低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，由以下重量份的原料制备而成：聚丙烯60‑90重量份，短玻纤增强体5‑40重量份，界面相容剂3‑10重量份，第一除味剂1‑5重量份，第二除味剂1‑5重量份以及抗氧剂0.1‑1重量份。本发明专利技术还提供了上述玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法。本发明专利技术在材料填充中使用玻璃纤维进行改性，并且在界面相容剂和除味剂的共同的辅助下，在进一步提高材料的力学特性的同时，更能有效的控制复合材料气味，尤其在高含量的玻纤体系中表现突出，与在低玻纤含量中的气味等级没有多大差别。

Low odor glass fiber reinforced polypropylene composite and preparation method thereof

The invention provides a low odor glass fiber reinforced polypropylene composite made from raw material of the following weight parts: Polypropylene 60, 90 weight, short glass fiber reinforced 5, 40 weight, 3 interfacial compatibilizer 10 weight, first deodorant 1 5 weight, second deodorant 1, 5 weight and antioxidant 0.1 1 weight. The invention also provides a preparation method of the glass fiber reinforced polypropylene composite material. The invention is modified by using glass fiber in material filling, and with the help of interfacial compatibilizer and deodorant, it is more effective in controlling the odor of composite material, especially in the high content glass fiber system, and the odor in the low glass fiber content, with the help of the interfacial compatibilizer and deodorant. There is not much difference in grade.

