加工性能和物理、化学性能，极低的密度，以及相对低廉的价格，而被广泛应用于家电、汽车等行业，是目前增长速度最快的通用热塑性塑料，也是汽车上用量最大的的塑料。

硅藻土是一种硅质岩石，主要成分是SiO2，显微镜下可观察到硅藻土的特殊多孔性构造，这种微孔结构是硅藻土具有特征理化性质的原因。用硅藻土添加到涂料中用于消光及吸附异味，在国外已应用多年，国内企业逐渐意识到硅藻土应用到涂料及硅藻泥中的优异表现。而对塑料中的有机挥发物的吸附作用却研究较少。

现有技术下，聚丙烯的低VOC改性，大多通过添加合成分子筛的吸附效果来实现，成本高昂。而随着硅藻土产品的平均粒径不断减小，煅烧工艺实现了更高的纯度和稳定性，同时价格低廉，在塑料中作为有机挥发物的吸附剂已成为可能。

而通过共混改性的方式，加入合适的煅烧硅藻土，通过多孔结构吸附有机挥发物，即可以大幅度降低聚丙烯复合材料的VOC散发。

发明内容

本发明的目的在于开发一种低成本、易于批量制造的低VOC聚丙烯复合材料。

本发明的另一个目的是为了提供这种聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种低VOC聚丙烯复合材料，由下列重量百分比的原料组成：

其中，所述的聚丙烯为熔体流动速率(230℃×2.16kg)在0.5-60g/10min之间的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚单体常见为乙烯，其含量在4-10mol％范围内。

所述无机填料为滑石粉、碳酸钙和硫酸钡中的一种或以上的组合物，其平均粒径为1-20μm；优选平均粒径为1-10μm的滑石粉。

所述增韧剂为任何合适的乙烯-辛烯共聚物(POE)，熔体流动速率(230℃×2.16kg)为0.5-50g/10min。

所述的煅烧硅藻土平均粒径为3-50μm，优选平均粒径为3-10μm的煅烧硅藻土。

所述稳定剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，其中主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂，包括但不限于3114(化学名称为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6[1H,3H,5H]三酮)、1010(化学名称为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)和DSTP(化学名称为硫代二丙酸硬脂醇酯)中的一种或以上的组合物；辅助抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂，包括但不限于618(化学名称为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯)和168(化学名称为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯)中的一种或两种组合。

所述其它添加剂包括本领域技术人员认为所需的着色剂、成核剂、交联剂、表面活性剂、增塑剂、偶联剂、阻燃剂、光稳定剂、加工助剂、抗静电助剂、抗微生物助剂、润滑剂中的一种或两种以上的组合物。

上述低VOC聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下：

1)按重量配比称取原料；

2)将聚丙烯、无机填料、增韧剂、煅烧硅藻土、稳定剂和其它添加剂在高速混合器中干混3-15分钟，将混合后的原料从螺杆尾部主喂料口加入双螺杆挤出机，经熔融挤出后冷却造粒；其中螺筒内温度为：一区200-230℃，二区200-230℃，三区200-230℃，四区200-230℃，机头200-230℃，双螺杆挤出机转速为100-1000转/分。

本发明的优点是：

1、使用煅烧硅藻土作为聚丙烯复合材料的VOC吸附剂，可以大幅度降低材料的VOC散发，制备方法简单，易于批量化生产。

2、煅烧硅藻土比起其他分子筛类合成吸附剂，成本大幅降低，吸附效果良好。

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。本发明的范围在权利要求书中提出，不受这些实施例的限制。

在实施例及对比例的复合材料配方中，所用聚丙烯为熔体流动速率(230℃×2.16kg)3-40g/10min的嵌段共聚丙烯。

所用无机填料为平均粒径4μm的滑石粉。

所用增韧剂为DOW公司的乙烯-辛烯共聚物POE 8180。

所用的煅烧硅藻土平均粒径4.5μm。

所用稳定剂为英国ICE公司的Negonox DSTP(化学名称为硫代二丙酸硬脂醇酯)、Ciba公司的Irganox 1010(化学名称为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、以及Ciba公司的Igrafos168(化学名称为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯)。

所用其它添加剂为本领域技术人员认为所需的着色剂、成核剂、发泡剂、表面活性剂、增塑剂、偶联剂、阻燃剂、光稳定剂、加工助剂、抗静电助剂、抗微生物助剂、润滑剂中的一种或以上的组合物。

