一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料及其制备方法，主喂料口进料由以下重量百分比计的原料组成：聚丙烯树脂12％

【技术实现步骤摘要】
一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料及其制备方法


[0001]本专利涉及一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料的制备方法，具体地说，涉及到一种低气味、低散发、低雾度的长玻纤增强再生聚丙烯材料的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，“低碳环保型材料”的使用价值和应用前景受到越来越多人的关注。随着政府“绿色可持续循环经济”的发展政策引导以及人们对于“塑料污染”的重视度日益提升，如何“变废为宝”，并实现“废弃塑料再生可循环利用”已经成为研究人员们的一大热门研究领域。有些科研人员将目光锁定在长玻璃纤维增强聚丙烯材料。它是一种通过拉挤成型的方法制备出来的复合材料，相比较短玻纤增强聚丙烯材料，因其注塑制品内玻纤保留长度分布的重均、数均平均长度指标数据更佳，在制品内形成了完整的三维网状结构，因此在承载负荷时具有更加优异的耐疲劳性能、抗冲击性能、刚性、热变形温度、尺寸稳定性以及蠕变等性能优势，再加上它在众多工程塑料家族中的巨大成本优势，因此广泛应用在汽车内饰的仪表板骨架、副仪表板骨架、天窗骨架等结构件、家电的洗衣机滚筒、壳体等产品上。
[0003]据统计，截止2022年，终端消费品已开发出数十万吨的长玻纤增强聚丙烯材料的市场需求，形成了数百亿的市场规模。如果能够将“废旧塑料”应用在“长玻纤增强聚丙烯材料”中，开发出长玻纤增强再生聚丙烯材料，这将会成为消耗“塑料污染”的一条重要途径。通过这条全新的供应链体系，也能为实现“循环低碳经济”的总战略目标贡献力量。
[0004]目前，废旧塑料在循环利用的过程中，面临的棘手问题之一就是散发物较多，气味较差，特别是针对大多数应用在汽车内饰的长玻纤增强聚丙烯材料，散发问题更加突出。这些“隐形的敌人”降低了乘客舱的空气质量，可能引发头疼、呼吸道炎症、神经类疾病，严重威胁着驾乘人员的身体健康。因此，开发出具有低挥发物特点的长玻纤增强再生聚丙烯材料具有非常重要的研究意义，这也符合众多主机厂、零部件供应商的用材需求。
[0005]低气味、低散发类材料的主要技术途径有以下几种：(1)物理吸附，即通过无机多孔结构的材料，利用较大的表面能，吸附这些挥发性的小分子物质。(2)化学键合：即助剂分子与小分子挥发物形成分子量较大的物质，并通过挤出机的自然排气孔、真空孔以及后处理设备的循环换气装置等实现脱离。(3)遮蔽剂，通过加入一些芳香剂，开发出消费者容易接受的一些味型。(4)其他工艺提升，如设置多阶真空孔、后处理工艺装备及参数的优化等方法。
[0006]中国专利CN103030885B使用人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐或者天然沸石作为低散发助剂，制备出低散发、高性能的长玻璃纤维增强聚丙烯材料。专利CN104262782B使用一种以聚丙烯为载体的聚合物表面活性水性溶液作为助挥剂，并在挤出螺杆上将传统输送块元件更换成大导程72/72mm以上的SME元件，同时设置多个排气口，从而制备出一种超低散发玻纤增强聚丙烯复合材料。专利CN103910938B使用淀粉作为低散发助剂，通过淀粉中的水分在熔融加工过程中汽化，将聚丙烯回料中能够产生气味的小分子
物质带出材料内部，从而得到低气味的聚丙烯回收材料。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了提供一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料，以解决现有技术的上述技术问题。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0009]一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料，主喂料口进料由以下重量百分比计的原料组成：
[0010]聚丙烯树脂12％
‑
62％；
[0011]再生聚丙烯树脂10％
‑
30％；
[0012]连续长玻璃纤维20％
‑
50％；
[0013]相容剂4％；
[0014]抗氧剂2％；
[0015]润滑剂2％。
[0016]在该配方体系中：
[0017]所述的聚丙烯树脂特征为茂金属催化剂体系生产的均聚或共聚聚丙烯，熔融指数在60g/10min到100g/10min范围。相比较最常用的Ziegler
‑
Natta催化剂体系，具有更窄的分子量分布宽度，更稳定的催化剂体系，更低的催化剂残留。
