CN108148281B - 一种用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料，其由共聚聚丙烯20‑50份、再生聚丙烯20‑50份、增强剂10‑30份、增韧剂5‑20份、除味剂1‑3份、偶联剂0.1‑0.5份、抗氧剂0.1‑0.5份、润滑剂0.1‑0.5份、光稳剂0.1‑0.5份，经混合、挤出制备而成，所述除味剂为以多孔聚合物为载体而富含低沸点萃取剂的复配除味母粒。本发明利用共聚聚丙烯和再生聚丙烯和增强剂、增韧剂复配，并通过加入复配除味母粒，降低了材料气味、保证了复合材料的性能，使改性后的聚丙烯复合材料可广泛用于汽车内外饰件，提高了再生料的循环利用率，改善环境。

Description

一种用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料及其制备 方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术背景
聚丙烯的质轻、高性价比、易加工、耐油、耐酸碱性等优点，使其广泛应用于各大行业。特别是汽车行业，全塑保险杠已经普及并广泛应用于各大主机厂，随着塑料产品的更新换代，热塑性塑料的循环再利用一直被广大市场关注。
聚丙烯材料由于其用途广泛，市场占有率高，回收再利用效率高。为了扩展再生聚丙烯材料的循环利用范围，本发明拟在汽车领域开展再生聚丙烯材料的进一步运用。
发明内容
本发明针对当前市场上再生聚丙烯的循环再利用问题，提供一种适用于工业化批量生产用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的：
一种用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料，该材料由以下组分按重量份制成：共聚聚丙烯20-50份、再生聚丙烯20-50份、增强剂10-30份、增韧剂5-20份、除味剂1-3份、偶联剂0.1-0.5份、抗氧剂0.1-0.5份、润滑剂0.1-0.5份、光稳剂0.1-0.5份，所述除味剂为以多孔聚合物为载体而富含低沸点萃取剂的复配除味母粒。
进一步方案，所述共聚聚丙烯的熔融指数在230℃/2.16Kg条件下大于30g/10min；在拉伸速度为50mm/min情况下，拉伸强度大于19MPa；悬臂梁缺口冲击强度大于20KJ/m2。
优选地，所述再生聚丙烯为家电外壳拆解料、电瓶壳破碎料、吨包袋造粒料、聚丙烯周转箱破碎造粒料或进口保险杠破碎造粒料。
优选地，所述增强剂为滑石粉、碳酸钙、云母粉中的至少一种。
更进一步地，所述云母粉、滑石粉和碳酸钙的粒径目数大于800目。
优选地，所述增韧剂为三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯辛烯共聚物(POE)或顺丁橡胶(BR)。
优选地，所述除味剂为复配的除味母粒，是一种以多孔聚合物为载体而富含低沸点易挥发组分的母料，由LDV1040(合肥创新轻质材料有限公司)与NaM-P278(上海奈美实业有限公司)的复配得到，可有效降低橡塑加工过程中产生的恶劣气味和挥发性有机化合物(VOC)。其除味原理是在材料的加工过程中，除味母粒受热后载体软化，释放出低沸点的萃取剂，萃取剂在热和剪切力的作用下形成大量微泡，该微泡与材料中的VOC互溶萃取，在后端真空负压的作用下被抽离，进而有效去除材料的恶劣气味和VOC。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DSTDP、抗氧剂168中的一种或两种以上的混合物；所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。
优选地，所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硅酮类、硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙或季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
优选地，所述的光稳剂为受阻胺类复配光稳剂。
一种用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：按重量份，将共聚聚丙烯、再生聚丙烯、增强剂、增韧剂、除味剂、相容剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂、光稳剂一起加入高混机中混合均匀；然后将混合均匀的混合物经挤出机熔融挤出后造粒，即可制备低气味再生聚丙烯复合材料；所述挤出机从下料口到模口的温度分别为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃，挤出机的转速为180-400rpm、双真空、真空度为-0.07～-0.03MPa。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、发明利用共聚聚丙烯和再生聚丙烯、增强剂、增韧剂复配，降低了树脂基体的收缩率，保证材料的韧性，提高了材料的尺寸稳定性，同时提高了复合材料的强度，加入除味剂降低树脂气味，使改性后的聚丙烯复合材料可以应用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯产品。
2、本发明制备的聚丙烯复合材料具有低收缩、高韧性、尺寸稳定和优异的耐候性能。
具体实施方式：
下面给出实施例以对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的普通技术人员根据该实施例对本发明所做出的一些非本质的改进或调整仍属于本发明的保护范围。
本发明的聚丙烯复合材料的型号如下：
其中所用聚丙烯为PP-K9026、PP-BX3800、PP-K7760H、PP-K7100；
