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％，無機填料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)性有機化合物，V0C即揮發(fā)性有機化合物，對人體健康有巨大影響。當(dāng)居 室中的V0C達到一定濃度時，短時間內(nèi)人們會感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴重時會出現(xiàn) 抽搐、昏迷，并會傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，造成記憶力減退等嚴重后果。隨 著人們對室內(nèi)和車內(nèi)空氣質(zhì)量的重視，我國已出臺室內(nèi)和車內(nèi)空氣質(zhì)量標準，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，以及相對低廉的價 格，而被廣泛應(yīng)用于家電、汽車等行業(yè)，是目前增長速度最快的通用熱塑性塑料，也是汽車 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，在國外已應(yīng)用多年，國內(nèi)企業(yè)逐漸意識到硅藻土應(yīng)用到涂料及硅藻泥中的 優(yōu)異表現(xiàn)。而對塑料中的有機揮發(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，大多通過添加合成分子篩的吸附效果來實現(xiàn)， 成本高昂。而隨著硅藻土產(chǎn)品的平均粒徑不斷減小，煅燒工藝實現(xiàn)了更高的純度和穩(wěn)定性， 同時價格低廉，在塑料中作為有機揮發(fā)物的吸附劑已成為可能。
[0006] 而通過共混改性的方式，加入合適的煅燒硅藻土，通過多孔結(jié)構(gòu)吸附有機揮發(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)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(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%， 無機填料 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為乙烯，其含量在4-10m 〇l%范 圍內(nèi)。
[0013] 所述無機填料為滑石粉、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、無機填料、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，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，機頭200-230 °C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為100-1000轉(zhuǎn)/分。
[0021] 本發(fā)明的優(yōu)點是：
[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。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求書中提 出，不受這些實施例的限制。
[0025] 在實施例及對比例的復(fù)合材料配方中，所用聚丙烯為熔體流動速率（230°C X 2.16kg)3-40g/10min的嵌段共聚丙稀。
[0026] 所用無機填料為平均粒徑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、潤滑劑中的 一種或以上的組合物。
[0031] 實施例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，機頭210 °C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 500轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機上注射成型制樣。
[0033] 實施例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，機頭210 °C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 500轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機上注射成型制樣。
[0035] 實施例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，機頭210 °C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 500轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機上注射成型制樣。
[0037] 實施例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，機頭210 °C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 500轉(zhuǎn)/分。粒子經(jīng)干燥后在注射成型機上注射成型制樣。
[0039] 對比例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，機頭210°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分。粒子 經(jīng)干燥后在注射成型機上注射成型制樣。
[0041] 性能評價方式：
[0042] V0C按照TSM 0508G測試，試驗尺寸(_)100*100*3,氣袋體積10L。
[0043] 各實施例及對比例配方及性能測試結(jié)果見下列各表：
[0044] 表1實施例1-4及對比例1材料配方(重量％ )
[0045] |對比例1 I實施例1 I實施例2 I實施例3 I實施例4
[0046]表2實施例1-4及對比例1的V0C散發(fā)測試結(jié)果(yg/m3)
[0049]從對比例1和實施例1-4的對比可以看出，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】
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的原料組成： 聚丙烯 45-79.5%， 無機填料 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 體流動速率在〇. 5-60g/10min之間的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯，測試條件為230°C，2.16kg; 其中嵌段共聚丙烯的共聚單體常見為乙烯，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:所述無機填料為滑 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:所述無機填料是平 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，熔體流動速率為0.5-50g/10min，測試條件為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、無機填料、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，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，機頭200-230 °C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為100-1000轉(zhuǎn)/分。
【文檔編號】C08K3/34GK106046649SQ201511019880
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】陳勇, 張鷹, 張祥福, 周文
【申請人】上海普利特復(fù)合材料股份有限公司