CN110744743A - 聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域,尤其涉及一种聚丙烯材料及其制备方法。本发明提供的聚丙烯材料的原料包括主料和气味洗涤剂,气味洗涤剂为水和乙醇的混合液,乙醇的重量为气味洗涤剂的3wt%‑10wt%,且气味洗涤剂的重量为主料的3wt%‑10wt%;主料包括:聚丙烯50‑90份;矿物填料0‑30份;增韧剂5‑25份;抗氧剂0.1‑2份;光稳定剂0‑0.5份。有效降低了降低聚丙烯材料中散发的难闻气味和挥发性有机物。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,尤其涉及一种聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯材料具有密度小、力学性能优异、化学稳定好、热稳定性高、耐候性好和性价比高等优异特性,已被广泛应用于汽车、照明、电子电器、仪器仪表、机械和航空航天等各个领域。其中,在应用过程中发现,由聚丙烯材料制成的各种汽车内饰件,可在不同程度地释放出某些含有难闻气味或对人体健康有害的挥发性有机物(VOC),这限制了聚丙烯材料的深度应用。
现有技术中,一般采用调节原材料来源、添加吸附剂以及脱挥工艺等方法,来降低改性聚丙烯材料散发的难闻气味和挥发性有机物。例如,CN101691435B采用氢调法聚丙烯制备了一种低VOC高性能汽车内饰件专用PP复合材料,通过降低原料中的VOC来降低材料中的VOC含量,但是,其并不能解决加工过程中新产生的VOC物质。CN101817953B采用添加气味吸附剂的方法来制备低散发的改性聚丙烯复合材料,气味吸附剂包括:粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝或分子筛,然而,无论是物理吸附还是化学吸附,均存在吸附的选择性和平衡性的问题,不能够有效地去除材料中的VOC。
综上,现有方法在降低聚丙烯材料散发的难闻气味和挥发性有机物的效果仍不够理想,仍需进一步改善。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种聚丙烯材料及其制备方法,旨在降低聚丙烯材料中散发的难闻气味和挥发性有机物。
为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一方面,本发明提供了一种聚丙烯材料,所述聚丙烯材料的制备原料包括主料和气味洗涤剂,所述气味洗涤剂为水和乙醇的混合液,所述乙醇的重量为所述气味洗涤剂的3wt%-10wt%,且所述气味洗涤剂的重量为所述主料的3wt%-10wt%;
以所述主料为100重量份计,所述主料包括以下重量份组分:
另一方面,本发明提供了一种聚丙烯材料的制备方法,包括以下步骤:
按照上述聚丙烯材料提供聚丙烯、矿物填料、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂和气味洗涤剂;
将所述聚丙烯、所述矿物填料、所述增韧剂、所述抗氧剂和所述光稳定剂进行第一混合,获得第一混合物;
将所述气味洗涤剂与所述第一混合物采用热熔挤出工艺进行熔融挤出,获得所述聚丙烯材料。
本发明提供的聚丙烯材料中,采用具有特定重量配比的水和乙醇的混合液作为气味洗涤剂,可最大限度地驱除上述具有特定重量配比和成分组成的聚丙烯材料中的挥发性有机物,从而获得低难闻气味散发和低有害挥发性有机物残留效果理想的聚丙烯材料。
