低散发玻纤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一种低散发玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：获取原料聚丙烯树脂、玻璃纤维、相容剂、助剂；将聚丙烯树脂、相容剂、助剂共混，得混合料；将混合料和玻璃纤维喂料至挤出机中并在微波条件下熔融挤出。本发明专利技术将微波引入到复合材料制备中，能够确保热量渗透到聚丙烯大分子和添加剂分子的内部，避免局部过热导致不必要的过度反应，进而有效减少在生产玻纤增强聚丙烯复合材料时聚丙烯或添加剂分解为易挥发有机小分子化合物的量，明显地减少玻纤增强聚丙烯复合材料中有机小分子的散发；工艺简单、绿色环保，无需额外添加降低有机小分子的助剂；也不会对玻纤增强聚丙烯复合材料的性能造成影响。

Low emission glass fiber reinforced polypropylene composite and preparation method thereof

The invention provides a low emission glass fiber reinforced polypropylene composite material and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: obtaining raw material polypropylene resin, glass fiber, compatibilizer and additive; blending polypropylene resin, compatibilizer and additive to obtain mixture; feeding mixture and glass fiber into extruder. And melt extrusion under microwave conditions. The invention introduces microwave into the preparation of composite materials to ensure that heat penetrates into the interior of polypropylene macromolecule and additive molecule, avoids local overheating leading to unnecessary overreaction, and thus effectively reduces the decomposition of polypropylene or additive into volatile organic small molecules in the production of glass fiber reinforced polypropylene composite materials. The amount of the compound obviously reduces the emission of organic small molecules in the glass fiber reinforced polypropylene composites, and the process is simple, green and environmental friendly, without adding additional additives to reduce the organic small molecules; it will not affect the properties of the glass fiber reinforced polypropylene composites.

