一种低VOC低气味的聚丙烯组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低VOC低气味的聚丙烯组合物及其制备方法，该聚丙烯组合物包括以下重量份的组分：聚丙烯34.5‑88.9份，增韧剂5‑20份，聚乙烯1‑5份，矿物填料5‑40份，高分子量稳定剂0.1‑0.5份，其中，所述高分子量稳定剂为带酰胺基受阻胺、多哌啶树枝状受阻胺、端烯基受阻胺、双受阻酚结构的受阻胺、哌啶系N‑烷氧基取代受阻胺中的一种或几种，其相对分子量为2000‑3000。该聚丙烯组合物具有低VOC、低气味、高性能、优异的耐光热老化和加工特性等优点。该聚丙烯组合物的制备方法工艺简单、易于实施，适合大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料
，尤其涉及一种低VOC低气味的聚丙烯组合物及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯改性材料作为通用塑料具有密度低、耐腐蚀、环保、易加工、价格低廉、可回收、机械性能好等优点，因而广泛的应用于汽车领域。近年来随着汽车产业的迅猛发展，人们对汽车内外饰材料提出了越来越高的要求，尤其是2012年国家出台了乘用车内空气质量评价指南，车内空气污染问题越来越受到重视，聚丙烯材料作为汽车内饰件使用量最多的材料，其污染产生的主要来源是聚丙烯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(简称VOC)，这些VOC会在产品使用过程中，逐步散发出来，严重影响车内空气质量和驾乘人员的身体健康，因此目前越来越多的汽车主机厂对汽车内饰聚丙烯材料提出了较高的VOC、气味等级要求，并列入材料选用的关键指标。目前，降低聚丙烯材料中VOC的方法通常分为以下三类：第一类为真空抽提，如专利US5109056中介绍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VOC，这种方法利用物理脱附来制备低VOC聚丙烯组合物，工艺复杂，能耗高，加工条件要求苛刻，不利于大规模生产。第二类为在聚丙烯中引入分子筛、硅胶、硅藻土、沸石、粉末橡胶等吸附剂，如专利CN103589072A、CN102372873B和CN1041196615A中介绍采用分子筛、硅铝酸盐母粒、多孔二氧化硅等吸附剂获得低VOC聚丙烯，但利用气味吸附剂吸附VOC，VOC依然存在于塑料中，有吸附选择性和平衡性，在稍高温度下会发生解吸附，重新释放出VOC，且多孔类物质与塑料相容性不好，会影响塑料的其他性能。第三类为在聚丙烯中添加低沸点液体(水或异丙醇等)制作成的除味剂、气提剂、除味母粒，在挤出过程中，它们在高温下蒸发，在聚丙烯熔体中产生大量泡沫，然后通过真空脱挥去除低沸点液体携带的VOC，如专利CN103571054A、CN105330961A和CN104262783A中介绍采用吸附在聚丙烯载体上的表面活性物质的水性溶液、脂肪醇类低分子发泡聚丙烯、有机溶剂与无机盐水的混合物等除味剂、除味母粒、气提剂获得低VOC聚丙烯，这种方法虽然能够降低VOC，但所用的小分子液体与聚丙烯相容性和持久性较差，难以完全分散，同时对挤出工艺要求较高，需要专用的脱挥螺杆和排气口，挤出时要保持高的真空度和稳定的温度，以避免VOC脱除不干净和粒子发泡，而且此类助剂大量加入困难，在喂料口汽化溢出损失严重，尤其在生产高填充材料过程中会因喂料口大量气体排出导致返料严重，产能无法提升。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种具有低VOC、低气味、高性能、优异的耐光热老化和加工特性的聚丙烯组合物及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种低VOC低气味的聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物包括以下重量份的组分：其中，所述高分子量稳定剂为带酰胺基受阻胺、多哌啶树枝状受阻胺、端烯基受阻胺、双受阻酚结构的受阻胺、哌啶系N-烷氧基取代受阻胺中的一种或几种，其相对分子量为2000-3000。聚丙烯复合材料中产生VOC的途径主要包括以下几种：(1)聚丙烯树脂原料中残留的VOC，如果聚丙烯树脂原料中残留有较多的VOC则由其制成的聚丙烯复合材料中的VOC含量也必然较多；(2)助剂的分解与析出，由于润滑剂、分散剂、光稳定剂、抗氧剂等助剂的稳定性及与聚合物的相容性问题，造成助剂的降解、挥发，产生VOC；(3)材料的光降解和热降解，聚丙烯复合材料在长期的光、热作用下会发生部分分子链断裂、降解，由此产生低分子量挥发性物质。本专利技术使用带酰胺基受阻胺、多哌啶树枝状受阻胺、端烯基受阻胺、双受阻酚结构的受阻胺或哌啶系N-烷氧基取代受阻胺等高分子量稳定剂，这些高分子量稳定剂中有效成分含量高，特殊官能团以及高分子质量使得稳定剂的耐热性、耐抽提性、相容性及稳定性好，能高效的分解氢过氧化物、捕获自由基、猝灭激发态氧，并且稳定剂本身具备低VOC特效，有效基团也具备循环再生功能，从而在加工及长期光热老化情况下能有效防止体系中分子链断裂、物质分解挥发现象的发生，搭配低总碳挥发量的共聚聚丙烯，可达到降低与控制VOC的目的。