本发明以乙醇和水的混合液为气味洗涤剂,一方面,乙醇和水具有不同的极性,将具有特定重量百分含量的乙醇和水混合,使得所述气味洗涤剂与上述具有特定重量配比和成分组成的主料相容,并使得大部分的挥发性有机物在工艺中能够以水和乙醇为载体从材料体系中挥发出去,使得聚丙烯材料中的挥发性有机物去除得更加彻底,从而有效地降低聚丙烯材料中散发的难闻气味;另一方面,乙醇和水具有不同的沸点,从工艺过程中具有一定的先后挥发顺序,可对材料体系中的挥发性有机物进行多级洗涤去除,同时,满足聚丙烯材料制备工艺的需求,并避免由于气味洗涤剂由于沸点过低导致在工艺过程中过早地挥发,从而最大限度地驱除上述具有特定重量配比和成分组成的聚丙烯材料中的挥发性有机物,;又一方面,具有较高的挥发性,无溶剂残留,不引入新的杂质,不影响所述聚丙烯材料的力学性能和耐候性能;再一方面,水和乙醇均为绿色溶剂,不威胁人体的健康安全。
本发明提供的聚丙烯材料的制备方法中,采用热熔挤出工艺,将气味洗涤剂与其余组分进行熔融挤出,方法简单,操作简便,工艺难度低,成本低,易于规模化制备低散发效果理想的聚丙烯材料。
经测试,通过上述制备方法得到的聚丙烯材料不仅具有优异的力学性能和耐候性能,还具有良好的挥发性有机物驱除效果,其中,材料中残留的总挥发性有机物≤20μg/g,气味等级≤3.5级。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例说明书中所提到的各组分的重量份不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间质量的比例关系,因此,只要是按照本发明实施例说明书组合物各组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地,本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等医药领域公知的重量单位。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
一种聚丙烯材料,所述聚丙烯材料的制备原料包括主料和气味洗涤剂,所述气味洗涤剂为水和乙醇的混合液,所述乙醇的重量为所述气味洗涤剂的3wt%-10wt%,且所述气味洗涤剂的重量为所述主料的3wt%-10wt%;
以所述主料为100重量份计,所述主料包括以下重量份组分:
具体地,所述聚丙烯材料的制备原料包括主料和气味洗涤剂,所述主料为所述聚丙烯材料的主要原料,直接影响着所述聚丙烯材料制件的力学性能和耐候性能。
所述聚丙烯(PP)为所述主料的基体,以所述主料为100重量份计,所述聚丙烯50-90份。在一些具体实施例中,以所述主料为100重量份计,所述聚丙烯50.3、52.5、55.4、57.1、60.2、63.8、66.1、68.4、70.3、72.6、75.7、76.5、79.3、83.2、85.1、88.7、90份。
作为一种实施方式,所述聚丙烯为共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯,且所述聚丙烯在230℃、2.16kg的条件下的熔融指数为2-150g/10min。在一些实施例中,所述聚丙烯为共聚聚丙烯。在一些实施例中,所述聚丙烯为均聚聚丙烯。在一些实施例中,所述聚丙烯在230℃、2.16kg的条件下的熔融指数为2、5、10、16、20、23、29、30、35、39、42、47、49、50、55、60、64、71、77、80、85、90、96、100、107、111、116、122、128、131、137、142、148、150g/10min。
矿物填料,用于增强所述聚丙烯的力学性能,使得所述聚丙烯材料具有良好的力学性能。以所述主料为100重量份计,所述矿物填料0-30份。在一些具体实施例中,以所述主料为100重量份计,所述矿物填料1、5、7、10、12、15、16、18、19、20、21、23、25、27、30份。
所述矿物填料可参考本领域常规的矿物质,例如滑石粉、碳酸钙、云母等。作为一种实施方式,所述矿物填料选自粒径为1000-10000目的滑石粉。
