CN107629326A

CN107629326A - 一种低气味聚丙烯复合材料及其制备方法

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Publication number: CN107629326A
Application number: CN201610566694.4A
Authority: CN
Inventors: 文宏; 薛晗; 崔乘俊; 于晓宁
Original assignee: KPICDAWN POLYMER (SHANGHAI) Co Ltd
Current assignee: KPICDAWN POLYMER (SHANGHAI) Co Ltd
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2018-01-26
Anticipated expiration: 2036-07-19
Also published as: CN107629326B

Abstract

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种低气味聚丙烯复合材料及其制备方法。一种低气味聚丙烯复合材料，其组分包括按重量百分数计量后进行配置的55wt％～99wt％的聚丙烯、0.1wt％～2wt％的气味吸附剂、0.1wt％～3wt％的小分子除味剂、0.05wt％～0.5wt％的耐刮擦剂、0～40wt％的滑石粉、0.1wt％～1wt％的主抗氧剂、0.1wt％～1wt％的辅抗氧剂、0.1wt％～1wt％的润滑剂。由于采用上述技术方案，本发明生产成本较低，市场前景较好，可用于汽车和家电领域，如轿车仪表板、门护板、副仪表板等汽车内外饰件及冰箱、小家电。

Description

一种低气味聚丙烯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种低气味聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

PP塑料产生气味的原因是多方面的，主要包括：PP树脂中残留有低分子物质；添加的助剂迁移到聚合物的表面或在聚合物表面挥发；聚合物老化降解所产生的短的碳链被氧化后会产生醛酮类的易挥发性物质等。

CN1727389涉及一种低气味、低挥发份的聚丙烯复合材料，通过细孔硅胶吸附材料气味，细孔硅胶粉体的粒径大于800目，细孔硅胶微孔的孔径为20-30埃。

CN1727390涉及一种低气味的聚丙烯复合材料及其制备方法，具体涉及通过添加一种有效抑制聚丙烯复合材料中难闻气味的气味抑制剂制得产品。该吸附剂为分子筛，分子筛采用一种钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐粉体，粉体粒径不小于200目，分子筛微孔孔径不小于10埃。

CN1727391涉及一种低气味、低挥发份聚丙烯复合材料及其制备方法，通过吸附剂吸收材料的气味，该吸附剂为疏水性分子筛材料，所述的疏水性分子筛材料为一种经疏水性改进的钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐粉体，化学式为Na86[(AlO₂)86(SiO₂)106]·XH₂O，粉体粒径要求大于200目，分子筛微孔孔径要求大于10埃。

CN102276921涉及一种低气味聚丙烯复合材料及其制备方法，添加一种植物纤维，凭借其中空并且多孔的结构特征以及纤维本身带有的活性基团，通过物理吸附和化学键合的原理，从而制备出一种低气味的聚丙烯复合材料。

CN200810235249.5采用多酚类吸附剂制备聚丙烯复合材料。

美国专利US4080359中采用一种烷基3，5-二-特-丁基-4-羟基-羧化肉桂酸和二烷基硫代二丙酸盐醋酸盐混合物的方法来解决改性聚丙烯材料当中所添加的一些稳定剂所带来的气味问题。

美国专利US5023286中提出了使用一种氧化锌、二氧化钛和水的混合物来解决改性聚丙烯材料中添加的滑石粉的气味问题。

美国专利US5041483中提到气味来源复杂，主要为聚丙烯的裂解产生，气味解决方法：使用松香酯与聚丙烯裂解出的刺激小分子反应。

美国专利US5109056中提到了在聚丙烯树脂聚合过程当中有关催化剂体系里存在的另一种媒介：烷烃类化合物，这类化合物的残留物也会对聚丙烯材料的气味产生影响，该专利提出的解决方案是采用高温挤出造粒的方法，并且在挤出的过程当中采用抽真空的方式，最后再对造好的粒子进行高温烘燥，以此对这些残留物进行物理脱除。

美国专利US5041483中提到了使用一种松香酯的方法来解决聚丙烯材料在改性受热过程当中裂解出的带刺激性异味的小分子。

根据上述大量的研究方案看出其仅针对某一物质的吸收，而气味是多种物质的混合。气味吸附成功与否，极大程度上依赖于吸附剂的性能。

上述这些方法从某些角度上来说对聚丙烯材料的气味问题均具有不同程度的解决。然而，作为汽车内饰件使用的聚丙烯材料而言，其在改性过程所要考虑的有关气味因素不仅仅是其中个别因素。首先，解决这类改性聚丙烯材料气味的根本出发点当然必须考虑到聚丙烯树脂基体自身在聚合过程当中的一些带有刺激性异味的残留物问题；其次，这类改性聚丙烯材料都必须经过熔融挤出造粒，因此要考虑到挤出造粒过程中的热裂解小分子问题；再次，所添加的矿物组分的气味问题也必须顾及；最后，这类聚丙烯材料的热氧老化要求通常也很高，因此必须添加相应的稳定剂体系，而此又必须考虑到稳定剂组分所可能带来的某些气味问题。而上述的各种方法都是侧重对其中某个方面进行改进，并不能解决所有各个方面产生气味的问题。业内需要一种兼顾多个方面的解决方案，不仅能有效吸附产生气味的小分子，同时又能将气味小分子很好的键合在材料里面，通过物理和化学相结合的方法，将气味分子去除掉。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种低气味聚丙烯复合材料及其制备方法，解决以上技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种低气味聚丙烯复合材料，其特征在于，其组分包括聚丙烯、气味吸附剂、小分子除味剂、耐刮擦剂、滑石粉、主抗氧剂、辅抗氧剂、润滑剂，所述组分按重量百分数计量，配比如下：

