CN115011033A - 一种低散发聚丙烯改性料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚丙烯改性料的改性方法。现有聚丙烯改性会导致聚丙烯材料的气味性较大，不能满足使用要求。本发明提供了一种低散发聚丙烯改性料的制备方法，配方组分包括聚丙烯65～90质量份、弹性体增韧剂0～15质量份、无机刚性粒子10～20质量份、抗氧剂0.2～0.4质量份，在180℃～230℃工艺条件下经双螺杆挤出机挤出造粒，所述组分中增加0.5～6质量份小分子脱除剂水合碳酸镁，并在双螺杆挤出机螺纹块处增设小分子脱除设备。本发明方法生产工艺简单、小分子脱除效率高且成本较低，本方法制备的改性聚丙烯气味性低、力学性能优良，可满足国内外汽车主机厂的要求，并且无毒、对环境无污染，具有广阔的应用前景。

Description

一种低散发聚丙烯改性料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯改性料的改性方法，属于高分子材料改性加工工艺。具体是一种低散发聚丙烯改性料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯材料在聚合过程中未聚合的单体分子、催化剂的溶剂、改性过程中引入的加工助剂、生产制造过程中因加热和螺杆剪切造成聚丙烯分子链断裂产生的小分子以及加工助剂氧化产生的小分子，均会导致聚丙烯材料的气味性较大，不能满足使用要求，因此需要降低材料的气味性。
目前国内外低气味散发级的聚丙烯复合材料及加工工艺主要有如下2种方式：
1、添加吸附剂：该方法主要是在聚丙烯添加活性炭、多孔二氧化硅、多孔氧化铝、多孔分子筛等吸附剂，并通过螺杆挤出机在一定的工艺条件下挤出造粒。这种方式制得的产品存在吸附平衡的问题，在较高的温度下平衡向解吸附的方向移动，造成小分子挥发物的散发。
2、脱挥：主要是利用专业的脱挥设备与工艺在聚丙烯聚合过程中进行脱挥。在聚合过程中脱挥，效率较高，但是由于其生产工艺及设备的局限，并且成本较高，不易广泛应用，采用螺杆脱挥容易受螺杆自身清洁程度影响，对材料的气味散发性影响较大。
发明内容
1.所要解决的技术问题：
现有的聚丙烯改性会导致聚丙烯材料的气味性较大，不能满足使用要求。
2.技术方案：
为了解决以上问题，本发明提供了一种低散发聚丙烯改性料的制备方法，配方组分包括聚丙烯65～90质量份、弹性体增韧剂0～15质量份、无机刚性粒子10～20质量份、抗氧剂0.2～0.4质量份，在180℃～230℃工艺条件下经双螺杆挤出机挤出造粒，制得低散发聚丙烯改性料，所述组分中增加0.5～6质量份小分子脱除剂水合碳酸镁，并在双螺杆挤出机螺纹块处增设小分子脱除设备。
所述双螺杆挤出机由11个加热螺纹块组成，在第5螺纹块、第7螺纹块和第9螺纹块区域增设小分子脱除设备。
所述小分子脱除设备为真空抽提设备。
所述真空抽提设备真空压控制在0.06MPa以上。
所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或两种的复合物。
所述弹性体增韧剂为POE弹性体、SBS类弹性体、EPDM三元橡胶中的一种或几种复合。
所述无机刚性粒子为滑石粉、云母、硅灰石、碳酸钙、玻璃微珠和玻璃纤维中的一种或2种以上复合物。
3.有益效果：
本发明方法生产工艺简单、小分子脱除效率高且成本较低，本方法制备的改性聚丙烯气味性低、力学性能优良，可满足国内外汽车主机厂的要求，并且无毒、对环境无污染，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例来对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种低散发聚丙烯改性料的制备方法，配方组分包括聚丙烯65～90质量份、弹性体增韧剂0～15质量份、无机刚性粒子10～20质量份、抗氧剂0.2～0.4质量份，在180℃～230℃工艺条件下经双螺杆挤出机挤出造粒，所述组分中增加0.5～6质量份小分子脱除剂水合碳酸镁，并在双螺杆挤出机螺纹块处增设小分子脱除设备。
本发明用水合碳酸镁作为小分子有机物驱除剂，辅以小分子脱除装置，可以更加高效的将聚丙烯改性体系中的小分子脱除，所制得的低散发型聚丙烯改性料小分子有机物脱除充分，并且冲击韧性、弯曲模量、拉伸强度等物理性能得到很好的保持，在后续注塑成品部件时，可以降低成品部件表面银丝、水印等缺陷。
在以下实施例中，聚丙烯为燕山石化生产的K8003；无机刚性粒子为辽宁省海城市艾海滑石有限公司生产的滑石粉；水合碳酸镁为石家庄市龙力化工有限公司生产的三水碳酸镁；抗氧化剂为烟台新秀化学有限公司生产的抗氧剂1010；POE为美国陶氏化学生产的POE；按照GB/T1033.1-2008测试密度、GB/T9341-2000测试弯曲性能、GB/T1843-1996测试冲击性能、上汽大众标准瓶子法测气味性（测试条件为80℃,2h）。
实施例1
一种低散发聚丙烯改性料的制备方法，配方组分包括均聚聚丙烯70质量份、POE弹性体 5质量份、滑石粉20质量份、抗氧剂0.2质量份，6质量份水合碳酸镁。在高速混合机中80～90℃混合5分钟，然后在安装有三段真空抽提设备的双螺杆挤出机上挤出造粒，真空压为0.06MPa，挤出机的温度为：一区间180℃，二、三区间200℃，四、五、六、七、八、九、十区间210℃，十一区间200℃，经挤出切粒，制得成品。
按此工艺制得低散发型聚丙烯改性料，其性能见表1。
