本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低氣味改性聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
技術(shù)背景
隨著人們的健康、環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)乘用車內(nèi)異味和醛類、苯類、脂肪烴類低熔點(diǎn)揮發(fā)性有害物質(zhì)(簡(jiǎn)稱VOC)的抱怨越來(lái)越大，今年“3.15”前夕，國(guó)家質(zhì)檢總局發(fā)布了過(guò)去一年里消費(fèi)者有關(guān)汽車產(chǎn)品質(zhì)量的投訴，新車車內(nèi)空氣質(zhì)量已成為投訴的四大焦點(diǎn)問(wèn)題之首。
聚丙烯改性技術(shù)的快速發(fā)展，使得在汽車內(nèi)外飾中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，然而由于聚丙烯在合成過(guò)程中受單體、催化劑、聚合工藝以及降解等影響，聚丙烯樹脂及其制品仍存在不同程度地釋放揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)污染環(huán)境和危害人們身體健康，在實(shí)際使用中受到很多限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種低氣味改性聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
一種低氣味改性聚丙烯復(fù)合材料，其組成原料的重量份為：
所述聚丙烯為均聚聚丙稀、共聚聚丙烯中的至少一種，其在溫度230℃和載荷2.16kg條件下的熔融指數(shù)為3-100g/10min。
所述吸水樹脂為羧甲基化纖維素、羥丙基化纖維素、殼聚糖、羥甲基化淀粉中的一種或兩種以上的混合物。
所述無(wú)機(jī)礦粉為滑石粉、碳酸鈣、玻纖、晶須、硅灰石中至少一種。
所述增韌劑為乙烯類彈性體或苯乙烯類彈性體。
所述加工助劑選自低分子烴類、金屬皂類、硬脂酸復(fù)合酯類和酰胺類加工助劑中的至少一種。
所述熱穩(wěn)定劑母粒選自受阻酚類、受阻胺類、亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑中的至少一種母粒。
所述臭氧水為臭氧的0.1-10mg/kg水溶液。
制備上述的一種低氣味改性聚丙烯復(fù)合材料的方法，包括以下步驟：
(1)制備氣味吸附材料：
將配方中吸水樹脂和臭氧水放入低混機(jī)中，在20-30℃下混合攪拌5-10min，制得氣味吸附材料；
(2)復(fù)合材料的制備：
按配方中重量份比例將聚丙烯、氣味吸附材料、無(wú)機(jī)礦粉、增韌劑、加工助劑進(jìn)行混合均勻后，在長(zhǎng)徑比為35-50：1的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融、混合、分散，再將熱穩(wěn)定劑母粒從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料加入，在170-210℃溫度下進(jìn)行塑化，再通過(guò)雙螺桿擠出造粒，就得到低氣味改性聚丙烯復(fù)合材料。
本發(fā)明的有益效果在于：
1)本發(fā)明引入臭氧，在高溫下氧化低分子醛、酮、胺類和苯類等低分子活性氣味物質(zhì)，可改善聚丙烯復(fù)合材料氣味，降低VOC含量；
2)本發(fā)明引入臭氧，在高溫下分解產(chǎn)生氧氣，可經(jīng)自然排氣口逸出；
3)本發(fā)明引入臭氧水溶液，在高溫下水溶液汽化產(chǎn)生大量水蒸氣，在熔體壓力下形成超臨界，可進(jìn)一步萃取聚丙烯復(fù)合材料中低分子，改善聚丙烯復(fù)合材料氣味，降低VOC含量。
具體實(shí)施方式：
下面給出實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明的所有組成均為現(xiàn)有的市售產(chǎn)品，其中：
增韌劑為乙烯類彈性體或苯乙烯類彈性體，如聚乙烯(PE)、乙烯-辛烯聚合物(POE)、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物(EPDM)等。
加工助劑選自低分子烴類、金屬皂類、硬脂酸復(fù)合酯類和酰胺類加工助劑中的至少一種。主要指硬脂酸鈣(Ca-St2)、乙撐雙硬脂酰胺(EBS)、改性乙撐雙硬脂酰胺(TAF)等。
熱穩(wěn)定劑選自受阻酚類、受阻胺類、亞磷酸酯類中的至少一種，其中受阻酚類熱穩(wěn)定劑有2，6-三級(jí)丁基-4-甲基苯酚、雙(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚或四〔β-(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯(1010)等母粒；亞磷酸脂類熱穩(wěn)定劑有三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(168)、三辛酯、三癸酯或三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯；受阻胺類熱穩(wěn)定劑有萘胺、二苯胺、對(duì)苯二胺等母粒。
在本發(fā)明中，低氣味改性聚丙烯復(fù)合材料的制備采用下述方法：
(1)制備氣味吸附材料：
將配方中吸水樹脂和臭氧水放入低混機(jī)中，在20-30℃下混合攪拌5-10min，制得氣味吸附材料；
(2)復(fù)合材料的制備：
按配方中重量份比例將聚丙烯、氣味吸附材料、無(wú)機(jī)礦粉、增韌劑、加工助劑進(jìn)行混合均勻后，在長(zhǎng)徑比為35-50：1的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融、混合、分散，再將熱穩(wěn)定劑母粒從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料加入，在170-210℃溫度下進(jìn)行塑化，再通過(guò)雙螺桿擠出造粒，就得到低氣味改性聚丙烯復(fù)合材料。
