CN107903490A - 一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料及其制备方法 - Google Patents

一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域，其质量份原料如下：20‑40份的高熔指共聚聚丙烯、10‑30份的玻璃纤维、1‑2份的耐刮擦剂、15‑40份的高结晶均聚聚丙烯、20‑30份的热塑性弹性体，3‑5份的相容剂、0.3份的主抗氧剂，0.2份辅抗氧剂，0.5份润滑剂。本发明具有能降低材料的气味浓度及挥发性有机物的含量，工艺简单，操作方便，生产效益高。

Description

一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体来说涉及一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料，同时还涉及低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料的制备方法。
背景技术
聚丙烯是一种无毒、无味、无臭,性能优良的通用塑料，用于方管堵头、汽车配件、机械仪表等多种领域，但因其具有力学强度低、成型收缩率大、冲击韧性不高、抗蠕变性差等缺点，在应用上受到很大限制，不能作为高性能的工程塑料，对其进行改性后才能实现工程化应用。
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。玻璃纤维可作为增强剂填充到塑料中，特别是填充到聚丙烯塑料中，不但能够显著提高聚丙烯制品的刚性、表面硬度、抗蠕变性、电绝缘性、尺寸稳定性，还可以提高聚丙烯的冲击强度，然而由于聚丙烯/玻璃纤维复合体系两相界面的亲和性不强，影响了体系的最终性能，特别是会导致某些力学性能的下降，因此为了改善两者之间的界面亲和性成为亟待解决的问题。
近年来，由于汽车行业的轻量化及内饰的挥发性有机物及气味要求及感官状态的要求逐年提高，促进聚丙烯改性材料的加快发展。
中国专利公开号：CN104262785A2015年01月07日公开了名称为“一种低气味、高流动性的软触感聚烯烃组合物及其制备方法”，其具有低气味、高流动性、软触感、弯曲模量小的特点，未提及耐刮擦性能，这一性能在当下汽车内饰零件生产过程中极为重要，耐刮擦性能的好坏，直接影响材料的外观。又因其模量小，刚性不足，在生产仪表板、门板内大件时易产生变形，对装车使用有不可忽略的影响。
在专利申请号：201410667370.0于2015年3月11日公开了名称为“一种低气味、耐刮擦的软触感聚丙烯组合物及其制备方法”其具有力学性能高、抗冲击性强、高强度、耐刮擦、低气味、软触感和低线性膨胀系数等特点。但未提及挥发性有机物的含量，因挥发性有机物对人体产生危害，现国家已对汽车内饰材料做出明确要求，所以低挥发性有机物材料的制备，已成现阶段汽车改性材料的必经之路，企业竞争中的必备技术。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种能降低材料的气味浓度及挥发性有机物的含量，工艺简单，操作方便，生产效益高的低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料。
本发明的另一目的在于提供该低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料的制备方法。
本发明解决所述的技术问题采用的技术方案是：
本发明的一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料，其质量份原料如下：
20-40份的高熔指共聚聚丙烯、10-30份的玻璃纤维、1-2份的耐刮擦剂、15-40份的高结晶均聚聚丙烯、20-30份的热塑性弹性体，3-5份的相容剂、0.3份的主抗氧剂，0.2份辅抗氧剂，0.5份润滑剂。
其中：
所述高熔指共聚聚丙烯，牌号为PP-BX3920，其熔融指数为80-100g/10min。
所述的耐刮擦剂为有机硅类，选自道康宁HMB-0221。
所述的热塑性弹性体为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶的一种或两种组合。
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酚和硫酯类抗氧剂中的一种或几种混合，辅抗氧剂选用亚磷酸盐和酯类抗氧剂中的一种或几种。
