一种环保型-低气味车用聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保型‑低气味聚丙烯复合材料，该聚丙烯复合材料含有以下重量份的配方组分：聚丙烯44～70份，层状硅酸盐矿物填料15～40份，增韧剂10～20份，抗氧剂0.1～1份，稳定剂0.1～1份。同时还公开了一种相关制备方法，该方法包括两步，第一，将聚丙烯与层状硅酸盐矿物填料混合加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到改性聚丙烯母粒，第二，将改性聚丙烯母粒与增韧剂、抗氧剂、稳定剂加入双螺杆挤出机进行二次挤出造粒。本发明专利技术的聚丙烯复合材料具有低气味、低VOC、强度韧性平衡的特点，其制备方法工艺简单、易于实施，适合大规模生产。

Environmental friendly low air vehicle polypropylene composite material and preparation method thereof

The invention discloses an environment-friendly low-odor polypropylene composite material. The polypropylene composite material contains the following weight components: polypropylene 44-70, layered silicate mineral filler 15-40, toughening agent 10-20, antioxidant 0.1-1, stabilizer 0.1-1. A related preparation method is also disclosed, which comprises two steps. First, the modified polypropylene masterbatch is obtained by mixing polypropylene with layered silicate mineral filler into twin-screw extruder for extrusion granulation. Second, the modified polypropylene masterbatch is added into the twin-screw extruder with toughening agent, antioxidant and stabilizer. Two times granulating. The polypropylene composite has the characteristics of low odor, low VOC, strength and toughness balance, and the preparation method is simple and easy to implement, and is suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种环保型-低气味车用聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种高分子材料领域，特别涉及一种环保型-低气味车用聚丙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯复合材料具有密度低、耐挠曲、耐化学腐蚀、绝缘性好、环保、易加工、价格低廉、可回收、机械性能好等优点，故其在汽车领域具有广泛的应用。目前，聚丙烯复合材料作为汽车内饰件使用量最多的材料，其合成过程中的单体残留以及加工过程中加入的助剂分解、材料光热降解产生烃类、醛酮等挥发性有机物，导致车内空气污染问题严重，车辆使用过程中，不同程度地散发VOC(VolatileOrganicCompounds，挥发性有机化合物)和刺激性气味，引起皮肤、呼吸道以及神经系统等方面的疾病，严重影响车内空气质量和驾乘人员的身体健康。现有技术降低聚丙烯复合材料气味和VOC的方法包括以下三类，第一类为真空抽提，在挤出过程中保持高的真空度，同时高温烘烤切好的粒子来脱除气味和VOC。第二类为在聚丙烯中添加低沸点液体制作成的除味剂、气提剂、除味母粒，其在挤出过程中，在聚丙烯熔体产生大量泡沫，利用真空脱挥去除低沸点液体携带的VOC。第三类为在聚丙烯中引入分子筛、硅胶、硅藻土、沸石、粉末橡胶等气体吸附剂。但现有技术降低聚丙烯复合材料气味和VOC的方法存在工艺复杂，不利于大规模生产，存在团聚等现象，严重影响机械性能和加工性能。虽然可以采用表面改性剂解决微细气体改性剂在聚丙烯的团聚问题，但在使用表面改性剂的过程中引入的有机溶剂会导致高气味、高VOC的释放，极大地提高了聚丙烯复合材料的气味和VOC等级。故在保证材料物理性能的情况下，现有技术难以解决聚丙烯复合材料散发VOC和刺激性气味的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的聚丙烯复合材料散发VOC和刺激性气味的不足，提供一种聚丙烯复合材料及其制备方法。本专利技术提供的聚丙烯复合材料，在保证复合材料物理性能的前提下，具有低气味释放特点，环保型优势大，适用于车内装饰器件制备。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种聚丙烯复合材料，含有以下重量份的配方组分：聚丙烯44～70份；层状硅酸盐矿物填料15～40份；增韧剂10～20份；抗氧剂0.1～1份；稳定剂0.1～1份；所述层状硅酸盐矿物填料为滑石粉、高岭土、蒙脱土、云母中的两种或以上的混合物。在本专利技术聚丙烯复合材料中层状硅酸盐矿物填料为滑石粉、高岭土、蒙脱土、云母，具有较大的层间距，很强的小分子吸附能力，良好的分散性能，既能降低聚丙烯的气味和VOC，又能增加聚丙烯复合材料的抗冲击、抗疲劳、耐高温蠕变性、尺寸稳定性及耐热性的性能。向聚丙烯中填充两种及以上层状硅酸盐矿物填料混合物，通过对不同填充物种类及其配比的筛选，能达到协同降低气味和VOC的效果。进一步，本专利技术的聚丙烯复合材料中，所述聚丙烯为均聚或者嵌段共聚物，所述聚丙烯熔体流动速率为0.5～60g/10min。将聚丙烯原料在230℃，2.16kg的条件下进行测试，确定其熔体流动速率，筛选适宜的聚丙烯原料，保证复合材料加工成型以后品质。本专利技术中均聚或嵌段共聚物型聚丙烯均具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性，且均聚聚丙烯具有较好强度，嵌段共聚物型聚丙烯抗冲击性能好。在230℃，2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为0.5～60g/10min，能使选用的原材料更好地适应加工工艺的要求，达到提高聚丙烯复合材料成型可靠性和质量的效果。进一步，所述层状硅酸盐矿物填料粒径是5～100微米。