一種低voc聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低VOC聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，其中低VOC聚丙烯復(fù)合材料由以下原料按重量百分比組成：聚丙烯45?79.5％，無(wú)機(jī)填料12?30％、增韌劑3?7％、煅燒硅藻土5?15％、穩(wěn)定劑0.2?2％，其它添加劑0?5％。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1、使用煅燒硅藻土作為聚丙烯復(fù)合材料的VOC吸附劑，可以大幅度降低材料的VOC散發(fā)，制備方法簡(jiǎn)單，易于批量化生產(chǎn)。2、煅燒硅藻土比起其他分子篩類合成吸附劑，成本大幅降低，吸附效果良好。
【專利說(shuō)明】
一種低voc聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚丙烯復(fù)合材料，具體為低V0C聚丙烯復(fù)合材料，以及這種復(fù)合材 料的制備方法，屬于聚合物改性和加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] V0C指揮發(fā)性有機(jī)化合物，V0C即揮發(fā)性有機(jī)化合物，對(duì)人體健康有巨大影響。當(dāng)居 室中的V0C達(dá)到一定濃度時(shí)，短時(shí)間內(nèi)人們會(huì)感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn) 抽搐、昏迷，并會(huì)傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，造成記憶力減退等嚴(yán)重后果。隨 著人們對(duì)室內(nèi)和車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量的重視，我國(guó)已出臺(tái)室內(nèi)和車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，主要包括苯 類和醛酮類化合物的含量限定。
[0003] 聚丙烯具有良好的加工性能和物理、化學(xué)性能，極低的密度，以及相對(duì)低廉的價(jià) 格，而被廣泛應(yīng)用于家電、汽車(chē)等行業(yè)，是目前增長(zhǎng)速度最快的通用熱塑性塑料，也是汽車(chē) 上用量最大的的塑料。
[0004] 硅藻土是一種硅質(zhì)巖石，主要成分是Si02，顯微鏡下可觀察到硅藻土的特殊多孔 性構(gòu)造，這種微孔結(jié)構(gòu)是硅藻土具有特征理化性質(zhì)的原因。用硅藻土添加到涂料中用于消 光及吸附異味，在國(guó)外已應(yīng)用多年，國(guó)內(nèi)企業(yè)逐漸意識(shí)到硅藻土應(yīng)用到涂料及硅藻泥中的 優(yōu)異表現(xiàn)。而對(duì)塑料中的有機(jī)揮發(fā)物的吸附作用卻研究較少。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)下，聚丙烯的低V0C改性，大多通過(guò)添加合成分子篩的吸附效果來(lái)實(shí)現(xiàn)， 成本高昂。而隨著硅藻土產(chǎn)品的平均粒徑不斷減小，煅燒工藝實(shí)現(xiàn)了更高的純度和穩(wěn)定性， 同時(shí)價(jià)格低廉，在塑料中作為有機(jī)揮發(fā)物的吸附劑已成為可能。
[0006] 而通過(guò)共混改性的方式，加入合適的煅燒硅藻土，通過(guò)多孔結(jié)構(gòu)吸附有機(jī)揮發(fā)物， 即可以大幅度降低聚丙烯復(fù)合材料的V0C散發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于開(kāi)發(fā)一種低成本、易于批量制造的低V0C聚丙烯復(fù)合材料。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是為了提供這種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。
[0009] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0010] 一種低V0C聚丙烯復(fù)合材料，由下列重量百分比的原料組成： 聚丙烯 45-79. 5%， 無(wú)機(jī)填料 12-30%， 增韌劑 3-7%,
[0011] 煅燒娃藻土 5-15.%， 穩(wěn)定劑 Q. 2-2.%， 其它添加劑 0-滿。
[0012] 其中，所述的聚丙烯為熔體流動(dòng)速率(230°CX2.16kg)在0.5-60g/10min之間的均 聚丙烯或嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚單體常見(jiàn)為乙烯，其含量在4-10m 〇l%范 圍內(nèi)。
[0013] 所述無(wú)機(jī)填料為滑石粉、碳酸鈣和硫酸鋇中的一種或以上的組合物，其平均粒徑 為1 -20μηι;優(yōu)選平均粒徑為1 -1 Ομπι的滑石粉。
[0014]所述增韌劑為任何合適的乙烯-辛烯共聚物（Ρ0Ε)，熔體流動(dòng)速率（230 °C X 2.16kg)S〇.5-50g/10min。
[0015] 所述的煅燒硅藻土平均粒徑為3-50μπι，優(yōu)選平均粒徑為3-10μπι的煅燒硅藻土。
[0016] 所述穩(wěn)定劑包括主抗氧劑和輔助抗氧劑，其中主抗氧劑為受阻酚或硫酯類抗氧 劑，包括但不限于3114(化學(xué)名稱為1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)-1，3，5-三嗪-2， 4,6[1!1，3!1，5!1]三酮）、1〇1〇(化學(xué)名稱為四[0-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇 酯）和DSTP(化學(xué)名稱為硫代二丙酸硬脂醇酯）中的一種或以上的組合物;輔助抗氧劑為亞 磷酸鹽或酯類抗氧劑，包括但不限于618(化學(xué)名稱為雙十八烷基季戊四醇雙亞磷酸酯）和 168(化學(xué)名稱為亞磷酸三(2,4_二叔丁基苯)酯）中的一種或兩種組合。
[0017] 所述其它添加劑包括本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為所需的著色劑、成核劑、交聯(lián)劑、表面活 性劑、增塑劑、偶聯(lián)劑、阻燃劑、光穩(wěn)定劑、加工助劑、抗靜電助劑、抗微生物助劑、潤(rùn)滑劑中 的一種或兩種以上的組合物。