在聚丙烯组合物中添加0.1-0.3％的该高分子量稳定剂，即可赋予聚丙烯组合物优异的光、热老化性能及加工性能。常规汽车内饰件聚丙烯材料中通常要添加2-5％总份量的抗氧剂、光稳定剂、分散剂、润滑剂等助剂。本专利技术的聚丙烯组合物与常规汽车内饰件聚丙烯材料相比，助剂的添加量大大减少，从而避免了大量低分子助剂添加带来的挤出、注塑、使用过程中的助剂降解、挥发造成的VOC超标的问题。而且，由于添加的高分子量稳定剂具有优异的长期光、热老化性能，本专利技术的聚丙烯组合物材料VOC降低的持久性好。在聚丙烯34.5-88.9份，增韧剂5-20份，聚乙烯1-5份，矿物填料5-40份，高分子量稳定剂0.1-0.5份的重量份配比下，可获得不同密度、高韧、高模量、高流动、耐光热老化的聚丙烯材料，可满足不同主机厂、不同汽车内饰件聚丙烯材料对成型加工、低气味及低VOC等性能的要求。在聚丙烯基体中添加聚乙烯，增韧剂(如POE)与聚乙烯具有协同增韧效果，聚乙烯交错分布于基体中，可起到一定的相容作用，能够部分破坏增韧剂与聚丙烯之间的“岛屿”结构，从而使增韧剂离子在聚丙烯基体中分布更加均匀，进而可以较好的控制材料的刚韧平衡。采用增韧剂复配聚乙烯可使材料保持较好的刚韧平衡，提升材料性价比。而微细粒径矿物填料的添加，使得聚丙烯组合物不仅可满足汽车内饰件材料密度、高模量、低收缩要求，而且可一定程度改善体系组分的分散，尤其是对于低添加量的高分子量稳定剂的分散。上述的低VOC低气味的聚丙烯组合物，优选的，所述高分子量稳定剂的重量份含量为0.1-0.3份，高分子量稳定剂有效成分含量高，添加0.1-0.3％，即可赋予聚丙烯组合物优异的光、热老化性能及加工性能。上述的低VOC低气味的聚丙烯组合物，优选的，所述聚丙烯为低总碳挥发量的共聚聚丙烯，其总碳挥发量≤10μg/g(1g样品测试数据，测试标准VDA277)；在测试温度为230℃，测试负荷为2.16kg条件下，其熔融指数为30-110g/10min。低总碳挥发量的聚丙烯VOC残留少，生产过程中稳定性高，不易降解，从而生产、使用等各个过程V0C产生少，且熔融指数分布范围大，可满足不同成型加工需求的低VOC汽车制件注塑要求。这类聚丙烯材料在聚合时已通过特殊的萃取方法去除了原材料中残余的溶剂及小分子物质，具有低总碳挥发量，在VDA277标准测试下，1g样品测试的总碳挥发量≤10μg，而常规聚丙烯的总碳挥发量一般≥16μg，低总碳挥发量的共聚聚丙烯原料残留的VOC极少，在后续的挤出、注塑、使用过程中产生的VOC也少，从而从聚丙烯原料方面有效地降低了VOC的产生量。上述的低VOC低气味的聚丙烯组合物，优选的，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、三元乙苯橡胶/丙烯-α烯烃共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种。上述的低VOC低气味的聚丙烯组合物，优选的，所述聚乙烯为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或几种。上述的低VOC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低VOC低气味的聚丙烯组合物，其特征在于，该聚丙烯组合物包括以下重量份的组分：其中，所述高分子量稳定剂为带酰胺基受阻胺、多哌啶树枝状受阻胺、端烯基受阻胺、双受阻酚结构的受阻胺、哌啶系N‑烷氧基取代受阻胺中的一种或几种，其相对分子量为2000‑3000。

【技术特征摘要】
1.一种低VOC低气味的聚丙烯组合物，其特征在于，该聚丙烯组合物包括以下重量份的组分：其中，所述高分子量稳定剂为带酰胺基受阻胺、多哌啶树枝状受阻胺、端烯基受阻胺、双受阻酚结构的受阻胺、哌啶系N-烷氧基取代受阻胺中的一种或几种，其相对分子量为2000-3000。2.根据权利要求1所述的低VOC低气味的聚丙烯组合物，其特征在于：所述高分子量稳定剂的重量份含量为0.1-0.3份。3.根据权利要求1所述的低VOC低气味的聚丙烯组合物，其特征在于：所述聚丙烯为低总碳挥发量的共聚聚丙烯，其总碳挥发量≤10μg/g；在测试温度为230℃，测试负荷为2.16kg条件下，其熔融指数为30-110g/10min。4.根据权利要求1所述的低VOC低气味的聚丙烯组合物，其特征在于：所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、三元乙苯橡胶/丙烯-α烯烃共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的低VOC低气味的聚丙烯组合物，其特征在于：所述聚乙烯为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或几种。6.根据权利要求1-5中任一项所述的低VOC低气味的聚丙烯组合物，其特征在于：所述矿物填料为滑石粉、硫酸钡、滑石粉母粒、硫酸钙、硅灰石、云母中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎敏，王雄刚，龙光宝，孟凡地，韩领，吴承然，黄安民，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43