增韧剂,用于改善所述聚丙烯材料的脆性,以提高所述聚丙烯材料如拉伸强度、弯曲模量和缺口冲击强度等方面的力学性能。以所述主料为100重量份计,所述增韧剂5-25份。在一些具体实施例中,以所述主料为100重量份计,所述增韧剂5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25份。
所述增韧剂可参考本领域常规的增韧材料,如在一些实施方式中,所述增韧剂选自乙烯-丙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。
抗氧剂,用于保护所述聚丙烯材料在材料成型过程中不会被热降解,并提高所述聚丙烯材料的使用寿命,通过复配光稳定剂可进一步提高所述聚丙烯材料的耐候性。以所述主料为100重量份计,所述抗氧剂0.1-2份。在一些具体实施例中,以所述主料为100重量份计,所述抗氧剂0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0份。
所述抗氧剂可参考本领域常规的抗氧材料,例如受阻酚类抗氧剂、亚磷酸盐和硫酯类抗氧剂等。作为一种实施方式,所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物。在一些实施例中,受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合比例为(0.1-0.5):(0.1-0.5)。
光稳定剂,用于提高所述聚丙烯材料的光老化速度,与所述抗氧剂复配,可协同增强所述聚丙烯材料的耐候性。以所述主料为100重量份计,所述光稳定剂0-0.5份。在一些具体实施例中,以所述主料为100重量份计,所述光稳定剂0.1、0.2、0.3、0.4、0.5份。
所述光稳定剂可参考本领域常规的光稳定剂,如在一些实施方式中,所述光稳定剂选为受阻胺类光稳定剂。
具体地,所述气味洗涤剂为水和乙醇的混合液,作为材料体系中的挥发性有机物的载体,当其应用于上述具有特定重量配比和成分组成的聚丙烯材料的制备工艺中,可有效地洗涤去除材料体系中原料带入的或生产过程中形成的挥发性有机物,从而获得低散发兼具优异耐候性能的聚丙烯复合材料,确保所述聚丙烯材料在在此加工时无有害小分子挥发性有机物的散发,绿色安全。
不同于现有的气味洗涤剂,本发明实施例以乙醇和水的混合液为气味洗涤剂,一方面,乙醇和水具有不同的极性,将具有特定重量百分含量的乙醇和水混合,使得所述气味洗涤剂与上述具有特定重量配比和成分组成的主料相容,并使得大部分的挥发性有机物在工艺中能够以水和乙醇为载体从材料体系中挥发出去,使得聚丙烯材料中的挥发性有机物去除得更加彻底,从而有效地降低聚丙烯材料中散发的难闻气味;另一方面,乙醇和水具有不同的沸点,从工艺过程中具有一定的先后挥发顺序,可对材料体系中的挥发性有机物进行多级洗涤去除,同时,满足聚丙烯材料制备工艺的需求,并避免由于气味洗涤剂由于沸点过低导致在工艺过程中过早地挥发,从而最大限度地驱除上述具有特定重量配比和成分组成的聚丙烯材料中的挥发性有机物,;又一方面,具有较高的挥发性,无溶剂残留,不引入新的杂质,不影响所述聚丙烯材料的力学性能和耐候性能;再一方面,水和乙醇均为绿色溶剂,不威胁人体的健康安全。因而,本发明实施例以乙醇和水的混合液为气味洗涤剂的技术方案,相对于单独采用水为气味洗涤剂的技术方案,明显地提高了对材料体系中的挥发性有机物的洗涤去除效率;同时,避免了易燃试剂乙醇单独作用时容易在高温条件下发生自燃的安全隐患。
所述聚丙烯材料中,所述气味洗涤剂的重量为主料的3wt%-10wt%,且乙醇的重量为气味洗涤剂的3wt%-10wt%。在一些具体实施例中,所述气味洗涤剂的重量为主料的3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%。在一些具体实施例中,所述乙醇的重量为气味洗涤剂的3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%。