[0018]所述的再生聚丙烯树脂特征为透明，无其他色粉杂质，且经过清洗、破碎、挤出造粒等处理工序。粒料的透明度可达到70％，能达到常规聚丙烯树脂的基础力学性能指标，再生料主要来源于餐盒、家具、日常生活用品等。
[0019]所述的连续长玻璃纤维特征为单丝直径细，且玻纤表面涂覆一层浸润剂，包括硅烷偶联剂、成膜剂等，这有利于玻纤的生产加工以及树脂与玻纤间的界面结合。其中，单丝直径14μm，线密度为1200Tex或者2400Tex。
[0020]所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯类的聚合物，具有低气味，高接枝率，在整个复合材料体系中起到增加相容性的作用。
[0021]所述的抗氧剂主要由受阻酚类的主抗氧剂和亚磷酸酯类或硫代酯类的辅助抗氧剂组成，其特征为分子量大、热稳定性高，在熔融受热过程中不易分解产生挥发性的小分子物质。
[0022]所述的润滑剂体系主要成分为硅酮类化合物，其特征为硅酮含量高，分子量大，它的主要作用是在加工过程中，有效减少聚合物分子链间的摩擦作用，从而避免聚合物因断链而产生一些小分子挥发物。
[0023]还包括有助挥发混合溶液，其配方为：
[0024]蒸馏水70％
‑
80％；
[0025]乙醇10％
‑
20％；
[0026]反应型助挥剂5％；
[0027]纳米二氧化硅4％；
[0028]纳米分散剂1％。
[0029]在该助挥发混合溶液配方体系中：
[0030]所述的蒸馏水又称去离子水，满足工业级标准的要求。
[0031]所述的乙醇纯度为99％，满足工业级标准的要求。
[0032]所述的反应型助挥剂具有活性的官能团，它能螯合材料在熔融加工过程中产生的醇类、醚类、胺类、硫类等小分子挥发物，形成稳定的大分子化合物，从而改善材料的气味，包括蓖麻油、超支化聚合物(聚醚、聚丙烯)等。
[0033]所述的纳米二氧化硅的微观粒径尺寸在200
‑
300nm左右，具有窄的粒径宽度分布，无毒无味无污染，具有良好的化学惰性。
[0034]所述的纳米分散剂为低碳醇类物质，它们主要与纳米二氧化硅的羟基发生作用，降低SiO2表面的羟基数量，从而减少团聚，起到分散纳米粒子的作用。包括丁醇、戊醇、三乙醇胺等。
[0035]本专利技术还提供了上述长玻纤增强再生聚丙烯材料的制备方法，其步骤为：
[0036](1)主喂料口混合物的制备：将聚丙烯树脂、再生聚丙烯树脂、聚丙烯接枝马来酸酐相容剂、抗氧剂、润滑剂等按照相应的质量比例，投入到高速搅拌机中混料，设定混合时间10min，混料转速500r/min本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料，其特征在于：主喂料口进料由以下重量百分比计的原料组成：聚丙烯树脂12％
‑
62％；再生聚丙烯树脂10％
‑
30％；连续长玻璃纤维20％
‑
50％；相容剂4％；抗氧剂2％；润滑剂2％。2.根据权利要求1所述的一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂特征为茂金属催化剂体系生产的均聚或共聚聚丙烯，熔融指数在60g/10min到100g/10min范围。3.根据权利要求1所述的一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料，其特征在于：所述的再生聚丙烯树脂特征为透明，无其他色粉杂质，且经过清洗、破碎、挤出造粒等处理工序；粒料的透明度达到70％。4.根据权利要求1所述的一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料，其特征在于：所述的连续长玻璃纤维特征为单丝直径细，且玻纤表面涂覆一层浸润剂，包括硅烷偶联剂、成膜剂；其中，单丝直径14μm，线密度为1200Tex或者2400Tex。5.根据权利要求1所述的一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯类的聚合物；所述的抗氧剂主要由受阻酚类的主抗氧剂和亚磷酸酯类或硫代酯类的辅助抗氧剂组成；所述的润滑剂体系主要成分为硅酮类化合物。6.根据权利要求1所述的一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料，其特征在于：还包括有助挥发混合溶液，其配方为：蒸馏水70％
‑
80％；乙醇10％
‑
20％；反应型助挥剂5％；纳米二氧化硅4％；纳米分散剂1％。7.根据权利要求6所述的一种具有低挥发有机物特点长玻纤增强再生聚丙烯材料，其特征在于：所述的纳米二氧化硅的微观粒径尺寸在200
‑
300nm。8.根据权利要求6所述的一种具有低...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫浩，张杨，张中伟，王正，叶清，王凤，王溢，张锴，蔡青，蔡莹，周文，
申请(专利权)人：浙江普利特新材料有限公司重庆普利特新材料有限公司上海普利特化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：