所述的抗氧剂，优选主抗氧剂为巴斯夫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，辅抗氧剂为巴斯夫的168，化学名称为：三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯。
所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
所述的玻璃纤维为无碱短切玻纤，短切长度为3mm～4.5mm，直径为7um～14um，玻璃纤维表面经过硅烷偶联剂处理。
本发明的一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述配比称取各原料；
(2)各原料混合后在搅拌锅中搅拌混合均匀，然后加入双螺杆挤出机，在加工温度为200～210℃共混挤出，冷却后切粒成2～3mm的颗粒，经过双罐式加热循环烘料设备在120℃的条件下进行8h除味处理即得。
上述的一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料的制备方法，其中所述的双螺杆挤出机挤出设备装有2-3个真空泵。
本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上技术方案可知：本发明使用玻璃纤维，可有效利用玻璃纤维的刚性，提高材料模量。本发明在双螺杆挤出机上装两个及以上的真空泵，加大了对材料在挤出过程中产生的挥发性有机物的吸收，用以减少料粒中有机挥发物的单位质量，在210℃的条件下，可保证原料的基材中的某些低热分解温度的材料的分解。材料气味经双罐式加热循环烘料设备在120℃的条件下进行8h除味处理，降低材料的气味浓度及挥发性有机物的含量。本发明工艺简单，操作方便，生产效益高，适合于进行工业化生产。
具体实施方式
实施例1：
一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取20份聚丙烯PP-BX3920(为韩国SK化学生产的聚丙烯材料，其熔融指数为100g/10min)、30份的玻璃纤维、1份有机硅HMB-0221、15份高结晶均聚聚丙烯、30份乙烯-辛烯共聚物，3份马来酸酐接枝聚丙烯、0.3份的主抗氧剂1010，0.2的辅抗氧剂168，0.5份润滑剂乙撑双硬脂酰胺；
(2)各原料混合后在搅拌锅中搅拌混合均匀，然后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机挤出设备装有3个真空泵，在加工温度为200～210℃共混挤出，冷却后切粒成2～3mm的颗粒，经过双罐式加热循环烘料设备在120℃的条件下进行8h除味处理即得。
实施例2：
一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取40份聚丙烯PP-BX3920(为韩国SK化学生产的聚丙烯材料，其熔融指数为80g/10min)、10份的玻璃纤维、2份有机硅HMB-0221、22份高结晶均聚聚丙烯、20份乙烯-辛烯共聚物，5份马来酸酐接枝聚丙烯、0.3份的主抗氧剂1010，,0.2份的辅抗氧剂168，0.5份润滑剂乙撑双硬脂酰胺。
(2)各原料混合后在搅拌锅中搅拌混合均匀，然后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机挤出设备装有2个真空泵，在加工温度为200～210℃共混挤出，冷却后切粒成2～3mm的颗粒，经过双罐式加热循环烘料设备在120℃的条件下进行8h除味处理即得。
实施例3：
一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取30份聚丙烯PP-BX3920(为韩国SK化学生产的聚丙烯材料，其熔融指数为85g/10min)、20份的玻璃纤维、2份有机硅HMB-0221、18份高结晶均聚聚丙烯、25份乙烯-辛烯共聚物，4份马来酸酐接枝聚丙烯、0.3份的主抗氧剂1010，,0.2份的辅抗氧剂168，0.5份润滑剂乙撑双硬脂酰胺。
(2)各原料混合后在搅拌锅中搅拌混合均匀，然后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机挤出设备装有3个真空泵，在加工温度为200～210℃共混挤出，冷却后切粒成2～3mm的颗粒，经过双罐式加热循环烘料设备在120℃的条件下进行8h除味处理即得。
实施例4：
一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取23份聚丙烯PP-BX3920(为韩国SK化学生产的聚丙烯材料，其熔融指数为90g/10min)、10份的玻璃纤维、1份有机硅HMB-0221、40份高结晶均聚聚丙烯、20份乙烯-辛烯共聚物，5份马来酸酐接枝聚丙烯、0.3份的主抗氧剂1010，,0.2份的辅抗氧剂168，0.5份润滑剂乙撑双硬脂酰胺。