经测试,当所述气味洗涤剂的重量为主料的3wt%-10wt%,且乙醇的重量为气味洗涤剂的3wt%-10wt%时,具有良好的挥发性有机物驱除效果,制得的聚丙烯材料残留的总挥发性有机物≤20μg/g,气味等级≤3.5级,且保持优异的力学性能和耐候性能。当所述气味洗涤剂的重量小于主料的3wt%时,所述气味洗涤剂起不到充分洗涤材料体系中小分子挥发性有机物的作用;当所述气味洗涤剂的重量大于主料的10wt%时,气味洗涤剂的添加增加了一定的工艺难度,导致生产困难,下料不稳定,并导致得到的聚丙烯材料的力学性能变差,例如拉伸强度和弯曲模量明显降低,材料密度不对等。当所述气味洗涤剂中所述乙醇的重量百分含量低于3wt%或高于10wt%时,其对所述聚丙烯材料的挥发性有机物驱除效果变差。
综上,本发明实施例采用具有特定重量配比的水和乙醇的混合液作为气味洗涤剂,可最大限度地驱除上述具有特定重量配比和成分组成的聚丙烯材料中的挥发性有机物,从而获得低难闻气味散发和低有害挥发性有机物残留效果理想的聚丙烯材料。
以下为上述聚丙烯材料的制备方法。
相应地,一种聚丙烯材料的制备方法,包括以下步骤:
S01、按照上述聚丙烯材料提供聚丙烯、矿物填料、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂和气味洗涤剂;
S02、将所述聚丙烯、所述矿物填料、所述增韧剂、所述抗氧剂和所述光稳定剂进行第一混合,获得第一混合物;
S03、将所述气味洗涤剂与所述第一混合物采用热熔挤出工艺进行熔融挤出,获得所述聚丙烯材料。
其中,步骤S01中所采用的聚丙烯、矿物填料、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂和气味洗涤剂与上文所述的聚丙烯、矿物填料、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂和气味洗涤剂基本相同,为了节省篇幅,此处不再一一赘述。
步骤S02中,将所述聚丙烯、所述矿物填料、所述增韧剂、所述抗氧剂和所述光稳定剂进行第一混合,以实现所述聚丙烯、所述矿物填料、所述增韧剂、所述抗氧剂和所述光稳定剂间的预混。
将所述聚丙烯、所述矿物填料、所述增韧剂、所述抗氧剂和所述光稳定剂进行第一混合的步骤,可参考本领域的常规操作,例如,可将部分原料先进行混合,再加入剩余原料进行共混,本发明对此不作具体限定。在一些实施例中,所述第一混合的步骤在高速混料机中进行。在一些实施例中,所述第一混合在高速混料机中以800rpm的转速混合30min。
步骤S03中,将所述气味洗涤剂与所述第一混合物采用热熔挤出工艺进行熔融挤出,以制备所述聚丙烯材料。
进行熔融挤出的过程中,所述第一混合物中的所述聚丙烯、所述矿物填料、所述增韧剂、所述抗氧剂和所述光稳定剂进行分子水平的混合;与此同时,所述气味洗涤剂与体系中的挥发性有机物充分混合,体系中的挥发性有机物溶解在所述气味洗涤剂中,并随着熔融挤出过程的进行,所述挥发性有机物以所述气味洗涤剂为载体挥发到体系外。
将所述气味洗涤剂与所述第一混合物采用热熔挤出工艺进行熔融挤出的步骤,可参考本领域的常规熔融挤出的操作,如在一些实施例中,采用双螺旋挤出设备将所述气味洗涤剂与所述第一混合物进行熔融挤出。
作为一种实施方式,将所述气味洗涤剂与所述混合物采用热熔挤出工艺进行熔融挤出的步骤包括:
S031、提供双螺杆挤出设备,所述双螺杆挤出设备的螺杆机筒包括依次设置的加料段、第一混合段、第二混合段、第一真空排气段、第三混合段和第二真空排气段;
S032、将所述第一混合物从所述加料段加入所述双螺杆挤出设备中,然后在所述第一混合段加入所述气味洗涤剂,使得所述气味洗涤剂与所述第一混合物在所述第一混合段和所述第二混合段进行混合,获得第二混合物;之后,所述第二混合物依次经过所述第一真空排气段、所述第三混合段和所述第二真空排气段直至离开所述双螺杆挤出设备。
