專利名稱：一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料組成及其制備方法，更具體的是通過低氣味、低散發(fā)吸收劑使聚丙烯復(fù)合材料具有低氣味、低散發(fā)的特點(diǎn)?？蓱?yīng)用于汽車配件、家用電器和包裝材料，屬于聚合物改性和加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚丙烯(PP)材料 改性技術(shù)的快速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)尤其是用于汽車內(nèi)外裝飾材料。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，人們對汽車提出了更高的要求輕型、節(jié)能、美觀、安全、環(huán)保等。但由于聚丙烯材料在不同程度上會釋放出含某些難聞氣味或?qū)θ梭w健康有害的揮發(fā)性物質(zhì)，因此受到消費(fèi)者越來越多的質(zhì)疑。對此，國家越來越重視。2012年3月I日，GB/T27630-2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》開始實(shí)施，提出了對整車車廂里空氣里的苯類和醛類8種物質(zhì)的限值要求。汽車內(nèi)飾件是汽車車廂里面主要的空氣污染源之一，而改性聚丙烯材料又是制造汽車內(nèi)飾件的主要材料之一，因此制備低氣味、低揮發(fā)性有機(jī)物(苯類和醛類8種物質(zhì))的改性聚丙烯材料成為改性塑料一個新熱點(diǎn)。目前對于低散發(fā)聚丙烯的研究已有很多報道，CN102120850A提出添加0. 2-5%聚有機(jī)硅氧烷硅油，在滑石粉表面形成一層均勻的薄層，能夠阻斷聚丙烯材料的TVOC從而降低污染。CN102719021A采用高熔體強(qiáng)度聚丙烯和液體萃取劑，通過采用二級真空方法，制備低TVOC材料。而針對苯類和醛類8項(xiàng)物質(zhì)的改性聚丙烯復(fù)合材料單獨(dú)研究的報道不多。為此，開發(fā)一種低散發(fā)有機(jī)物(苯類和醛類8種物質(zhì)均很低)、低氣味甚至無氣味的聚丙烯材料十分重要且具有現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料組成及其制備方法；以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料，按以下重量百分比計(jì)，其組成和配比為聚丙烯65 89% ；低氣味、低散發(fā)吸收劑 0. 5 3% ；無機(jī)填料5 15% ；增韌劑POE5 15%;抗氧劑0.1 2%;顏色色粉或色母粒0 3%。本發(fā)明所適用的聚丙烯復(fù)合材料體系中所述的聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一種或幾種混合，在230 0C X 2. 16kg的測試條件下，熔體流動速率為I 60g/10min。所述的低氣味、低散發(fā) 吸收劑由重量百分比為1:1的納米氧化鋅改性的活性碳材料和鈉13X型分子篩組成。所述的納米氧化鋅改性的活性碳材料為自制材料ZnO/GAC (GAC代表顆粒狀活性炭)，平均粒徑6-30nm，其制備方法如下(I)將表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉3g和25g聚乙烯二醇加入lmol/L硝酸鋅溶液500ml混合溶解,形成微乳液；(2)依次加入顆粒狀活性炭(GAC) 80g和2mol/L氫氧化鈉溶液500ml，反應(yīng)IOh ；(3)將反應(yīng)產(chǎn)物抽濾、洗滌、干燥，于600°C灼燒lh，冷卻，得到負(fù)載氧化鋅多孔碳材料。所述的13X型分子篩為微孔結(jié)構(gòu)的無機(jī)粉末，分子結(jié)構(gòu)Na86 [(Al2O3)86 (SiO2)106] · 9H20，平均粒徑大小 2. 0-2. 8mm，堆積密度 O. 66g/cm3。所述的其它無機(jī)填料為滑石粉、云母和硅灰石中的一種或幾種的混合物，其粒徑范圍均為I 20 μ m。所述的增韌劑POE為 線形乙烯-辛烯共聚物，密度為O. 86 O. 90g/cm3，在190 0C X 2. 16kg的測試條件下，熔融指數(shù)為O. 5 10g/10min。所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑選用受阻酚或硫酯類抗氧劑，如3114、1010和DSTP中的一種或幾種；輔抗氧劑選用亞磷酸鹽或酯類抗氧劑，如618和168中的一種或幾種。這種低氣味、低散發(fā)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法如下(I)按上述重量配比稱取原料；(2)將原料置于高速攪拌機(jī)中混合3 5分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190 200°C，二區(qū)200 210°C，三區(qū)210 220°C，四區(qū)205 215°C ;整個擠出過程的停留時間為I 2分鐘，壓力為12 18MPa。