(2)各原料混合后在搅拌锅中搅拌混合均匀，然后加入双螺杆挤出机，在加工温度为200～210℃共混挤出，双螺杆挤出机挤出设备装有3个真空泵，冷却后切粒成2～3mm的颗粒，经过双罐式加热循环烘料设备在120℃的条件下进行8h除味处理即得。
实施例5：
一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取20份聚丙烯PP-BX3920(为韩国SK化学生产的聚丙烯材料，其熔融指数为100g/10min)、25份的玻璃纤维、2份有机硅HMB-0221、28份高结晶均聚聚丙烯、30份乙烯-辛烯共聚物，3份马来酸酐接枝聚丙烯、0.3份的主抗氧剂1010，,0.2份的辅抗氧剂168，0.5份润滑剂乙撑双硬脂酰胺。
(2)各原料混合后在搅拌锅中搅拌混合均匀，然后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机挤出设备装有2个真空泵，在加工温度为200～210℃共混挤出，冷却后切粒成2～3mm的颗粒，经过双罐式加热循环烘料设备在120℃的条件下进行8h除味处理即得。
测试例：生产出的产品按照标准制(ASTM)成标准测试样条，进行各项性能测试，结果如表1所示。
表1
(表中ND表示未检测出)
根据由表可以得知，：从气味及挥发性有机物方面可看出，使用高熔指聚丙烯PP-BX3920含量越高的改性材料，其气味等级及挥发性有机物的含量越低(实施例3与实施例4)。玻纤含量越高，其气味及挥发性有机物的含量越高(实施例1与实施例2及实施例5)。耐刮擦剂的增加对其其气味等级及挥发性有机物的含量影响不大(实施例2与实施例3)。
从耐刮擦性能方面分析，高熔指聚丙烯PP-BX3920含量越高的改性材料，其耐刮擦性能越好(实施例2与实施例4)，玻纤含量越高其耐刮擦性能越好(实施例1与实施例4)，耐刮擦剂的含量增加，其耐刮擦性能增强。
从软质方面分析，高熔指聚丙烯PP-BX3920含量越高的改性材料，其软触感性能越差(实施例3与实施例4)，玻纤含量越高，其其软触感性能越差(实施例1与实施例2与实施例3紧及实施例5)。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料，其质量份原料如下：
20-40份的高熔指共聚聚丙烯、10-30份的玻璃纤维、1-2份的耐刮擦剂、15-40份的高结晶均聚聚丙烯、20-30份的热塑性弹性体，3-5份的相容剂、0.3份的主抗氧剂，0.2份辅抗氧剂，0.5份润滑剂；
其中：
所述的耐刮擦剂为有机硅类；
所述的热塑性弹性体为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶的一种或两种组合；
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂选用受阻酚和硫酯类抗氧剂中的一种或几种，辅抗氧剂选用亚磷酸盐和酯类抗氧剂中的一种或几种；
所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；
所述的玻璃纤维为无碱短切玻纤，表面经过硅烷偶联剂处理。
2.如权利要求1所述的一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料，其中：所述高熔指共聚聚丙烯的熔融指数为80-100g/10min。
3.如权利要求1所述的一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料，其中抗氧剂为：主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，辅抗氧剂三(2,4-二叔丁基 )亚磷酸苯酯。
4.如权利要求1所述的一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料，其中：无碱短切玻纤的短切长度为3mm～4 .5mm，直径为7um～14um。
5.如权利要求1-4之一所述一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按上述配比称取各原料；
（2）各原料混合后在搅拌锅中搅拌混合均匀，然后加入双螺杆挤出机，在加工温度为200～210℃共混挤出，冷却后切粒成2～3 mm的颗粒，经过双罐式加热循环烘料设备在120℃的条件下进行8h除味处理即得。
6.如权利要求5所述的一种低挥发性有机物、低气味的软触感改性材料的制备方法，其中所述的双螺杆挤出机挤出设备装有2-3个的真空泵。
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