[0018] 上述低V0C聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其步驟如下：
[0019] 1)按重量配比稱取原料；
[0020] 2)將聚丙烯、無(wú)機(jī)填料、增韌劑、煅燒硅藻土、穩(wěn)定劑和其它添加劑在高速混合器 中干混3-15分鐘，將混合后的原料從螺桿尾部主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)熔融擠出后 冷卻造粒;其中螺筒內(nèi)溫度為：一區(qū)200-230 °C，二區(qū)200-230°C，三區(qū)200-230°C，四區(qū)200-230 °C，機(jī)頭200-230 °C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為100-1000轉(zhuǎn)/分。
[0021] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0022] 1、使用煅燒硅藻土作為聚丙烯復(fù)合材料的V0C吸附劑，可以大幅度降低材料的V0C 散發(fā)，制備方法簡(jiǎn)單，易于批量化生產(chǎn)。
[0023] 2、煅燒硅藻土比起其他分子篩類合成吸附劑，成本大幅降低，吸附效果良好。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求書(shū)中提 出，不受這些實(shí)施例的限制。
[0025] 在實(shí)施例及對(duì)比例的復(fù)合材料配方中，所用聚丙烯為熔體流動(dòng)速率（230°C X 2.16kg)3-40g/10min的嵌段共聚丙稀。
[0026] 所用無(wú)機(jī)填料為平均粒徑4μπι的滑石粉。
[0027]所用增韌劑為DOW公司的乙烯-辛烯共聚物Ρ0Ε 8180。
[0028]所用的煅燒硅藻土平均粒徑4.5μπι。
[0029]所用穩(wěn)定劑為英國(guó)ICE公司的Negonox DSTP(化學(xué)名稱為硫代二丙酸硬脂醇酯）、 Ciba公司的Irganox 1010(化學(xué)名稱為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇 酯）、以及(^讓3公司的]^瓜;1；'〇8168(化學(xué)名稱為亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯）。
[0030] 所用其它添加劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為所需的著色劑、成核劑、發(fā)泡劑、表面活性 劑、增塑劑、偶聯(lián)劑、阻燃劑、光穩(wěn)定劑、加工助劑、抗靜電助劑、抗微生物助劑、潤(rùn)滑劑中的 一種或以上的組合物。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 按重量百分比稱取聚丙烯74.5%、滑石粉15%、Ρ0Ε 8180為5%、煅燒硅藻土5%、 Irganox 1010為0.1%、Igrafos 168為0.1%、Negonox DSTP為0.3%，在高速混合器中干混 5分鐘，將混合后的原料由螺桿尾部主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，其中螺筒 內(nèi)溫度為:一區(qū)220 °C，二區(qū)220 °C，三區(qū)220°C，四區(qū)220 °C，機(jī)頭210 °C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為 500轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。
[0033] 實(shí)施例2
[0034] 按重量百分比稱取聚丙烯69.5%、滑石粉15%、Ρ0Ε 8180為5%、煅燒硅藻土 10%、 Irganox 1010為0.1%、Igrafos 168為0.1%、Negonox DSTP為0.3%，在高速混合器中干混 5分鐘，將混合后的原料由螺桿尾部主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，其中螺筒 內(nèi)溫度為:一區(qū)220 °C，二區(qū)220 °C，三區(qū)220°C，四區(qū)220 °C，機(jī)頭210 °C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為 500轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。
[0035] 實(shí)施例3
[0036] 按重量百分比稱取聚丙烯64.5%、滑石粉15%、Ρ0Ε 8180為5%、煅燒硅藻土 15%、 Irganox 1010為0.1%、Igrafos 168為0.1%、Negonox DSTP為0.3%，在高速混合器中干混 5分鐘，將混合后的原料由螺桿尾部主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，其中螺筒 內(nèi)溫度為:一區(qū)220 °C，二區(qū)220 °C，三區(qū)220°C，四區(qū)220 °C，機(jī)頭210 °C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為 500轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。
[0037] 實(shí)施例4
[0038] 按重量百分比稱取聚丙烯49.5%、滑石粉30%、Ρ0Ε 8180為5%、煅燒硅藻土 15%、 Irganox 1010為0.1%、Igrafos 168為0.1%、Negonox DSTP為0.3%，在高速混合器中干混 5分鐘，將混合后的原料由螺桿尾部主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，其中螺筒 內(nèi)溫度為:一區(qū)220 °C，二區(qū)220 °C，三區(qū)220°C，四區(qū)220 °C，機(jī)頭210 °C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為 500轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。
[0039] 對(duì)比例1