实施例2
一种低散发聚丙烯改性料的制备方法，配方组分包括共聚聚丙烯75质量份、SBS类弹性体10质量份、云母15质量份、抗氧剂0.2质量份，5质量份水合碳酸镁。在高速混合机中80～90℃混合5分钟，然后在安装有三段真空抽提设备的双螺杆挤出机上挤出造粒，真空压为0.07MPa，挤出机的温度为：一区间185℃，二、三区间205℃，四、五、六、七、八、九、十区间220℃，十一区间210℃，经挤出切粒，制得成品。
按此工艺制得低散发型聚丙烯改性料，其性能见表1。
实施例3
一种低散发聚丙烯改性料的制备方法，配方组分包括均聚聚丙烯、共聚聚丙烯混合物65质量份、EPDM三元橡胶 15质量份、硅灰石18质量份、抗氧剂0.4质量份，3质量份水合碳酸镁。在高速混合机中80～90℃混合5分钟，然后在安装有三段真空抽提设备的双螺杆挤出机上挤出造粒，真空压为0.08MPa，挤出机的温度为：一区间190℃，二、三区间210℃，四、五、六、七、八、九、十区间225℃，十一区间215℃，经挤出切粒，制得成品。
按此工艺制得低散发型聚丙烯改性料，其性能见表1。
实施例4
一种低散发聚丙烯改性料的制备方法，配方组分包括共聚聚丙烯混合物90质量份、碳酸钙10质量份、抗氧剂0.3质量份，2质量份水合碳酸镁。在高速混合机中80～90℃混合5分钟，然后在安装有三段真空抽提设备的双螺杆挤出机上挤出造粒，真空压为0.09MPa，挤出机的温度为：一区间195℃，二、三区间215℃，四、五、六、七、八、九、十区间230℃，十一区间215℃，经挤出切粒，制得成品。
按此工艺制得低散发型聚丙烯改性料，其性能见表1。
实施例5
一种低散发聚丙烯改性料的制备方法，配方组分包括均聚聚丙烯80质量份、POE弹性体、SBS类弹性体混合物8质量份、玻璃微珠 12质量份、抗氧剂0.3质量份，1质量份水合碳酸镁。在高速混合机中80～90℃混合5分钟，然后在安装有三段真空抽提设备的双螺杆挤出机上挤出造粒，真空压为0.08MPa，挤出机的温度为：一区间190℃，二、三区间210℃，四、五、六、七、八、九、十区间225℃，十一区间215℃，经挤出切粒，制得成品。
按此工艺制得低散发型聚丙烯改性料，其性能见表1。
实施例6
种低散发聚丙烯改性料的制备方法，配方组分包括均聚聚丙烯、共聚聚丙烯混合物85质量份、SBS类弹性体、EPDM三元橡胶混合物12质量份、玻璃纤维16质量份、抗氧剂0.2质量份，0.5质量份水合碳酸镁。在高速混合机中80～90℃混合5分钟，然后在安装有三段真空抽提设备的双螺杆挤出机上挤出造粒，真空压为0.07MPa，挤出机的温度为：一区间190℃，二、三区间210℃，四、五、六、七、八、九、十区间225℃，十一区间215℃，经挤出切粒，制得成品。
按此工艺制得低散发型聚丙烯改性料，其性能见表1。
对比例：
将70质量份的聚丙烯树脂、10质量份POE、20质量份滑石粉、0.3质量份抗氧剂在高速混合机中80～90℃混合5分钟，然后在双螺杆挤出机上挤出造粒，挤出机的温度为：一区间180℃，二、三区间200℃，四、五、六、七、八、九、十区间210℃，十一区间200℃，经挤出切粒，制得成品。
按此工艺制得聚丙烯改性料，其性能见表1。
表1：性能数据：
Figure 83763DEST_PATH_IMAGE001
。
本发明主要考察的指标为气味性等级，大众标准气味等级划分为1~7级，1级最好，7级最差，其等级越低，表明小分子脱除效果越好，同样的配方下实施例和对比例的区别仅在于三水碳酸镁的添加量，同时实施例辅以三段真空抽提设备，对比例无抽提设备，从表1中可以看出气味等级随着三水碳酸镁添加量的增加而减少，当三水碳酸镁添加量为5份时（实施例2），气味等级最低，当三水碳酸镁添加量为6份时，气味等级不在降低，说明三水碳酸镁添加量为5份时已达到最佳效果，且三水碳酸镁添加量为5份时综合力学性能最为优异。

Claims (7)

1.一种低散发聚丙烯改性料的制备方法，其特征在于：配方组分包括聚丙烯65～90质量份、弹性体增韧剂0～15质量份、无机刚性粒子10～20质量份、抗氧剂0.2～0.4质量份，在180℃～230℃工艺条件下经双螺杆挤出机挤出造粒，制得低散发聚丙烯改性料，所述组分中增加0.5～6质量份小分子脱除剂水合碳酸镁，并在双螺杆挤出机螺纹块处增设小分子脱除设备。
2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于：所述双螺杆挤出机由11个加热螺纹块组成，在第5螺纹块、第7螺纹块和第9螺纹块区域增设小分子脱除设备。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述小分子脱除设备为真空抽提设备。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述真空抽提设备真空压控制在0.06MPa以上。
5.如权利要求1或2或4所述的方法，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或两种的复合物。
6.如权利要求1或2或4所述的方法，其特征在于：所述弹性体增韧剂为POE弹性体、SBS类弹性体、EPDM三元橡胶中的一种或几种复合。
7.如权利要求1或2或4所述的方法，其特征在于：所述无机刚性粒子为滑石粉、云母、硅灰石、碳酸钙、玻璃微珠和玻璃纤维中的一种或2种以上复合物。
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