CN106243483B - 一种超低voc聚丙烯材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超低VOC聚丙烯材料及其制备工艺，材料由以下重量份的原料组成：聚丙烯60‑65份，增韧剂10‑15份，滑石粉20‑25份，抗氧剂0.5‑0.8份，光稳定剂0.3‑0.5份，耐刮擦剂2‑4份，润滑剂0.2‑0.4份，色粉1‑3份；制备工艺中引入了超临界流体作为反应载体，通过其强大的渗透和溶解能力，吸附流体中的挥发性小分子。同时，采用国产原材料配方体系，代替当前使用广泛的进口原材料配方体系。在保证材料气味和VOC性能的前提下，降低成本，提高产品的竞争力。通过真空排气口进行排出。无毒无害，对环境没有污染，具有巨大的推广潜质。

Description

一种超低VOC聚丙烯材料及其制备工艺
技术领域
本发明属于汽车内饰材料领域技术领域，具体涉及一种超低VOC聚丙烯材料及其制备工艺。
背景技术
当前，汽车材料的环保化是汽车制造业的热门方向。其中，传统汽车用材料存在易挥发有机物排放量较大，车内空气较差等问题限制了汽车内饰材料的推广。同时，易挥发的有机物会存在有毒有害气体，对人们的身体健康有很大危害。随着人们环保意识的不断提高，汽车用低VOC聚丙烯越来越受到各大主机厂的关注和应用。
目前，关于汽车低VOC聚丙烯材料的相关研究成果有很多。公开号为
CN104403204.A的专利公开了一种低VOC聚丙烯材料的制备方法，该制备方法在聚丙烯配方引入分子筛，通过分子筛的吸附能力，除去小分子挥发物。公开号为CN103304893.A的专利公开了一种低VOC聚丙烯组合物及其制备方法，该制备方法在聚丙烯配方中加入全硫化粉末硅橡胶和苯并呋喃酮类自由基捕捉剂，通过这两个组分抑制聚丙烯在加工过程中因热、氧和机械降解产生的小分子挥发物。公开号为CN 102049823.A的专利公开了一种低散发聚丙烯及其复合物粒子的制备方法。该制备方法将复合物粒子与水混合，在密闭的旋转加热炉中进行加热旋转，使材料中的小分子挥发物排除在水中，从而制备出低散发聚丙烯材料。
但是目前，现有技术中汽车内饰用低VOC聚丙烯材料普遍存在生产工艺复杂，成本较高，效率低和产品稳定性差等问题。因此，需要通过其他方法来降低产品的生产制造成本，提高生产效率和稳定产品性能。
发明内容
本发明提出了一种超低VOC聚丙烯材料及其制备工艺，引入了超临界流体作为反应载体，通过其强大的渗透和溶解能力，吸附流体中的挥发性小分子。同时，采用国产原材料配方体系，代替当前使用广泛的进口原材料配方体系。在保证材料气味和VOC性能的前提下，降低成本，提高产品的竞争力。通过真空排气口进行排出。无毒无害，对环境没有污染，具有巨大的推广潜质。
本发明公开了一种超低VOC聚丙烯材料，由以下重量份的原料组成：聚丙烯60-65份，增韧剂10-15份，滑石粉20-25份，抗氧剂0.5-0.8份，光稳定剂0.3-0.5份，耐刮擦剂2-4份，润滑剂0.2-0.4份，色粉1-3份。
优选的是，由以下重量份的原料组成：聚丙烯61-64份，增韧剂12-14份，滑石粉22-24份，抗氧剂0.6-0.7份，光稳定剂0.35-0.45份，耐刮擦剂2.5-3.5份，润滑剂0.25-0.35份，色粉1.5-2.5份。
上述任一方案优选的是，所述聚丙烯为共聚聚丙烯、高抗冲聚丙烯中的至少一种。生产厂家为燕山石化，扬子石化，茂名石化等。
上述任一方案优选的是，所述增韧剂为POE、EPDM、HDPE、LDPE中的至少一种。
上述任一方案优选的是，所述滑石粉的目数为3000-5000目。
上述任一方案优选的是，所述抗氧剂为受阻酚类、硫代酯类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
上述任一方案优选的是，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
上述任一方案优选的是，所述受阻胺类光稳定剂为3808PP5、V680和V703中的至少一种。
上述任一方案优选的是，所述刮擦剂为硅酮类刮擦剂。
上述任一方案优选的是，所述硅酮类刮擦剂为道康宁MB50-001和LYSI-306中的至少一种
上述任一方案优选的是，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、乙撑双硬脂酰胺、接枝乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。
上述任一方案优选的是，所述色粉为无机色粉。
本发明还公开一种上述所述的超低VOC聚丙烯材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1).按照配方比例将聚丙烯、增韧剂、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂、耐刮擦剂、润滑剂、色粉一起加入到高速混炼机中高速混合5-10分钟。
步骤(2).将混好的物料经主喂料加入到双螺杆挤出机中进行熔融，通入超临界流体，挤出造粒，并通过高真空泵将低分子物质排除；
步骤(3).将步骤(2)充分混合的原料经双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、切粒和包装。