【技术实现步骤摘要】
低散发玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子复合材料领域，特别是涉及低散发玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
玻纤增强聚丙烯复合材料广泛应用于汽车、家电、电子、医疗器械和包装等行业，经过改性和加工的玻纤增强聚丙烯复合材料在各方面的使用性能上可以满足正常使用要求。然而，聚丙烯复合材料，尤其玻纤增强聚丙烯复合材料在高温加工和使用过程中，会不同程度地散发出含某些难闻或对人体健康有害的挥发性有机化合物(VOC)，尤其在如汽车等密闭环境下更为突出。当汽车里的TVOC达到一定浓度时，驾驶员和乘客可能出现头晕、头疼、疲倦和恶心等症状，严重时会伤害到人体的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退。我国于2012年3月1日开始实施推荐标准——《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T27630-2011)后，汽车内空气质量有了明显改善。由于我国现行推荐标准与国际标准仍存在一定的差距、国内工业水平不断提高以及民众自我保护意识不断增强，我国将于2018年7月1日起将现行的推荐标准作为车用材料的强制标准。因此，开发低散发玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法具有绿色环保的现实意义。目前，生产低散发玻纤增强聚丙烯复合材料常用的方法有五种：第一，选用低散发的聚丙烯树脂和助剂：使用低散发的聚丙烯树脂和助剂时，确实会在一定程度上减少复合材料中有机小分子的散发，但事实上，挤出粒料散发出来的有机小分子化合物含量仍然较大，需要对其进一步处理。第二，在挤出造粒工段增加真空脱挥装置：在螺杆挤出机安装真空装置，使得在挤出造粒过程保持较高的真空度，这种广泛应用于聚丙烯复合材料改性行业的方法加工条件要求苛刻且能耗高，同时单一的真空脱挥装置并不能完全脱出易散发的物质，必须配合其他措施同时使用。第三，在挤出造粒工段对熔融的混合物进行抽提：添加富含低沸点易挥发组分的试剂或直接在挤出造粒工段导入气体(如二氧化碳或氮气)，这种方法一定程度上可以降低易挥发有机小分子化合物的含量，但会明显增加生产成本和生产难度。第四，对挤出粒料进行烘烤：对挤出粒料进行高温(110～140℃)烘烤，使用这种同样广泛应用于聚丙烯复合材料改性行业的方法处理后的粒料的气味确实可以满足下游客户低散发的要求，但加工条件要求苛刻且能耗高，不利于大规模的连续生产；第五，使用气味吸收剂：在聚丙烯复合材料挤出造粒过程中添加各种除味剂，如硅铝酸盐、活性炭、多孔二氧化硅、多孔氧化铝、多孔分子筛或组合而成的混合物，这种方法生产的复合材料在升温情况下容易使有机小分子化合物再次散发出来，且这些无机除味剂与聚丙烯树脂相容性不佳，可能引起材料性能的衰减。因此，有必要提供一种简单、有效的低散发玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法。
技术实现思路
基于此，本申请的目的之一是提供一种低散发玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法。该制备方法，其工艺简单并且能够有效减少玻纤增强聚丙烯复合材料中有机小分子的散发。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种低散发玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：获取原料聚丙烯树脂、玻璃纤维、相容剂、助剂；将聚丙烯树脂、相容剂、助剂共混，得混合料；将所述混合料和玻璃纤维喂料至挤出机中并在微波条件下熔融挤出，造粒，得低散发玻纤增强聚丙烯复合材料。在其中一些实施例中，所述微波的条件包括：微波的温度为130～300℃，微波的功率为0.05～30kW，微波的频率为0.4～280GHz。在其中一些实施例中，所述微波的条件包括：微波的温度为150～280℃，微波的功率为0.2～28kW，微波的频率为0.8～250GHz。在其中一些实施例中，所述微波的条件包括：微波的温度为150℃，微波的功率为28kW，微波的频率为250GHz。在其中一些实施例中，以重量份计，所述聚丙烯复合材料的原料包括：在其中一些实施例中，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、嵌段聚丙烯的一种或多种；所述玻璃纤维为长玻璃纤维或短玻璃纤维的一种或两种；所述相容剂为聚丙烯与不饱和酸或不饱和酸配的接枝物，选自聚丙烯接枝马来酸、聚丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸、聚丙烯接枝丙烯酸酐中的一种或多种；所述助剂为热稳定剂、光稳定剂、润滑剂中的一种或多种。在其中一些实施例中，所述热稳定剂为β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、四(β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、N,N′-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三(2,4-二叔丁基苯二叔丁基苯)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,2′-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)氟代亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酯中的一种或多种；所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂或紫外线吸收剂中的一种或几种；所述润滑剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂、芥酸类中的一种或多种。其中，热稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐热氧老化性能，光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可为受阻胺类光稳定剂或紫外线吸收剂。在其中一些实施例中，所述原料还包括大于零且不超过30份的聚烯烃弹性体、大于零且不超过20份的填料。其中，聚烯烃弹性体可以提高材料的对外来冲击的抵抗能力和最大均匀塑性变形的应力，填料可以提高材料弯曲时的最大应力，两者适宜含量的调整有助于满足材料在不同领域的应用要求。在其中一些实施例中，所述聚烯烃弹性体为乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物的一种或多种；所述填料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、硫酸钡、云母、白炭黑、铝粉、炭黑中的一种或多种；在其中一些实施例中本专利技术的另一目的是提供一种上述制备方法获得的低散发玻纤增强聚丙烯复合材料。本专利技术的原理及相对于现有技术的优点如下：专利技术人在长期理论研究及生产实践中发现，现有的玻纤增强聚丙烯复合材料在挤出造粒过程中采用的是传统加热方式，如电加热、燃料加热、蒸汽加热、太阳能加热等加热方式，这些传统的加热方式主要通过热传导加热物料，这过程容易导致反应物局部过热，诱发生成副产物的过度反应，进而使生产得到的玻纤增强聚丙烯复合材料中易挥发有机小分子化合物含量较高。基于此，本专利技术的制备方法创造性地将微波引入到玻纤增强聚丙烯复合材料制备过程中，特别是通过采用合适的微波温度、微波功率和微波频率，能够确保热量渗透到聚丙烯大分子和添加剂分子的内部，避免局部过热导致不必要的过度反应，进而有效减少在生产玻纤增强聚丙烯复合材料时聚丙烯或其它组份分解为易挥发的有机小分子化合物的量，明显地降低玻纤增强聚丙烯复合材料中易挥发有机小分子化合物的含量；并且，该生产方法工艺简单、绿色环保，无需额外添加降低散发的助剂或工艺；该生产方法也不会对玻纤增强聚丙烯复合材料自身的性能造成影响，且能够促进反应过程易挥发有机小分子化合物的排除，得到低散发的玻纤增强聚丙烯复合材料，可广泛应用于汽车、家电、电子、医疗器械和包装等材料行业。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低散发玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：取原料聚丙烯树脂、玻璃纤维、相容剂、助剂；将聚丙烯树脂、相容剂、助剂共混，得混合料；将所述混合料和玻璃纤维喂料至挤出机中并在微波条件下熔融挤出，造粒，得低散发玻纤增强聚丙烯复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种低散发玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：取原料聚丙烯树脂、玻璃纤维、相容剂、助剂；将聚丙烯树脂、相容剂、助剂共混，得混合料；将所述混合料和玻璃纤维喂料至挤出机中并在微波条件下熔融挤出，造粒，得低散发玻纤增强聚丙烯复合材料。2.根据权利要求1所述的低散发玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述微波的条件包括：微波的温度为130～300℃，微波的功率为0.05～30kW，微波的频率为0.4～280GHz。3.根据权利要求2所述的低散发玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述微波的条件包括：微波的温度为150～280℃，微波的功率为0.2～28kW，微波的频率为0.8～250GHz。4.根据权利要求3所述的低散发玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述微波的条件包括：微波的温度为150℃，微波的功率为28kW，微波的频率为250GHz。5.根据权利要求1所述的低散发玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，以重量份计，所述原料包括：6.根据权利要求5所述的低散发玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯树脂、共聚聚丙烯树脂、嵌段聚丙烯树脂中的一种或多种；所述玻璃纤维为长玻璃纤维或短玻璃纤维的一种或两种；所述相容剂为聚丙烯与不饱和酸或不饱和酸配的接枝物；所述助剂为热稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灿耀，朱国典，杨贵昌，方安平，于海鸥，
申请(专利权)人：广东圆融新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44