本专利技术中，控制层状硅酸盐矿物填料粒径在5～100微米范围内，能提高聚丙烯复合材料的综合性能。进一步，所述增韧剂为三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、聚烯烃嵌段共聚物中的一种或几种的混合物，熔体流动速率为0.2～10g/10min。将增韧剂原料在230℃，2.16kg的条件下进行测试，筛选优质增韧剂，以实现更好的复合材料综合性能。本专利技术中增韧剂，起到增加胶黏剂膜层柔韧性的作用，达到减低聚丙烯复合材料脆性，增加韧性的效果。选用三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、聚烯烃嵌段共聚物中的一种或几种不仅能协同增加聚丙烯复合材料的韧性，还能增加聚丙烯复合材料的耐老化性能、加工性能，乙烯-辛烯共聚物与乙烯-丁烯共聚物良好的流动性可改善填料的分散效果。在190℃，2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为0.2～10g/10min，能使选用的原材料更好地适应加工工艺的要求，达到提高聚丙烯复合材料综合性能的效果。进一步，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂DLTP中的一种或几种的混合物。本专利技术中抗氧剂可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，达到阻止聚合物的老化并延长其使用寿命的效果。抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂DLTP中几种混用具有协同效应。进一步，所述稳定剂为热稳定剂和/或光稳定剂。本方面中稳定剂能增加混合物的稳定性能，能起到减慢反应,保持化学平衡,降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解等的效果。进一步，所述光稳定剂为V703、塑诺稳5589、UV-531中的一种或几种的混合物。本专利技术中光稳定剂能屏蔽或吸收紫外线的能量，猝灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能，使高分子聚合物在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程，达到延长聚丙烯复合材料使用寿命的效果。使用V703、塑诺稳5589、UV-531作为光稳定剂得到的聚丙烯复合材料具有耐候性优良的特性，几种光稳定剂同时使用具有良好的协同效应。进一步，还包括其他助剂，所述其它助剂为润滑剂、增溶剂、增塑剂、色母粒的至少一种，所述的润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺。优选地，所述增溶剂是PEG40。优选地，所述增塑剂是增塑剂DEHP、增塑剂DNOP、增塑剂BBP。本专利技术中润滑剂能降低摩擦副的摩擦阻力，达到减缓其磨损的效果。增溶剂是具有增溶能力的表面活性剂，能达到增加溶解度的效果。增塑剂是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，可以增加聚丙烯复合材料的柔韧性。色母粒使颜料在聚丙烯复合材料中具有更好的分散性，有利于保持颜料的化学稳定性，能达到保证聚丙烯复合材料颜色稳定的效果。本专利技术的另一目的是提供一种制备上述聚丙烯复合材料的方法，以更好的保证各种原料之间的相互配合效果，达到更优的复合材料综合性能。一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：步骤一、将聚丙烯、层状硅酸盐矿物填料一起加入搅拌机搅拌均匀，搅拌时间为8min～15min；步骤二、将步骤一中混匀的物料用双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度加料段控制在170℃～180℃，输送段控制在180℃～190℃，熔融段控制在190℃～200℃，机头温度为180℃～190℃，水槽温度为20℃～40℃，冷却、造粒、干燥得到改性聚丙烯母粒；步骤三、将步骤二中得到的改性聚丙烯母粒与增韧剂，抗氧剂，热稳定剂一起加入搅拌机搅拌均匀，搅拌时间为8min～15min；步骤四、将步骤三中得到的混合料加入双螺杆挤出机进行二次挤出，挤出温度加料段控制在160℃～170℃，输送段控制在170℃～180℃，熔融段控制在180℃～190℃，机头温度为180℃～190℃，水槽温度为20℃～40℃，冷却、造粒、干燥，得到聚丙烯复合材料。本专利技术聚丙烯复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，含有以下重量份的配方组分：聚丙烯              44～70份；层状硅酸盐矿物填料  15～40份；增韧剂              10～20份；抗氧剂              0.1～1份；稳定剂              0.1～1份；所述层状硅酸盐矿物填料为滑石粉、高岭土、蒙脱土和云母中的两种或以上的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，含有以下重量份的配方组分：聚丙烯44～70份；层状硅酸盐矿物填料15～40份；增韧剂10～20份；抗氧剂0.1～1份；稳定剂0.1～1份；所述层状硅酸盐矿物填料为滑石粉、高岭土、蒙脱土和云母中的两种或以上的混合物。2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯为均聚或者嵌段共聚物，所述聚丙烯的熔体流动速率为0.5～60g/10min。3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯复合材料，其特征在于，所述层状硅酸盐矿物填料粒径是5～100微米。4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增韧剂为三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、聚烯烃嵌段共聚物中的一种或几种的混合物，所述增韧剂的熔体流动速率为0.2～10g/10min。5.根据权利要求1所述的一种聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂DLTP中的一种或几种的混合物。6.根据权利要求1所述的一种聚丙烯复合材料，其特征在于，所述稳定剂为热稳定剂和/或光稳定剂。7.根据权利要求6所述的一种聚丙烯复合材料，其特征在于，所述光稳定剂为V703、塑诺稳5589、UV-531中的一种或几种的混合物。8.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖益均，吴晓莉，邱士安，王卫生，张碧桃，周建军，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：四川,51