优选的是，所述步骤(2)中通过高压计量泵导入超临界流体，同时保证螺筒的最大承受压力大于等于7MPa，并对螺杆组合进行调整，使超临界流体在螺筒内与聚丙烯熔体充分混合，最大程度的吸附熔体内的小分子，最后通过高真空泵抽离出去，从而提高聚丙烯材料的VOC性能。
上述任一方案优选的是，所述的超临界流体为超临界二氧化碳、超临界氮气或超临界水中的任意一种。
上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中双螺杆挤出机的料筒温度为190-220℃，螺杆转速为300-500r/min，真空度为0.08-0.1MPa。
本发明的有益效果如下：提供一种超低VOC聚丙烯材料及其制备工艺，
(1).在保证材料气味和VOC性能的前提下，降低成本，提高产品的竞争力；
(2).通过真空排气口进行排出；
(3).制备工艺，无毒无害，对环境没有污染，具有巨大的推广潜质；
(4).所使用的原料为国产原材料，来源广泛，价格便宜，低于市售进口低VOC原材料；
(5).采用超临界流体来改善材料的VOC性能，其改善效果明显，产品的VOC性能低于主流汽车厂的标准，满足客户使用需求。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
实施例一
1)将国产聚丙烯：60-65份；增韧剂：10-15份，滑石粉：20-25份；抗氧剂：0.5-0.8份；光稳定剂：0.3-0.5份；润滑剂：0.2-0.4份；耐刮擦剂2-4份，色粉：1-3份一起加入到高速混炼机中高速混合5-10分钟。
2)将混好的物料经主喂料加入到改装过的双螺杆挤出机中进行熔融，通入50m3/h的超临界流体，挤出造粒，并通过高真空泵将低分子物质排除。其中，料筒温度为190-220℃，螺杆转速为300-500r/min，真空度为：0.08～0.1MPa。实施例一中的主要性能指标如表一所示。
表一 实施例一中的主要性能指标
性能对比 常规材料性能 采用特殊工艺材料性能
气味(等级) 4.5 3.5
总碳(ugC/g) 138.3 35.6
苯(μg/m3) ND ND
甲苯(μg/m3) 133.2 18
二甲苯(μg/m3) 331.6 16
甲醛(μg/m3) 14.9 ND
乙醛(μg/m3) 38.3 13
TVOC(μg/m3) 34521 7893
从实施例可以看出，采用超临界流体特殊工艺方法生产的低VOC聚丙烯材料，在气味、VOC、总碳的测试数据中，都优于常规聚丙烯材料。满足主流汽车的管控要求。
实施例二
本发明还公开一种超低VOC聚丙烯材料的制备工艺，包括以下步骤：
步骤(1).按照配方比例将共聚聚丙烯61-64份，POE12-14份，滑石粉22-24份，亚磷酸酯类抗氧剂0.6-0.7份，受阻胺类光稳定剂0.35-0.45份，硅酮类刮擦剂2.5-3.5份，聚乙烯蜡0.25-0.35份，无机色粉1.5-2.5份一起加入到高速混炼机中高速混合5-10分钟。滑石粉的目数为4000目；
步骤(2).将混好的物料经主喂料加入到双螺杆挤出机中进行熔融，通入超临界二氧化碳，挤出造粒，并通过高真空泵将低分子物质排除；对科倍隆75机进行改进，引入高压计量泵，并安装在第四段，通过高压计量泵导入超临界二氧化碳。对挤出机螺筒和螺杆进行改装，提高螺筒的承压能力，使螺筒最大承受压力大于等于7MPa。同时，对螺杆组合进行调整，使超临界二氧化碳在螺筒内与聚丙烯熔体充分混合，最大程度的吸附熔体内的小分子，并通过高真空泵抽离出去，从而提高聚丙烯材料的VOC性能。双螺杆挤出机的料筒温度为190-220℃，螺杆转速300-500r/min，真空度为0.08～0.1MPa；
步骤(3).将步骤(2)充分混合的原料经双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、切粒和包装。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种超低VOC聚丙烯材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤（1）.按照配方比例将聚丙烯、增韧剂、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂、耐刮擦剂、润滑剂、色粉一起加入到高速混炼机中高速混合；
步骤（2）.将混好的物料经主喂料加入到双螺杆挤出机中进行熔融，通入超临界流体，挤出造粒，并通过高真空泵将低分子物质排除；
步骤（3）.将步骤（2）充分混合的原料经双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、切粒和包装；所述超低VOC聚丙烯材料，其由以下重量份的原料组成：聚丙烯60-65份，增韧剂10-15份，滑石粉 20-25份，抗氧剂0.5-0.8份，光稳定剂0.3-0.5份，耐刮擦剂2-4份，润滑剂0.2-0.4份，色粉1-3份。
2.根据权利要求1所述的超低VOC聚丙烯材料的制备工艺，其特征在于，步骤（2）中通过高压计量泵导入超临界流体，同时保证螺筒的最大承受压力大于等于7MPa，并对螺杆组合进行调整，使超临界流体在螺筒内与聚丙烯熔体充分混合，最大程度的吸附熔体内的小分子，最后通过高真空泵抽离出去，从而提高聚丙烯材料的VOC性能。
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