所用增强剂为云母粉GM-3、滑石粉AH51210、碳酸钙LD-1000C；
所用增韧剂为POE8200、POE8842、EPDM、BR；
所用除味剂为合肥创新轻质材料有限公司的LDV1040与上海奈美实业有限公司的NaM-P278的复配物；毕克化学BYK-P4200；
所用偶联剂为KH550；
所用抗氧剂为1010、抗氧剂168和抗氧剂DSTDP；
所用润滑剂为乙撑双硬脂酰胺EBS/P-130、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钡、季戊四醇硬脂酸酯；
所用光稳剂为V703。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
按重量配比分别称取20份干燥的共聚聚丙烯K9026、50份再生聚丙烯(家电拆解造粒料)、20份滑石粉、0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂DSTDP、10份增韧剂8200、3份除味剂(LDV1040与NaM-P278的复配物)、0.2份润滑剂EBS、0.3份偶联剂KH550、0.2份光稳剂V703，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为180rpm，双真空，真空度为-0.03MPa。
实施例2
按重量配比分别称取30份干燥的共聚聚丙烯K7760H、40份再生聚丙烯(吨袋破碎造粒料)、15份碳酸钙LD-1000C、0.1份抗氧剂、15份增韧剂EPDM、2份除味剂(LDV1040与NaM-P278的复配物)、0.1份抗氧剂DSTDP、0.2份抗氧剂168，0.2份润滑剂硬脂酸钙、0.3份偶联剂KH550、0.3份光稳剂V703，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为200rpm，双真空，真空度为-0.05MPa。实施例3
按重量配比分别称取40份干燥的共聚聚丙烯K7100、20份再生聚丙烯(电瓶壳破碎造粒料)、25份滑石粉AH51210、0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂DSTDP、0.2份抗氧剂168、15份增韧剂8200、1份除味剂(LDV1040与NaM-P278的复配物)、0.2份润滑剂EBS、0.3份偶联剂KH550、0.3份光稳剂V703，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为350rpm，双真空，真空度为-0.05MPa。
实施例4
按重量配比分别称取20份干燥的共聚聚丙烯K9026、50份再生聚丙烯(周转箱破碎造粒料)、10份云母粉GM-3、0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、20份增韧剂8842、3份除味剂(LDV1040与NaM-P278的复配物)、0.4份光稳剂V703、0.2份润滑剂EBS、0.2份偶联剂KH550，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为400rpm，双真空，真空度为-0.06MPa。
实施例5
按重量配比分别称取40份干燥的共聚聚丙烯BX3800、30份再生聚丙烯(进口保险杠破碎造粒料)、20份滑石粉AH51210、3份除味剂(LDV1040与NaM-P278的复配物)、0.1份抗氧剂1010、0.4份润滑剂硬脂酸锌、10份增韧剂BR、0.2份偶联剂KH550、0.5份光稳剂V703，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为400rpm，双真空，真空度为-0.05MPa。
实施例6
按重量配比分别称取50份干燥的共聚聚丙烯K7100、20份再生聚丙烯(聚丙烯周转箱破碎造粒料)、30份滑石粉AH51210、0.1份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂DSTDP、0.2份抗氧剂168、5份增韧剂8200、1份除味剂(LDV1040与NaM-P278的复配物)、0.1份润滑剂EBS、0.5份偶联剂KH550、0.3份光稳剂V703，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为350rpm，双真空，真空度为-0.07MPa。
实施例7
按重量配比分别称取40份干燥的共聚聚丙烯BX3800、30份再生聚丙烯(进口保险杠破碎造粒料)、20份滑石粉AH51210、3份除味剂(LDV1040与NaM-P278的复配物)、0.1份抗氧剂1010、0.5份润滑剂硬脂酸锌、10份增韧剂BR、0.1份偶联剂KH550、0.1份光稳剂V703，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为400rpm，双真空，真空度为-0.05MPa。
对比例1
按重量配比分别称取40份干燥的共聚聚丙烯BX3800、30份再生聚丙烯(进口保险杠破碎造粒料)、20份滑石粉AH51210、3份除味剂BYK-P4200、0.1份抗氧剂1010、0.5份润滑剂硬脂酸锌、10份增韧剂BR、0.1份偶联剂KH550、0.1份光稳剂V703，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为400rpm，真空度为-0.05MPa。
对比例2
按重量配比分别称取40份干燥的共聚聚丙烯BX3800、30份再生聚丙烯(进口保险杠破碎造粒料)、20份滑石粉AH51210、3份除味剂LDV1040、0.1份抗氧剂1010、0.5份润滑剂硬脂酸锌、10份增韧剂BR、0.1份偶联剂KH550、0.1份光稳剂V703，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为400rpm，真空度为-0.05MPa。