实施例1

按重量百分比称取聚丙烯74.5％、滑石粉15％、POE 8180为5％、煅烧硅藻土5％、Irganox 1010为0.1％、Igrafos 168为0.1％、Negonox DSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，将混合后的原料由螺杆尾部主喂料口加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中螺筒内温度为：一区220℃，二区220℃，三区220℃，四区220℃，机头210℃，双螺杆挤出机转速为500转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。

实施例2

按重量百分比称取聚丙烯69.5％、滑石粉15％、POE 8180为5％、煅烧硅藻土10％、Irganox 1010为0.1％、Igrafos 168为0.1％、Negonox DSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，将混合后的原料由螺杆尾部主喂料口加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中螺筒内温度为：一区220℃，二区220℃，三区220℃，四区220℃，机头210℃，双螺杆挤出机转速为500转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。

实施例3

按重量百分比称取聚丙烯64.5％、滑石粉15％、POE 8180为5％、煅烧硅藻土15％、Irganox 1010为0.1％、Igrafos 168为0.1％、Negonox DSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，将混合后的原料由螺杆尾部主喂料口加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中螺筒内温度为：一区220℃，二区220℃，三区220℃，四区220℃，机头210℃，双螺杆挤出机转速为500转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。

实施例4

按重量百分比称取聚丙烯49.5％、滑石粉30％、POE 8180为5％、煅烧硅藻土15％、Irganox 1010为0.1％、Igrafos 168为0.1％、Negonox DSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，将混合后的原料由螺杆尾部主喂料口加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中螺筒内温度为：一区220℃，二区220℃，三区220℃，四区220℃，机头210℃，双螺杆挤出机转速为500转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。

对比例1

按重量百分比称取聚丙烯79.5％、滑石粉15％、POE 8180为5％、Irganox 1010为0.1％、Igrafos 168为0.1％、Negonox DSTP为0.3％，在高速混合器中干混5分钟，将混合后的原料由螺杆尾部主喂料口加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其中螺筒内温度为：一区220℃，二区220℃，三区220℃，四区220℃，机头210℃，双螺杆挤出机转速为500转/分。粒子经干燥后在注射成型机上注射成型制样。

性能评价方式：

VOC按照TSM 0508G测试，试验尺寸(mm)100*100*3，气袋体积10L。

各实施例及对比例配方及性能测试结果见下列各表：

表1实施例1-4及对比例1材料配方(重量％)

	对比例1	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						聚丙烯	79.5	74.5	69.5	64.5	49.5
滑石粉	15	15	15	15	30
						POE 8180	5	5	5	5	5
煅烧硅藻土	-	5	10	15	15
						1010	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
168	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
						DSTP	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3

表2实施例1-4及对比例1的VOC散发测试结果(μg/m3)

从对比例1和实施例1-4的对比可以看出，随着煅烧硅藻土的添加量的逐步增加，聚丙烯复合材料的VOC散发大幅度降低。但添加量超过10％后，煅烧硅藻土已基本可以吸附绝大多数的游离VOC组分，进一步添加吸附效率下降。因此，煅烧硅藻土添加量在10％左右最合适。

Claims

1.一种低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：由下列重量百分比计的原料组成：

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：所述的聚丙烯为熔体流动速率在0.5-60g/10min之间的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯，测试条件为230℃，2.16kg；其中嵌段共聚丙烯的共聚单体常见为乙烯，其含量在4-10mol％范围内。

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：所述无机填料为滑石粉、碳酸钙和硫酸钡中的一种或以上的组合物，其平均粒径为1-20μm。

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：所述无机填料是平均粒径为1-10μm的滑石粉。

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：所述增韧剂为任何合适的乙烯-辛烯共聚物，熔体流动速率为0.5-50g/10min，测试条件为30℃，2.16kg。

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：所述的煅烧硅藻土平均粒径为3-50μm。

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：所述的煅烧硅藻土平均粒径为3-10μm。

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：所述稳定剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，其中主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂，包括但不限于3114、1010和DSTP中的一种或以上的组合物；辅助抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂，包括但不限于618和168中的一种或两种组合。

9.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：所述其它添加剂包括本领域技术人员认为所需的着色剂、成核剂、交联剂、表面活性剂、增塑剂、偶联剂、阻燃剂、光稳定剂、加工助剂、抗静电助剂、抗微生物助剂、润滑剂中的一种或两种以上的组合物。

10.权利要求1-9任意之一所述低VOC聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：

1)按重量配比称取原料；