CN111484669A

CN111484669A - 一种低气味、低voc聚丙烯复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN111484669A
Application number: CN201911322073.1A
Authority: CN
Inventors: 冯旭; 赵武学; 贾宇冲
Original assignee: Sichuan Xinda Enterprise Group Co ltd
Current assignee: Sichuan Xinda Enterprise Group Co ltd
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2020-08-04

Abstract

本发明公开了一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法，该聚丙烯复合材料由以下质量百分比的原料组成：聚丙烯64~70%；无机填充物22~28%；增韧剂2~5%；润滑剂0.2~1%；抗氧剂0.4~1%；成核剂0.2~1%；气味吸附剂1~2%，本发明的优势在所制备的聚丙烯复合材料具有低气味、低VOC的特性，符合车用内饰件的要求，可以降低整车总碳含量，达到安全、环保、健康的效果，与传统的复合聚丙烯相比，可以达到更为理想的总碳效果，而且制备工艺简单、成本较低，易于进行大规模工业化生产。

Description

一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯由于具有优良的力学、耐热性、质轻、耐化学溶剂性、吸水率低以及价格便宜等突出优点，被广泛用于汽车、家用电器、食品、医疗、建筑管材等多个领域，随着国家对节能减排要求的进一步提高及中国汽车产业的高速发展，汽车轻量化已成为汽车节能减排的重要途径，已成为汽车发展的主潮流，低VOC、低气味材料是汽车轻量化发展的重要方向之一，作为汽车内饰件表面积最大的零部件，仪表板的低总碳已成为各汽车厂家首选的降重方案。

低总碳所面临的问题主要是：必须保证低总碳后材料的力学性能不能降低，而且还要求材料具有较好的韧性和刚性，达到良好的刚韧平衡；除力学性能外，低总碳仪表板要求其使用的原材料PP具有“ 三高“ 性能，即高流动性、高模量及高韧性。

本发明制得的聚丙烯复合材料的VOC含量低，符合车内空气质量评价指南技术要求，适用于在汽车内饰件上使用，提高了其使用范围，并降低了汽车生产成本、符合其轻量化的要求。

综上所述，有必要开发出一种低收缩、低气味、低VOC聚丙烯复合材料。

发明内容

本发明克服现有技术中的不足，提供一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料，该材料具有低气味、低VOC的特性，符合车用内饰件材料的要求，与传统的聚丙烯相比，可以达到更为理想的总碳效果，而且制备工艺简单、成本较低，易于进行大规模工业化生产，本发明采用的技术方案如下：

其原料按质量百分比计，详细配方如下：

均聚聚丙烯64.1~72.6%

无机填充物22~28%

增韧剂2~5%

润滑剂0.2~1%

抗氧剂0.4~1%

成核剂0.2~1%

气味吸附剂1~2%。

1、均聚聚丙烯至少一种均聚聚丙烯组成，均聚聚丙烯的熔指为5~50g/10min（230℃，2.16Kg）。

2、所述的填充物是滑石粉母粒、硅灰石母粒、云母粉、硫酸钡、晶须中至少一种。

3、增韧剂是由乙烯-辛烯的共聚物（POE）、SEBS、EPDM中至少一种组成。

4、润滑剂是聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸钙、EBS和TAF中的一种或多种。

5、抗氧剂是由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按1:2的比例复配组成。

6、成核剂是由有机磷酸盐类成核剂NA-11和山梨醇类NX8000至少一种组成。

7、所诉制备过程：将均聚聚丙烯、增韧剂、润滑剂、抗氧剂和成核剂按比例加入高速搅拌机混合均匀后，从主喂料加入双螺杆挤出机，无机填充物则从侧位料加入，经熔融混合挤出、注水双真空抽离低分子、拉条水冷切粒；100℃，8h烘干处理后得到低气味、低VOC聚丙烯复合材料，加工温度180～200℃。

8、本发明的有益效果是：

（1）本发明的所制备的低总碳复合聚丙烯材料具有，低气味、低VOC性能，优异的抗冲击性能，与传统材料相比，性能更好，刚韧更为平衡，解决了内饰件材料容易出现的总碳超标问题。

（2）制备工艺简单、成本较低，易于进行大规模工业化生产。

具体实施方式

一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料由以下质量百分比组成：

均聚聚丙烯64.1~72.6%

无机填充物22~28%

增韧剂2~5%

润滑剂0.2~1%

抗氧剂0.4~1%

成核剂0.2~1%

气味吸附剂1~2%。

1、优选的，所述的均聚聚丙烯至少一种均聚聚丙烯组成，均聚聚丙烯的熔指为5~50g/10min（230℃，2.16Kg）。

2、优选的，所述的填充物是滑石粉母粒、硅灰石母粒、云母粉、硫酸钡、晶须中至少一种，进一步优选填充物为宁波精华新材料股份有限公司的滑石粉母粒，粒径为1-15μm，滑石粉的比例为74-78%。

3、优选的，所述的增韧剂是由乙烯-辛烯的共聚物（POE）、SEBS、EPDM中至少一种组成，进一步优选增韧剂为沙伯基础创新塑料公司的POE(C0570D)。

4、优选的，所述的润滑剂是聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸钙、EBS和TAF中的一种或多种。