【技术实现步骤摘要】
低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，涉及一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，具体来说是一种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯PP是一种广泛应用的通用塑料，具有优良的综合性能及成型加工型、相对低廉的价格，在塑料中占有主导的地位，广泛的应用于日常生活之中。加入玻纤体系能有效的弥补聚丙烯的性能缺陷，从而进一步降低成本。随着目前汽车轻量化的趋势下，使用玻纤增强聚丙烯体系已越来越多的应用是汽车的各个零件中，比如前段框架，保险杠等等。越来越多的玻纤增强聚丙烯体系进入到汽车中，带来的是另一个问题——气味以及VOC。随着《乘用车空气内部质量标准》政策的出台，气味以及VOC已经是各大主机厂甚至对于普遍群众是一个绕不过去的坎。汽车内部是一个密封的环境，其内部个零件散发的气味以及挥发的小分子物质几乎无法有效、迅速的排放到室外，只能被其内部的人员所吸收，带来一系列的隐患。科学表明VOC中的有些物质会对人体和环境造成直接危害，例如，VOC的高含量会对人们的视觉和听觉等感官神经造成损害，长期处于这类环境中甚至会引起神经质或忧郁症；再例如，甲醛能够刺激人的咽部和肺部，引起呼吸困难、头疼、胸闷，甚至引发肺气肿等。传统的解决方法如CN201310308220.6中所述的使用纳米氧化锌和纳米二氧化钛通过改变质量比例的添加量来并且通过真空抽出来达到低气味、低VOC的解决方法，虽然能达到其理想的效果，但是纳米氧化锌以及纳米二氧化钛的价格昂贵，通过添加这两种助剂来达到低气味、低VOC的效果在实际工厂生产中并不可行，不仅如此，通过这种方法只能将一些沸点较低的小分子物质抽出，其余沸点较高的物质还存留在材料中，并不能真正根除；CN201010543461.5也用了类似的解决方法，使用复配的除味剂来达到去味、低VOC的目的，但使用蓖麻油酸锌作为主导的去味剂对于去除硫类的小分子有显著的作用，对于其他的小分子如苯类，醛酮类的有效性仍有待考究，因此并不能真正达到低气味、低VOC要求的玻纤增强聚丙烯。
技术实现思路
针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，所述的这种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料要解决现有技术中的玻纤增强聚丙烯中气味以及VOC含量较高的技术问题。本专利技术提供了一种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，由以下重量份的原料制备而成：所述的第一除味剂为载有沸点为80-100℃或挥发温度为90～180℃的液体萃取剂的发泡聚乙烯母粒，在第一除味剂中，所述的液体萃取剂的重量份为40％～85％，所述的第二除味剂为负载反应型除味剂的多孔吸附剂。进一步的，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯，在230℃、2.16Kg的测试条件下，所述的聚丙烯的熔融指数为10～70g/10min。进一步的，所述的玻璃纤维选自截面呈圆形短切玻璃纤维、截面呈椭圆形短切玻璃纤维或者截面呈三角形短切玻璃纤维中一种或两种以上的组合，所述的玻璃纤维的直径为7～13um，短切长度为3～4.5um。进一步的，所述的界面相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯PP-MAH，其接枝率为1.0％。进一步的，所述的抗氧剂为1010、168、DSTP中的一种或两种以上的组合。进一步的，所述的液体萃取剂为水、六甲基二硅烷、六甲基二硅氧烷、三乙基桂醇、八甲基三硅氧烷中的一种或两种以上的组合。进一步的，所述的反应型除味剂为乙二胺四乙酸盐、亚甲基三胺五(亚甲基磷酸)、乙二胺四(亚甲基磷酸)、2,4-二硝基苯肼中的一种或两种以上的组合。进一步的，所述的多孔吸附剂为比面积在300～900m2/g、孔径范围在12～23nm的纳米介孔二氧化硅或13X型沸石分子筛。本专利技术还提供了上述的一种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)先按如下重量份称取聚丙烯、玻璃纤维、界面相容剂、第一除味剂、第二除味剂、抗氧剂；2)将聚丙烯、界面相容剂、第一除味剂、第二除味剂、抗氧剂混合均匀，得到混合原料；3)将上述混合原料干燥后，置于啮合同向双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内，将玻璃纤维从侧喂料口加入到挤出机中，挤出机螺杆直径为35mm，长径比L/D为35，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：70℃、190℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃，主机转速为150转/分钟，经熔融挤出、冷却、造粒、烘干处理，制得低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。通过本专利技术的技术方案制备得到的低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，在几乎不影响其力学性能的同时，能有效的减少材料的VOC含量值，并能降低其气味等级，加入的除味剂均不会对材料性能有所影响，在高玻纤体系中甚至有所提升，也不会残留于材料内部，应对了对于改性材料本身的性能指标要求。本专利技术的侧重点在于在配方体系中使用了两种类型的除味剂，而主要针对于配方体系中的相容剂小分子，玻纤增加量的不同，其相容剂的添加量也不同，含有的小分子的量也随之改变，同时玻璃纤维较矿物填充相比，与螺杆之间的摩擦更为剧烈，由此带来的熔体温度也更高，使得聚丙烯树脂的分解也更为剧烈，进一步加剧了玻纤增强聚丙烯的气味等级以及VOC含量。不仅如此，一些其他助剂的加入如抗氧剂等，也会带来一些小分子物质的分解，这些小分子物质的分解共同影响了复合材料的气味以及VOC含量值。本专利技术使用的两种不同体系的除味剂，在传统除味剂的基础上，增加了一种聚合性的除味剂，能将分散在材料中的小分子物质首先聚合起来，再通过第二种萃取型的除味剂，将聚合而成的小分子物质从复合材料中萃取出来，再通过抽真空的方式脱离于材料，同时可以使相容剂小分子进行二次接枝，在达到低气味、低VOC的效果的同时，还能少量提升复合材料的力学性能。本专利技术在材料填充中使用玻璃纤维进行改性，并且在界面相容剂和除味剂的共同的辅助下，在进一步提高材料的力学特性的同时，更能有效的控制复合材料气味，尤其在高含量的玻纤体系中表现突出，与在低玻纤含量中的气味等级没有多大差别。本专利技术和已有技术相比，其技术进步是显著的，本专利技术的产品在传统的玻纤增强聚丙烯体系的基础上，通过添加两种不同类型的除味剂，相辅相成来打到低气味、低VOC的效果，这两种除味剂的价格低廉，在市场上都能够买到，是一种能贴合实际，应用于生产的低气味、低VOC玻纤增强的聚丙烯，同时不影响材料的物理性能，在高玻纤的体系中其力学性能还能有所提升。具体实施方式下面通过具体的实施方式对本专利技术做进一步的说明，所述实施例仅用于说明本专利技术而不是对本专利技术的限制。本专利技术实施例所用原料：PP:均聚聚丙烯，上海石化，熔融指数MFR为60g/10min，(230℃、2.16Kg)。短切玻纤：ECS-305H，直径为13um，短切长度4.5mm，重庆玻纤CPIC。界面相容剂：马来酸酐接枝聚丙烯CMG-5001，南通日之升新材料有限公司，化学测试接枝率为0.8％。第一除味剂：有效物质液体萃取剂重量份在40％～85％的发泡聚乙烯母粒，所述的液体萃取剂为水。第二除味剂：将2,4-二硝基苯肼配制成含有2,4-二硝基苯肼质量百分比浓度为2～5％的乙醇溶液，量取，加入13X型沸石分子筛，所述的13X型沸石分子筛和乙醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于由以下重量份的原料制备而成：聚丙烯                          60~90重量份；玻璃纤维                        5~35重量份；界面相容剂                      3~10重量份；第一除味剂                      1~3重量份；第二除味剂                      1~3重量份；抗氧剂                          0.1~1重量份；所述的第一除味剂为载有沸点为80‑100℃或挥发温度为90~180℃的液体萃取剂的发泡聚乙烯母粒，在第一除味剂中，所述的液体萃取剂的重量份为40%~85%，所述的第二除味剂为负载反应型除味剂的多孔吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于由以下重量份的原料制备而成：聚丙烯60~90重量份；玻璃纤维5~35重量份；界面相容剂3~10重量份；第一除味剂1~3重量份；第二除味剂1~3重量份；抗氧剂0.1~1重量份；所述的第一除味剂为载有沸点为80-100℃或挥发温度为90~180℃的液体萃取剂的发泡聚乙烯母粒，在第一除味剂中，所述的液体萃取剂的重量份为40%~85%，所述的第二除味剂为负载反应型除味剂的多孔吸附剂。2.根据权利要求1所述的一种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯，在230℃、2.16Kg的测试条件下，所述的聚丙烯的熔融指数为10~70g/10min。3.根据权利要求1所述的一种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维选自截面呈圆形短切玻璃纤维、截面呈椭圆形短切玻璃纤维或者截面呈三角形短切玻璃纤维中一种或两种以上的组合，所述的短玻璃纤维的直径为7~13um，短切长度为3~4.5um。4.根据权利要求1所述的一种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的界面相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯PP-MAH，其接枝率为1.0%。5.根据权利要求1所述的一种低气味的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为1010、168、DSTP中的一种或两种以上的组合。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张逸冰，屈国梁，黄志杰，王海华，付光，
申请(专利权)人：中广核俊尔上海新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31