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、采用低氣味、低散發(fā)吸收劑，用量少，對聚丙烯材料力學(xué)性能影響很小。2、所述的低氣味、低散發(fā)吸收劑中的納米氧化鋅改性的活性碳材料是采用微乳液法制備的納米氧化鋅，并將其負(fù)載于多孔活性炭表面。充分利用多孔碳的高比表面積和對散發(fā)的高吸附容量，以及納米氧化鋅的對有機(jī)物散發(fā)的光催化分解能力的優(yōu)點(diǎn)，以期實(shí)現(xiàn)對有機(jī)物散發(fā)污染物的原位分解，達(dá)到持久低散發(fā)凈化的目的。3、采用了低氣味、低散發(fā)吸收劑，有效吸收基材聚丙烯中殘留的單體、分解物、有機(jī)酸，達(dá)到明顯的除味效果。4、本發(fā)明提出的改善聚丙烯復(fù)合材料低氣味、低散發(fā)性能的方法制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明在實(shí)施例及對比例復(fù)合材料配方中，聚丙烯為上海石化生產(chǎn)的嵌段共聚丙烯，商品名為M700R。所述的滑石粉、碳酸鈣或他們的組合物的粒徑范圍均為I 10微米。所述的主抗氧劑為英國ICE公司產(chǎn)的DSTP，商品牌號為Negonox DSTP，化學(xué)名稱為硫代二丙酸十八酯，以及Ciba公司產(chǎn)的3114，商品牌號為Irganox3114，化學(xué)名稱為3，5-二叔丁基-4-輕基節(jié)基磷酸二乙酯。輔抗氧劑為Ciba公司產(chǎn)的168,商品牌號為Irgafosl68,化學(xué)名稱為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。所述低散發(fā)吸收劑為上海嘉定分子篩廠生產(chǎn)的鈉13X型分子篩，微孔結(jié)構(gòu)的無機(jī)粉末，分子結(jié)構(gòu)Na86 [ (Al2O3)86(SiO2) 106] 9H20,平均粒徑大小2. 0-2. 8mm,堆積密度0. 66g/cm3。納米氧化鋅改性的活性碳材料的制備方法如下(I)將表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉3g和25g聚乙烯二醇加入lmol/L硝酸鋅溶液500ml混合溶解,形成微乳液；(2)依次加入顆粒狀活性炭(GAC) 80g和2mol/L氫氧化鈉溶液500ml，反應(yīng)IOh ；(3)將反應(yīng)產(chǎn)物抽濾、洗滌、干燥，于600°C灼燒lh，冷卻，得到負(fù)載氧化鋅多孔碳材料，，用鋁箔真空密封待用。樹脂和各種添加劑在高速混合器中干混3 5分鐘，再在雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒,其工藝為一區(qū)190 200°C，二區(qū)200 210°C，三區(qū)210 220°C，四區(qū)205 215°C ;整個擠出過程停留時間為I 2分鐘，壓力為12 18MPa。性能評價方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)將按上述方法制備的粒子材料，在90 100°C的鼓風(fēng)烘箱中干燥2 3小時，然后再將干燥好的粒子材料在注射成型機(jī)上進(jìn)行注射成型制樣。氣味測試按照吉利Q/JLY J711061-2009標(biāo)準(zhǔn)測試，實(shí)驗(yàn)步驟按照5. 2，IL容器皿去離子水50ml，70°C恒溫24h，冷卻到65°C測試。低散發(fā)測試按照吉利Q/JLY J7110274A-2011標(biāo)準(zhǔn)測試，樣件封裝規(guī)范按照表A.1中第17項(xiàng)，10cm*1 0cm規(guī)格，樣袋型號IOL0拉伸性能測試按GB/T1040標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為170X 10X4mm，拉伸速度為50mm/min ；彎曲性能測試按GB/T9341標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為80 X 10 X 4mm，彎曲速度為2mm/min,跨距為64mm,彎曲模量按切線方向進(jìn)行；簡支梁沖擊強(qiáng)度測試按GB/T1043標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為80 X 10 X 4mm，缺口深度
為試樣厚度的三分之一；材料的主要力學(xué)性能通過測試所得的缺口沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度以及彎曲模量的數(shù)值進(jìn)行評判。實(shí)施例配方及各項(xiàng)性能測試結(jié)果見下列各表表I實(shí)施例1 一 8及對比例I 一 6材料配方表(重量％)[0049
權(quán)利要求