所述聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。

所述气味吸附剂为粉末状分子筛。

所述小分子除味剂为水或水母粒，优选水母粒。

所述耐刮擦剂为芥酸酰胺或油酸酰胺。

所述的滑石粉为片状结构的滑石粉，其目数为800目～10000目。

所述主抗氧剂选用抗氧剂1010。

所述辅抗氧剂选用抗氧剂168。

一种汽车用低气味聚丙烯复合材料的制备方法，按如下具体步骤进行制备后得到成品：

(1)按重量百分比计，对聚丙烯55wt％～99wt％、气味吸附剂0.1wt％～2wt％、小分子除味剂0.1wt％～3wt％、耐刮擦剂0.05wt％～0.5wt％、滑石粉0～40wt％、0.1wt％～1wt％的主抗氧剂、0.1wt％～1wt％的辅抗氧剂和润滑剂0.1wt％～1wt％进行精确称量；

(2)将上述物料加入高速混合机中干混1min～4min，然后将混合物料加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。

在解决PP塑料产生气味的问题上，传统的解决方案大多仅针对某一物质的吸收。然而，气味是多种物质的混合，气味吸附成功与否极大程度上依赖于吸附剂的性能。本专利采用气味吸附剂、小分子除味剂和耐刮擦剂三者的结合来达到改善气味的目的。分子筛通过对滑石粉填充聚丙烯复合材料产生的异味进行吸附，从而改善滑石粉填充聚丙烯的气味等级；耐刮擦剂有助于改善滑石粉填充聚丙烯复合材料的气味，耐刮擦剂在作用时易于在滑石粉填充聚丙烯复合材料中迁移，溶解了部分加工中分解的小分子和聚合中残留的聚丙烯催化剂等，使残留小分子易于迁移至聚丙烯分子表面；小分子除味剂使小分子加工时经真空口排出，从而导致材料气味等级提高。三种物料组分协同加入聚丙烯复合材料中，在上述工作原理的基础上生产制得气味等级满足气味市场需求的低气味聚丙烯复合材料。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明生产成本较低，市场前景较好，可用于汽车和家电领域，如轿车仪表板、门护板、副仪表板等汽车内外饰件及冰箱、小家电。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例进一步阐述本发明。

一种低气味聚丙烯复合材料，其组分包括聚丙烯、气味吸附剂、小分子除味剂、耐刮擦剂、滑石粉、主抗氧剂、辅抗氧剂、润滑剂，所述组分按重量百分数计量，配比如下：

其中，共聚聚丙烯选用扬子石化公司生产的1215C。气味吸附剂为粉末状分子筛。小分子除味剂为合肥创新轻质材料有限公司的水母粒LDV 1040。耐刮擦剂为芥酸酰胺。滑石粉为泉州粉体公司的BHS-818A。主抗氧剂选用抗氧剂1010，化学名为四[β-(3，5-二特丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，商品名Irganox 1010，瑞士汽巴精化公司生产。辅抗氧剂选用抗氧剂168，化学名为三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯，商品名Irganox 168，瑞士汽巴精化公司生产。润滑剂选用马来西亚棕榈公司生产的EBS或者苏州兴泰国光公司的TAF。

完成配置的以上组分按照如下制备方法进行产品制备：

实施例一

(1)按重量百分比计，精确称量79wt％的1215C、18wt％的滑石粉BHS-818A、1wt％的分子筛、1wt％的水母粒LDV 1040、0.3wt％的芥酸酰胺、0.2wt％的抗氧剂1010、0.2wt％的抗氧剂168、0.3％的TAF；

实施例二

(1)按重量百分比计，精确称量78wt％的1215C、18wt％的滑石粉BHS-818A、1wt％的分子筛、2wt％的水母粒LDV 1040、0.3wt％的芥酸酰胺、0.2wt％的抗氧剂1010、0.2wt％的抗氧剂168和0.3％的TAF；

实施例三

(1)按重量百分比计，精确称量78wt％的1215C、18wt％的滑石粉BHS-818A、2wt％的分子筛、1wt％的水母粒LDV 1040、0.3wt％的芥酸酰胺、0.2wt％的抗氧剂1010、0.2wt％的抗氧剂168和0.3％的TAF；

对比例一

(1)按重量百分比计，精确称量80wt％的1215C、18wt％的滑石粉BHS-818A、1wt％的水母粒LDV 1040、0.3wt％的芥酸酰胺、0.2wt％的抗氧剂1010、0.2wt％的抗氧剂168和0.3％的TAF；