更为具体地,步骤S031中所述双螺杆挤出设备包括依次设置的加料段、第一混合段、第二混合段、第一真空排气段、第三混合段和第二真空排气段,其具体构造可参考本领域的常规双螺杆挤出设备。在一些实施例中,所述双螺杆挤出设备还包括熔融段、熔体输送段和计量段,且加料段、熔融段、熔体输送段、第一混合段、第二混合段、第一真空排气段、第三混合段、第二真空排气段和计量段依次设置,所述加料段、熔融段、熔体输送段、第一混合段、第二混合段、第一真空排气段、第三混合段、第二真空排气段和计量段与物料在螺杆机筒中经历的熔融挤出过程一一对应。
更为具体地,步骤S032中,将所述第一混合物从所述加料段加入所述双螺杆挤出设备中。不同于在加料段加入气体洗涤剂的现有技术,通过控制所述气味洗涤剂在第一混合段投料到双螺杆挤出设备中,以避免早于第一混合段投料时可能出现的气味洗涤剂过早挥发以及冒料等问题,使得所述气味洗涤剂与所述第一混合物在所述第一混合段和所述第二混合段进行第一次充分混合洗涤,确保得到低散发兼具优异耐候性能的聚丙烯复合材料。在一些实施例中,采用液体流量泵在所述双螺杆挤出设备的第一混合段中加入所述气味洗涤剂,以精确控制所述气味洗涤剂的添加量,操作方便。
更为具体地,所述气味洗涤剂与所述第一混合物在所述第一混合段和第二混合段进行混合,获得第二混合物;之后,所述第二混合物依次经过所述第一真空排气段、所述第三混合段和所述第二真空排气段直至离开所述双螺杆挤出设备。
在熔融挤出的过程中,所述气味洗涤剂与所述第一混合物在所述第一混合段和第二混合段进行混合,所述气味洗涤剂与所述第一混合物中的挥发性有机物进行第一次混合洗涤;由此得到的第二混合物经过所述第一真空排气段,由于真空负压吸走了大量的挥发性有机物和气味洗涤剂,实现对所述材料体系中的挥发性有机物的第一次去除;经过第三混合段,剩余的气味洗涤剂与材料体系中剩余的挥发性有机物进行再次混合洗涤;最后,经过第二真空排气段,由于真空负压吸收了剩余的气味洗涤剂和挥发性有机物。通过两次混合洗涤和两次真空排气的结合,使得材料体系中的挥发性有机物驱除得更为彻底,进而获得低难闻气味散发和低有害挥发性有机物残留效果理想的聚丙烯材料。
进一步实施例中,所述第一真空排气段和/或所述第二真空排气段的真空度≤-0.05bar,如在一些实施例中,所述第一真空排气段和/或所述第二真空排气段的真空度为-0.07bar。
进一步实施例中,将所述气味洗涤剂与所述第一混合物采用热熔挤出工艺进行熔融挤出的步骤中,将所述气味洗涤剂与所述第一混合物在190-230℃下进行热熔挤出。在一些实施例中,从投料到熔融挤出的过程中包括11个加热工作区,温度依次为:190-200℃、195-200℃、210-215℃、200-205℃、205-210℃、210-215℃、205-210℃、205-210℃、210-215℃、205-210℃、200-205℃,确保所述聚丙烯材料具有良好的力学性能。进一步地,上述加热工作区与所述加料段、第一混合段、第二混合段、第一真空排气段、第三混合段和第二真空排气段相对应;其中,按照所述加料段到第二真空排气段的方向,所述第一混合段对应于第4个加热工作区、第二混合段对应于第5个加热工作区,第一真空排气段对应于第6个加热工作区,第三混合段对应于第7-8个加热工作区,第二真空排气段对应于第9个加热工作区。在一些具体实施例中,按照所述加料段到第二真空排气段的方向,温度依次为190℃、195℃、215℃、205℃、205℃、215℃,205℃、205℃、215℃、205℃、200℃,在该条件下可以有效控制聚丙烯加工过程中的分解,有利于降低产品VOC含量。
进一步实施例中,所述双螺杆挤出设备中,所述双螺杆挤出设备的长径比为(36-60):1,优选为(50-55):1,如在一些实施例中,长径比为52:1,如此,以充分保证了挤出工艺的需要,确保洗涤剂与聚丙烯树脂得以充分混合与洗涤,促进滑石粉在聚丙烯树脂中均匀分散。