[0040] 按重量百分比稱取聚丙烯79.5%、滑石粉15%、P0E 8180為5%、Irganox 1010為 0· 1%、Igrafos 168為0· 1%、Negonox DSTP為0.3%，在高速混合器中干混5分鐘，將混合后 的原料由螺桿尾部主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，其中螺筒內(nèi)溫度為:一區(qū) 220°C，二區(qū)220°C，三區(qū)220°C，四區(qū)220°C，機(jī)頭210°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分。粒子 經(jīng)干燥后在注射成型機(jī)上注射成型制樣。
[0041] 性能評(píng)價(jià)方式：
[0042] V0C按照TSM 0508G測(cè)試，試驗(yàn)尺寸(_)100*100*3,氣袋體積10L。
[0043] 各實(shí)施例及對(duì)比例配方及性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下列各表：
[0044] 表1實(shí)施例1-4及對(duì)比例1材料配方(重量％ )
[0045] |對(duì)比例1 I實(shí)施例1 I實(shí)施例2 I實(shí)施例3 I實(shí)施例4
[0046]表2實(shí)施例1-4及對(duì)比例1的V0C散發(fā)測(cè)試結(jié)果(yg/m3)
[0049]從對(duì)比例1和實(shí)施例1-4的對(duì)比可以看出，隨著煅燒硅藻土的添加量的逐步增加， 聚丙烯復(fù)合材料的V0C散發(fā)大幅度降低。但添加量超過(guò)10%后，煅燒硅藻土已基本可以吸附 絕大多數(shù)的游離V0C組分，進(jìn)一步添加吸附效率下降。因此，煅燒硅藻土添加量在10%左右 最合適。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低VOC聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：由下列重量百分比計(jì)的原料組成： 聚丙烯 45-79.5%， 無(wú)機(jī)填料 12-30:%， 增韌劑 3-7%， 鍛燒娃藻土 5-15%,. 穩(wěn)定劑 0. 2-2%， 其它添加劑 0-5%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低V0C聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述的聚丙烯為熔 體流動(dòng)速率在〇. 5-60g/10min之間的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯，測(cè)試條件為230°C，2.16kg; 其中嵌段共聚丙烯的共聚單體常見(jiàn)為乙烯，其含量在4-10m 〇l%范圍內(nèi)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低V0C聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述無(wú)機(jī)填料為滑 石粉、碳酸鈣和硫酸鋇中的一種或以上的組合物，其平均粒徑為1-20M1。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低V0C聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述無(wú)機(jī)填料是平 均粒徑為l-lOym的滑石粉。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低V0C聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述增韌劑為任何 合適的乙烯-辛烯共聚物，熔體流動(dòng)速率為0.5-50g/10min，測(cè)試條件為30°C，2.16kg。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低VOC聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述的煅燒硅藻土 平均粒徑為3-50wii。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低V0C聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述的煅燒硅藻土 平均粒徑為3-lOwii。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低VOC聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述穩(wěn)定劑包括主 抗氧劑和輔助抗氧劑，其中主抗氧劑為受阻酚或硫酯類抗氧劑，包括但不限于3114、1010和 DSTP中的一種或以上的組合物;輔助抗氧劑為亞磷酸鹽或酯類抗氧劑，包括但不限于618和 168中的一種或兩種組合。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低V0C聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:所述其它添加劑包 括本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為所需的著色劑、成核劑、交聯(lián)劑、表面活性劑、增塑劑、偶聯(lián)劑、阻燃 劑、光穩(wěn)定劑、加工助劑、抗靜電助劑、抗微生物助劑、潤(rùn)滑劑中的一種或兩種以上的組合 物。10. 權(quán)利要求1-9任意之一所述低V0C聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:其步驟 如下： 1) 按重量配比稱取原料； 2) 將聚丙烯、無(wú)機(jī)填料、增韌劑、煅燒硅藻土、穩(wěn)定劑和其它添加劑在高速混合器中干 混3-15分鐘，將混合后的原料從螺桿尾部主喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)熔融擠出后冷卻 造粒；其中螺筒內(nèi)溫度為：一區(qū)200-230°C，二區(qū)200-230°C，三區(qū)200-230°C，四區(qū)200-230 °C，機(jī)頭200-230 °C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為100-1000轉(zhuǎn)/分。
【文檔編號(hào)】C08K3/34GK106046649SQ201511019880
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】陳勇, 張鷹, 張祥福, 周文
【申請(qǐng)人】上海普利特復(fù)合材料股份有限公司