1.一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料，其特征在于按以下重量百分比計(jì)，其組成和配比為 聚丙烯65 89% ； 低氣味、低散發(fā)吸收劑 O. 5 3% ； 無機(jī)填料5 15% ； 增韌劑POE5 15% ； 抗氧劑O.1 2% ； 顏色色粉或色母粒O 3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料，其特征在于所述的聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一種或幾種混合，在230°C X2. 16kg的測試條件下，熔體流動速率為I 60g/10min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料，其特征在于所述的低氣味、低散發(fā)吸收劑由重量百分比為1:1的納米氧化鋅改性的活性碳材料和鈉13X型分子篩組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料，其特征在于所述的納米氧化鋅改性的活性碳材料為自制材料ZnO/GAC，平均粒徑6-30nm，其制備方法如下 (1)將表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉3g和25g聚乙烯二醇加入lmol/L硝酸鋅溶液500ml混合溶解,形成微乳液； (2)依次加入顆粒狀活性炭(GAC)80g和2mol/L氫氧化鈉溶液500ml，反應(yīng)IOh ； (3)將反應(yīng)產(chǎn)物抽濾、洗滌、干燥，于600°C灼燒lh，冷卻，得到負(fù)載氧化鋅多孔碳材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料，其特征在于所述的113X型分子篩為微孔結(jié)構(gòu)的無機(jī)粉末，分子結(jié)構(gòu)Na86[(Al2O3)86(SiO2)1J · 9H20，平均粒徑大小 2. 0-2. 8mm,堆積密度 O. 66g/cm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料，其特征在于所述的其它無機(jī)填料為滑石粉、云母和硅灰石中的一種或幾種的混合物，其粒徑范圍均為I 20 μ m0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料，其特征在于所述的增韌劑POE為線形乙烯-辛烯共聚物，密度為O. 86 O. 90g/cm3，在190°C X 2. 16kg的測試條件下，熔融指數(shù)為O. 5 10g/10min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料，其特征在于所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，主抗氧劑選用受阻酚或硫酯類抗氧劑，輔抗氧劑選用亞磷酸鹽或酯類抗氧劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料，其特征在于主抗氧劑選用3114、1010和DSTP中的一種或幾種；輔抗氧劑選自618和168中的一種或兩種。
10.一種制備權(quán)利要求1所述的低氣味、低散發(fā)聚丙烯復(fù)合材料的方法，其特征如下具體步驟為 (1)按上述重量配比稱取原料； (2)將原料置于高速攪拌機(jī)中混合3 5分鐘； (3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中，經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)190 200°C，二區(qū)200 210°C，三區(qū)210 220°C，四區(qū)205 215°C ;整個擠出過程的停留時間為I 2分鐘，壓`力為12 18MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低氣味、低散發(fā)改性聚丙烯材料及其制備方法，按以下重量百分比計(jì)，其組成和配比為聚丙烯65～89%；低氣味、低散發(fā)吸收劑0.5～3%；無機(jī)填料5～15%；增韌劑POE5～15%；抗氧劑0.1～2%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、采用微乳液法制備的納米氧化鋅制備納米氧化鋅改性的活性碳材料，并將其負(fù)載于多孔活性炭表面。充分利用多孔碳的高比表面積和對散發(fā)的高吸附容量，以及納米氧化鋅的對有機(jī)物散發(fā)的光催化分解能力的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對有機(jī)物散發(fā)污染物的原位分解，達(dá)到持久低散發(fā)凈化的目的。2、有效吸收基材聚丙烯中殘留的單體、分解物、有機(jī)酸，達(dá)到明顯的除味效果。3、制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低。
文檔編號C08K9/12GK103059409SQ20121056864
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者高翔, 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