进一步实施例中,所述双螺杆挤出设备中,螺杆转速为500-800rpm,优选为600-700rpm,如在一些实施例中,转速为650rpm。
综上,本发明实施例提供的聚丙烯材料的制备方法中,采用热熔挤出工艺,将气味洗涤剂与其余组分进行熔融挤出,方法简单,操作简便,工艺难度低,成本低,易于规模化制备低散发效果理想的聚丙烯材料。
经测试,本发明实施例通过上述制备方法得到的聚丙烯材料不仅具有优异的力学性能和耐候性能,还具有良好的挥发性有机物驱除效果,其中,材料中残留的总挥发性有机物≤20μg/g,气味等级≤3.5级。
为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解,以及本发明实施例一种聚丙烯材料及其制备方法的进步性能显著地体现,以下通过实施例对本发明的实施进行举例说明。
实施例1-8和对比例1-8提供的聚丙烯材料的配方如表1所示:
表1
实施例1-8和对比例1-5提供的聚丙烯材料,其制备方法包括以下步骤:
S11、按照表1所示的配方称取各原料;
将所述聚丙烯、所述矿物填料、所述增韧剂、所述抗氧剂和所述光稳定剂进行第一混合,获得第一混合物;
将所述气味洗涤剂与所述第一混合物采用热熔挤出工艺进行熔融挤出,获得所述聚丙烯材料。
S12、将聚丙烯(熔体指数为30g/10min,共聚聚丙烯)、乙烯-丁烯共聚物POE、阻酚类抗氧剂1010、光稳定剂于转速约为800rpm的高速混合器中干混30s,然后加入滑石粉(3000目)再混合2分钟,得到第一混合物。
S13、提供双螺杆挤出设备,所述双螺杆挤出设备的螺杆机筒包括依次设置的加料段、第一混合段、第二混合段、第一真空排气段、第三混合段和第二真空排气段;其中,第一真空排气段的真空度为-0.07MPa,第二真空排气段的真空度为-0.07MPa;双螺旋挤出设备的长径比为52:1,螺杆转速为650rpm;双螺旋挤出设备具有11个加热工作区,按照投料至熔融挤出的方向,温度依次为190℃、195℃、215℃、205℃、205℃、215℃、205℃、205℃、215℃、205℃、200℃。加料段对应于第1-3个加热工作区(190℃、195℃、215℃),第一混合段对应于第4个加热工作区(205℃)、第二混合段对应于第5个加热工作区(205℃),第一真空排气段对应于第6个加热工作区(215℃),第三混合段对应于第7-8个加热工作区(205℃、205℃),第二真空排气段对应于第9个加热工作区(215℃)。
S14、将第一混合物从加料段加入双螺杆挤出设备中,然后采用液体流量泵从第一混合段(第4个加热工作区)加入气味洗涤剂,得到第二混合物;第二混合物经过双螺杆挤出设备进行熔融真空挤出制粒,得到聚丙烯复合材料。
对比例6提供的聚丙烯材料的制备方法,与实施例1的区别在于:步骤S14中气味洗涤剂从第三混合段(第8个加热工作区)加料。
对比例7提供的聚丙烯材料的制备方法,与实施例1的区别在于:步骤S14中气味洗涤剂从加料段(第3个加热工作区)加料。
对比例8提供的聚丙烯材料的制备方法,与实施例1的区别在于:步骤S14中气味洗涤剂从第二混合段(第5个加热工作区)加料。
测试例
将实施例1-8和对比例1-8的聚丙烯材料进行注塑成型制备成测试样条,测试其密度、力学性能、气味等级和总挥发性有机物等性能参数,表2为与测试标准,表3为气味评价等级表,表4为测试结果。
如表4测试结果所示,由实施例1-8的聚丙烯材料制得的测试样条中,总挥发性有机物≤20μg/g,气味等级≤3.5级,且保持优异的力学性能和耐候性能,显示本发明实施例的方法具有良好的挥发性有机物驱除效果。
对比例2的气味洗涤剂中乙醇的重量百分含量低于3wt%,对比例3的气味洗涤剂中乙醇的重量百分含量高于10wt%时,其均对所述聚丙烯材料的挥发性有机物驱除效果变差。