5、优选的，所述的抗氧剂是由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按1:2的比例复配组成，进一步优选受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂分别是天津利安隆新材料股份有限公司的AT10和168。

6、优选的，所述的润滑剂是聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸钙、EBS和TAF中的一种或多种。

7、优选的，成核剂是由有机磷酸盐类成核剂NA-11和山梨醇类NX8000至少一种组成，进一步优选为日本旭化成的有机磷酸盐类成核剂NA-11。

8、优选的，所诉制备过程：将均聚聚丙烯、增韧剂、润滑剂、抗氧剂和成核剂按比例加入高速搅拌机混合均匀后，从主喂料加入双螺杆挤出机，无机填充物则从侧位料加入，经熔融混合挤出、注水双真空抽离低分子、拉条水冷切粒；100℃，8h烘干处理后得到低气味、低VOC聚丙烯复合材料，加工温度180～200℃。

以下通过具体的实施例本本发明的内容作进一步的说明：

实施例和对比例的配方组成见表1

表1实施例和原料比例（质量百分比）

原料	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					均聚聚丙烯	67.5	69.5	68.5	67.5
无机填充物	24	4	4	4
					增韧剂	4	24	24	24
润滑剂	0.8	0.8	0.8	0.8
					抗氧剂	0.9	0.9	0.8	0.8
成核剂	0.8	0.8	0.9	0.9
					气味吸附剂	2	0	1	2
真空	注水双真空（-0.08mpa）	注水双真空（-0.08mpa）	注水双真空（-0.08mpa）	双真空（-0.08mpa）

表1

表1中所使用的润滑剂为聚丙烯蜡，无机填充物为5μm的滑石粉母粒，增剂为乙烯-辛烯的共聚物POE(C0570D)，所使用的抗氧剂为AT10和168配比为1:2。

将上述原料按照所述配比称量后，加入高速搅拌机混合均匀后，从主喂料加入双螺杆挤出机，无机填充物则从侧位料加入，经熔融混合挤出、注水双真空抽离低分子、拉条水冷切粒；100℃，8h烘干处理后得到低气味、低VOC聚丙烯复合材料，加工温度180～200℃。

将加工后得到的复合材料通过表2所示的测试标准进行检测，表3为相应实施例和对比例的测试结果：

检测项目	单位	测试标准
			简支梁缺口冲击强度)	kJ/m<sup>2</sup>	ISO 179-1
拉伸强度	Mpa	ISO 527-2
			阻燃性	mm/min	TL 1010
弯曲模量	MPa	ISO 178
			灰分	%	ISO 3451-1
熔体质量流动速率	g/10min	ISO 1133-1&2
			密度	g/cm<sup>3</sup>	ISO1183-1
气味	等级	GMW3205-2016
			VOC	μg/g	GMW15634

表2

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					简支梁缺口冲击强度)	3.2	3.3	3.2	3.2
拉伸强度	32.3	32.3	32.2	32.3
					阻燃性	31.2	32	31.5	31.1
弯曲模量	2359	2401	2330	2365
					灰分	18.3	18.6	18.1	18.3
熔体质量流动速率	8.5	8.6	8.2	8.4
					密度	1.05	1.05	1.04	1.05
气味	6	5	6	5
					VOC	33	102	65	67

表3

通过表3可见，由实施例1和实施例2可知由于没有加入气味吸附剂，材料的气味和VOC均较高；对比实施例1和实施例3，气味吸附剂的添加量对气味和VOC有较大影响，通过一系列实验验证，当气味吸附剂添加量威1.8%时材料的气味和VOC最佳；注水双真空由于在挤出过程中向真空中注入水蒸气，能更好的带走螺杆挤出过程中产生的小分子物质，很好的改善了材料的气味和VOC。

以上所述，仅是本发明的部分实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明技术方案范围内，对技术内容进行些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，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，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：是由以下质量百分比的原料组成：

均聚聚丙烯64.1~72.6%

无机填充物22~28%

增韧剂2~5%

润滑剂0.2~1%

抗氧剂0.4~1%

成核剂0.2~1%

气味吸附剂1~2%。

2.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯是由至少一种均聚聚丙烯组成，聚丙烯的熔指为5~50g/10min（230℃，2.16Kg）；聚丙烯自身气味≤3（VDA270，80℃，2h（干态））。

3.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的填充物是滑石粉母粒、硅灰石母粒、云母粉、硫酸钡、晶须中至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的增韧剂是乙烯-辛烯的共聚物（POE）、SEBS、EPDM中至少一种组成。

5.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的润滑剂是聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸钙、EBS和TAF中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂是由多元受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按1:2的比例复配组成。

7.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的成核剂是由有机磷酸盐类成核剂NA-11和山梨醇类NX8000至少一种组成。

8.权利要求1～7中任意一项所述的一种低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于：包括以下制备过程：将均聚聚丙烯、增韧剂、润滑剂、抗氧剂和成核剂按比例加入高速搅拌机混合均匀后，从主喂料加入双螺杆挤出机，无机填充物则从侧位料加入，经熔融混合挤出、注水双真空抽离低分子、拉条水冷切粒；100℃，8h烘干处理后得到低气味、低VOC聚丙烯复合材料，加工温度180～200℃。