一、實(shí)施例和對(duì)比例的配方及制備參數(shù)
下面的具體實(shí)施例1－5均是采用上述制備方法進(jìn)行制備低氣味改性聚丙烯復(fù)合材料，不作累述。
實(shí)施例1：
本實(shí)施例先將配方中吸水樹脂和臭氧水放入低混機(jī)中，在20-30℃下混合攪拌5-10min，制得氣味吸附材料；再采用長(zhǎng)徑比為50:1雙螺桿擠出機(jī)，將聚丙烯、氣味吸附材料、無(wú)機(jī)礦粉、增韌劑、加工助劑在此擠出機(jī)中進(jìn)行熔融、混合、分散，最后將熱穩(wěn)定劑母粒從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料加入，在170-210℃溫度下進(jìn)行塑化并擠出造粒即得產(chǎn)品。
實(shí)施例2：
本實(shí)施例先將配方中吸水樹脂和臭氧水放入低混機(jī)中，在20-30℃下混合攪拌5-10min，制得氣味吸附材料；再采用長(zhǎng)徑比為35:1雙螺桿擠出機(jī)，將聚丙烯、氣味吸附材料、無(wú)機(jī)礦粉、增韌劑、加工助劑在此擠出機(jī)中進(jìn)行熔融、混合、分散，最后將熱穩(wěn)定母粒從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料加入，在170-210℃溫度下進(jìn)行塑化并擠出造粒即得產(chǎn)品。
實(shí)施例3：
本實(shí)施例先將配方中吸水樹脂和臭氧水放入低混機(jī)中，在20-30℃下混合攪拌5-10min，制得氣味吸附材料；再采用長(zhǎng)徑比為40:1雙螺桿擠出機(jī)，將聚丙烯、氣味吸附材料、無(wú)機(jī)礦粉、增韌劑、加工助劑在此擠出機(jī)中進(jìn)行熔融、混合、分散，最后將熱穩(wěn)定劑母粒從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料加入，在170-210℃溫度下進(jìn)行塑化并擠出造粒即得產(chǎn)品。
實(shí)施例4：
本實(shí)施例先將配方中吸水樹脂和臭氧水放入低混機(jī)中，在20-30℃下混合攪拌5-10min，制得氣味吸附材料；再采用長(zhǎng)徑比為40:1雙螺桿擠出機(jī)，將聚丙烯、氣味吸附材料、無(wú)機(jī)礦粉、增韌劑、加工助劑在此擠出機(jī)中進(jìn)行熔融、混合、分散，最后將熱穩(wěn)定劑母粒從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料加入，在170-210℃溫度下進(jìn)行塑化并擠出造粒即得產(chǎn)品。
實(shí)施例5：
本實(shí)施例先將配方中吸水樹脂和臭氧水放入低混機(jī)中，在20-30℃下混合攪拌5-10min，制得氣味吸附材料；再采用長(zhǎng)徑比為40:1雙螺桿擠出機(jī)，將聚丙烯、氣味吸附材料、無(wú)機(jī)礦粉、增韌劑、加工助劑在此擠出機(jī)中進(jìn)行熔融、混合、分散，最后將熱穩(wěn)定劑母粒從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料加入，在170-210℃溫度下進(jìn)行塑化并擠出造粒即得產(chǎn)品。
對(duì)比例1：
本對(duì)比例采用長(zhǎng)徑比為40:1雙螺桿擠出機(jī)，將聚丙烯、吸水樹脂、無(wú)機(jī)礦粉、增韌劑、加工助劑在此擠出機(jī)中進(jìn)行熔融、混合、分散，再將熱穩(wěn)定劑母粒從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料加入，在170-210℃溫度下進(jìn)行塑化并擠出造粒即得產(chǎn)品。
對(duì)比例2：
本對(duì)比例采用長(zhǎng)徑比為40:1雙螺桿擠出機(jī)，將聚丙烯、吸水樹脂、無(wú)機(jī)礦粉、增韌劑、加工助劑在此擠出機(jī)中進(jìn)行熔融、混合、分散，再將熱穩(wěn)定劑母粒從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料加入，在170-210℃溫度下進(jìn)行塑化并擠出造粒即得產(chǎn)品。
二、實(shí)施例和對(duì)比例的測(cè)試結(jié)果
將上述實(shí)施例1-5和對(duì)比例1-2制得的樣品按照統(tǒng)一工藝注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條后進(jìn)行測(cè)試，其中拉伸強(qiáng)度的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是ISO527/2-93，單位MPa；彎曲模量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是ISO178/2-93，單位MPa；23℃缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是ISO179/2-93，單位kJ/m2。氣味評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)分為：1級(jí)：無(wú)氣味，2級(jí)：有氣味，但無(wú)干擾性氣味，3級(jí)：有明顯氣味，但無(wú)干擾性氣味，4級(jí)：有干擾性氣味，5級(jí)：有強(qiáng)烈干擾性氣味，6級(jí)：有不能忍受的氣味。VOC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)TS-BD-003-2012,測(cè)試采用2000L袋子法。其具體物性指標(biāo)如下表所示：
表1：實(shí)施例和對(duì)比例物性數(shù)據(jù)
從實(shí)施例1-5和對(duì)比例1-2的數(shù)據(jù)可以看出，改性聚丙烯復(fù)合材料滿足汽車主機(jī)廠對(duì)氣味≤3.5級(jí)別的要求，同時(shí)，也大大降低了TVOC和苯類、醛類低分子揮發(fā)物的含量。
以上所述實(shí)施方式僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。