对比例4的气味洗涤剂的重量小于主料的3wt%,由此制得的测试样条中总挥发性有机物的含量超高,显示气味洗涤剂的用量影响材料体系中小分子挥发性有机物去除效果。
对比例5的气味洗涤剂的重量大于主料的10wt%,由此得到的聚丙烯材料拉伸强度和弯曲模量明显降低,材料密度不对等。
对比例6的气味洗涤剂在第二真空排气段加入,气味洗涤剂与物料无法充分混合就已被真空吸走,驱除VOC效果欠佳。
对比例7的气味洗涤剂在加料段加入,由于气味洗涤剂加入的区域太靠近材料熔融段,熔融的PP材料还未完全将螺杆和炮筒填充密实,汽化的气味洗涤剂,易逆向流动,从加料口溢出,造成气味洗涤剂无法与PP材料充分混合,同时还易造成加料口的架桥严重,影响正常生产,最终的产品性能偏低,密度不准确,VOC效果欠佳。
对比例8的气味洗涤剂在第一混合段、第二混合段加入,与抽真空区域靠近,气味洗涤剂与聚丙烯树脂无法充分混合就已被真空吸走,驱除VOC效果欠佳。
表2
表3
表4
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的聚丙烯材料,其特征在于,所述聚丙烯为共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯,且所述聚丙烯的熔融指数在230℃、2.16kg的条件下为2-150g/10min。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯材料,其特征在于,所述矿物填料选自粒径为1000-10000目的滑石粉。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯材料,其特征在于,所述增韧剂选自乙烯-丙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯材料,其特征在于,所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述光稳定剂选为受阻胺类光稳定剂。
7.一种聚丙烯材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
按照权利要求1至6中任一项所述的聚丙烯材料提供聚丙烯、矿物填料、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂和气味洗涤剂;
将所述聚丙烯、所述矿物填料、所述增韧剂、所述抗氧剂和所述光稳定剂进行第一混合,获得第一混合物;
将所述气味洗涤剂与所述第一混合物采用热熔挤出工艺进行熔融挤出,获得所述聚丙烯材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,将所述气味洗涤剂与所述混合物采用热熔挤出工艺进行熔融挤出的步骤包括:
提供双螺杆挤出设备,所述双螺杆挤出设备包括依次设置的加料段、第一混合段、第二混合段、第一真空排气段、第三混合段和第二真空排气段;
将所述第一混合物从所述加料段加入所述双螺杆挤出设备中,然后在所述第一混合段加入所述气味洗涤剂,使得所述气味洗涤剂与所述第一混合物在所述第一混合段和所述第二混合段进行混合,获得第二混合物;之后,所述第二混合物依次经过所述第一真空排气段、所述第三混合段和所述第二真空排气段直至离开所述双螺杆挤出设备。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述第一真空排气段和/或所述第二真空排气段的真空度≤-0.05bar。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的制备方法,其特征在于,将所述气味洗涤剂与所述第一混合物采用热熔挤出工艺进行熔融挤出的步骤中,将所述气味洗涤剂与所述第一混合物在190-230℃下进行热熔挤出。
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