对比例二

(1)按重量百分比计，精确称量79.3wt％的1215C、18wt％的滑石粉BHS-818A、1wt％的分子筛、1wt％的水母粒LDV 1040、0.2wt％的抗氧剂1010、0.2wt％的抗氧剂168和0.3％的TAF；

对比例三

(1)按重量百分比计，精确称量81.3wt％的1215C、18wt％的滑石粉BHS-818A、0.2wt％的抗氧剂1010、0.2wt％的抗氧剂168和0.3％的TAF；

按上述方法将实施例一至三和对比例一至三所得粒子在注射成形机上注射制样。注射成型模温控制在35℃～45℃。

弯曲性能测试按GB/T9341-2008进行，试样尺寸为80mm×10mm×4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm。

拉伸性能测试按GB/T1040.2-2006执行，试样尺寸为150mm×10mm×4mm，拉伸速度为50mm/min。

缺口悬臂梁冲击强度按GB/T1843-2008执行，试样尺寸为80mm×10mm×4mm，摆锤能量5.5。

气味等级测试按PV3900执行。

实施例一至三和对比例一至三的配方及性能比较见下表1。

表1实施例一到三和对比例一到三的配方

组成(wt％)	实例一	实例二	实例三	对比例一	对比例二	对比例三
							PP 1215C	79	78	78	80	79.3	81.3
滑石粉818A	18	18	18	18	18	18
							分子筛	1	1	2		1
LDV 1040	1	2	1	1	1
							芥酸酰胺	0.3	0.3	0.3	0.3
1010	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
							168	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
TAF	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3

表2：实施例一到三和对比例一到三的性能比较

市场上的普通滑石粉填充聚丙烯气味等级为4级作用，不能满足汽车厂商的要求，目前各大汽车生产厂商对汽车材料的气味等级要求一般为3.5级。随着市场竞争越来越激烈，汽车生产厂商必然对材料生产厂商提出越来越高的要求。根据表1、表2，本专利公开的方案中，实例一、实例二、实例三中的分子筛，水母粒与芥酸酰胺并用，能够大幅度改善滑石粉填充聚丙烯的气味等级。与对比例一至三比较可以看出，没有分子筛时气味等级只能达到3.5级，没有芥酸酰胺时气味等级也只能达到3.5级，三者都不加时气味较差，仅达到4.5级。

实例一中加入气味吸附剂分子筛和芥酸酰胺，同时加入小分子除味剂水母粒使小分子加工时经真空口排出，从而使产品的气味等级提高。通过实例与对比例比较可以看到，小分子除味剂水母粒对聚丙烯复合材料气味的影响较大，加入量不能太少；聚丙烯复合材料分解产生的小分子不能通过小分子除味剂挥发带出，同时机器的真空吸收小分子的能力有限，导致小分子除味剂有部分残留在聚丙烯复合材料基体材料中，也溶解了部分分解出来产生的异味小分子，产品中残留的带有异味的小分子存在导致材料气味较差。芥酸酰胺迁移至聚丙烯复合材料的表面，加工时芥酸酰胺溶解了部分分解出来产生的异味小分子，有利于生产时小分子的迁移，降低了残留小分子的含量，气味得到改善。本专利的配方工艺产生残留的异味小分子仍然很多，因此，通过加入分子筛，利用它的吸附作用来解决这一残留异味小分子的问题。

上述内容显示和描述了本发明的基本原理、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

1.一种低气味聚丙烯复合材料，其特征在于，其组分包括聚丙烯、气味吸附剂、小分子除味剂、耐刮擦剂、滑石粉、主抗氧剂、辅抗氧剂、润滑剂，所述组分按重量百分数计量，配比如下：

2.根据权利要求1所述的一种低气味聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。

3.根据权利要求1所述的一种低气味聚丙烯复合材料，其特征在于：所述气味吸附剂为粉末状分子筛。

4.根据权利要求1所述的一种低气味聚丙烯复合材料，其特征在于：所述小分子除味剂为水或水母粒。

5.根据权利要求1所述的一种低气味聚丙烯复合材料，其特征在于：所述耐刮擦剂为芥酸酰胺或油酸酰胺。

6.根据权利要求1所述的一种低气味聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的滑石粉为片状结构的滑石粉。

7.根据权利要求6所述的一种低气味聚丙烯复合材料，其特征在于：所述滑石粉的目数为800目～10000目。

8.根据权利要求1所述的一种低气味聚丙烯复合材料，其特征在于：所述主抗氧剂选用化学名称为抗氧剂1010。

9.根据权利要求1所述的一种低气味聚丙烯复合材料，其特征在于：所述辅抗氧剂选用抗氧剂168。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种低气味聚丙烯复合材料，其特征在于：其制备方法包括如下具体制备步骤：

(1)按重量百分比计量，对所述组分中的各成分进行精确称量；

(2)将称量后的各成分加入高速混合机中干混1min～4min，然后将混合物料加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。