对比例3
按重量配比分别称取40份干燥的共聚聚丙烯BX3800、30份再生聚丙烯(进口保险杠破碎造粒料)、20份滑石粉AH51210、3份除味剂NaM-P278、0.1份抗氧剂1010、0.5份润滑剂硬脂酸锌、10份增韧剂BR、0.1份偶联剂KH550、0.1份光稳剂V703，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为400rpm，真空度为-0.05MPa。
对比例4
按重量配比分别称取40份干燥的共聚聚丙烯BX3800、30份再生聚丙烯(进口保险杠破碎造粒料)、20份滑石粉AH51210、3份除味剂(NaM-P278和BYK-P4200的复配物)、0.1份抗氧剂1010、0.5份润滑剂硬脂酸锌、10份增韧剂BR、0.1份偶联剂KH550、0.1份光稳剂V703，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为400rpm，真空度为-0.05MPa。
对比例5
按重量配比分别称取40份干燥的共聚聚丙烯BX3800、30份再生聚丙烯(进口保险杠破碎造粒料)、20份滑石粉AH51210、0.1份抗氧剂1010、0.5份润滑剂硬脂酸锌、10份增韧剂BR、0.1份偶联剂KH550、0.1份光稳剂V703，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，195℃，200℃，205℃、主机转速为400rpm，真空度为-0.05MPa。
实施例1-7和对比例1-5制备的复合材料的测试数据如下表所示：
Figure BDA0001171295250000061
Figure BDA0001171295250000071
备注：以上数据采用GB样条测试方法进行测试。
从以上对比数据可以看出，经过采用这种特效除味剂，在塑料加工过程中，配合双真空工艺，在除味母粒受热后载体软化，释放出低沸点的萃取剂，该萃取剂在热和剪切力的作用下形成大量微泡，微泡与材料中的VOC互溶萃取，在后端真空负压的作用下被抽离，进而有效去除材料的恶劣气味和VOC。最终气味在3.5-4.5之间波动，同时保证产品的熔指、强度和缺口冲击强度。与对比例相较，本发明对气味的改善效果相当明显，而同时保证优异的材料性能。因此，本发明制备的聚丙烯复合材料可根据客户需要，满足其不同气味需求，应用到汽车内外饰产品。

Claims (10)

1.一种用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料，其特征在于：该材料由以下组分按重量份制成：共聚聚丙烯20-50份、再生聚丙烯20-50份、增强剂10-30份、增韧剂5-20份、除味剂1-3份、偶联剂0.1-0.5份、抗氧剂0.1-0.5份、润滑剂0.1-0.5份、光稳剂0.1-0.5份，所述除味剂为以多孔聚合物为载体而富含低沸点萃取剂的复配除味母粒；所述除味剂为LDV1040与NaM-P278的复配物。
2.根据权利要求1所述的用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述共聚聚丙烯的熔融指数在230℃/2.16Kg条件下大于30g/10min；在拉伸速度为50mm/min情况下，拉伸强度大于19MPa；悬臂梁缺口冲击强度大于20KJ/m2。
3.根据权利要求1所述的用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述再生聚丙烯为家电外壳解料造粒料、电瓶壳破碎造粒料、吨包袋破碎造粒料、聚丙烯周转箱破碎造粒料或进口保险杠破碎造粒料。
4.根据权利要求1所述的用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述增强剂为滑石粉、碳酸钙、云母粉中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述云母粉、滑石粉和碳酸钙的粒径目数大于800目。
6.根据权利要求1所述的用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述增韧剂为三元乙丙橡胶、乙烯辛烯共聚物或顺丁橡胶。
7.根据权利要求1所述的用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DSTDP、抗氧剂168中的一种或两种以上的混合物；所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硅酮类、硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙或季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的光稳剂为受阻胺类复配光稳剂。
10.一种制备如权利要求1-9中任一项所述的用于汽车内外饰的低气味再生聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：按重量份，将共聚聚丙烯、再生聚丙烯、增强剂、增韧剂、除味剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂、光稳剂一起加入高混机中混合均匀；然后将混合均匀的混合物经挤出机熔融挤出后造粒，即可制备低气味再生聚丙烯复合材料；所述挤出机从下料口到模口的温度分别为180℃，190℃， 195℃， 195℃， 200℃，205℃，挤出机的转速为180-400rpm、双真空、真空度为-0.07～-0.03MPa。
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