专利名称：一种低voc的耐刮擦改性聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于改性聚丙烯复合材料领域，具体涉及一种耐磨剂/耐刮擦剂改性聚丙烯复合材料，尤其涉及一种适用于制造汽车内饰件的低voc的耐刮擦改性聚丙烯复合材
料；本发明同时还涉及所述改性聚丙烯复合材料的制备方法。
背景技术：
聚丙烯以密度小、性价比高，具有优异的耐热性能、刚性、耐化学药品腐蚀性，易于加工成型和回收等特性在汽车上得到广泛的应用，成为汽车用塑料中用量最大、发展速度最快的品种。然而聚烯烃材料的耐刮擦性能明显较差，而这一性能却是仪表板、操控台和门板表皮等汽车内部应用部件的关键性能。抗刮性是汽车外部应用部件、ATVs(全地形车辆)等车辆、耐用品和家具等的重要性能之一。塑料和汽车工业正积极寻找解决方案以提高聚烯烃材料的耐刮擦性能。同时，由于耐刮擦剂其本身的特性导致材料中可挥发有机物含量过高，不能满足汽车内饰件对气味、雾化等性能的要求。不仅如此，当暴露在紫外光的条件下，耐刮擦剂还会在材料表面形成高浓度积聚，从而带来胶粘性。因此，如何能同时解决聚丙烯材料的气味和刮擦问题就成为目前人们探索的方向与目标。
发明内容
本发明的目的是提供一种低V0C的耐刮擦改性聚丙烯复合材料。 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种低VOC的耐刮擦改性聚丙烯复
合材料，包括凍丙烯、增韧齐u、矿物填料、气味吸附齐u、耐磨剂/耐刮擦剂和助剂，按照重量
份，上述成份的重量份分别为 聚丙烯 60-90 ; 增韧剂 5-20 ; 矿物填料 5-20 ; 气味吸附剂 0. 1-4 ; 耐磨剂/耐刮擦剂 1-10 ; 助齐[J 0. 1-3 ; 其中，聚丙烯、增韧剂和矿物填料的重量份之和为100份。所述气味吸附剂选自膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝的混合物。所述耐磨剂/耐刮擦剂选自TF 9207、TEG0MER H-Si 6440P中的一种或两种的混合物，其中TF 9207为一种聚四氟乙烯微粉，TEG0MER H-Si 6440P为一种反应型高聚硅氧烷。 优选的技术方案中，粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝或分子筛中的三种
的混合物中的三种气味吸附剂的重量比为i :i:i。 进一步优选的技术方案中，耐磨剂/耐刮擦剂选自TF 9207与TEG0MER H-Si6440P的混合物。 上述技术方案中，所述聚丙烯、增韧剂、矿物填料、耐磨剂/耐刮擦剂或助剂都是本领域技术人员公知的常用的成份，具体地 所述聚丙烯选自高结晶的均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一种或两种的混合物。其中，均聚聚丙烯的分子量范围为30 40万；共聚聚丙烯中丙烯单体和乙烯单体的摩尔比
为13 : 7 17 : 3 ;其结晶度不得低于70%。
所述增韧剂选自乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯共聚
物中的一种或一种以上的混合物。 所述矿物调料选自滑石粉、碳酸钙或硅灰石中的一种或一种以上的混合物。其中，滑石粉粒径为1250 10000目；碳酸钙粒径为800 10000目；硅灰石粒径为1 10 ii m。 所述助剂选自抗氧剂1010、抗氧剂619、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂PS802、光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂UV-3853或紫外吸收剂UV-2908中的一种或一种以上的混合物；抗氧剂1010的CAS号为6683-19-8，分子式为C7孔。8(^，化学名为四[P_(3，
5_ 二叔丁基_4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯； 抗氧剂619的化学名为二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯；抗氧剂168的CAS号为31570-04-4，分子式为C42H6303P，化学名为亚磷酸三(2，
4_ 二叔丁基苯基)酯； 抗氧剂1076的CAS号为2082-79-3，分子式为C35H6203，化学名为P-(4-羟
基_3， 5_ 二叔丁基苯基)丙酸正十八酯； 抗氧剂PS802的CAS号为693_36_7，分子式为C42H8204S，化学名为硫代二丙酸二硬脂醇酯，化学名为硫代二丙酸二硬脂醇酯；光稳定剂770的CAS号为52829-07-9，分子式为C28H5204N2，化学名为双(2， 2，
6， 6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯； 光稳定剂944的CAS号为70624-18-9，分子式为(C35H66N8)n = 4-5，化学名为聚{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]]-1，3，5-三嗪-2，4-[(2，2，6，6， _四甲基-哌啶基)亚氨基]-1，6-己二撑[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}; 光稳定剂UV-3853的CAS号为167078-06-0，分子式为C27H53N02，化学名为2， 2，6， 6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯； 紫外吸收剂UV-2908的CAS号为67845-93-63，分子式为C31H5403，化学名为:5_ 二叔丁基_4-羟基苯甲酸十六烷基酯。 上述低VOC的耐刮擦改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤
(1)按上述重量配比称取原料； (2)将聚丙烯与增韧剂在1000 2000转/分下高速混合3 15分钟；然后加入矿物填料，在1000 2000转/分下高速混合3 15分钟；再加入耐磨剂/耐刮擦剂，在1000 2000转/分下高速混合2 10分钟，最后加入气味吸附剂和其他助剂，在1000 2000转/分下高速混合2 10分钟，得到预混料； (3)将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3 5分钟，其中螺杆各区的温度为190 250°C ，螺杆转速为200 500转/分，挤出造粒，即可制得低VOC的耐刮擦的改性聚丙烯复合材料。
本发明与现有技术相比具有下列优点 1、在塑料改性中，经常采用硅氧烷作为耐磨添加剂。而常规的硅氧烷容易析出，并且在混合过程中仅仅是物理混合，由于与塑料的表面张力差距过大，并且无极性，所以混合不均匀。硅氧烷的耐磨性并不能得到充分的体现。而H-Si6440为双官能团的梳型结构，塑料挤出的过程中，由于高温诱发其与塑料表面的活性基团交联(塑料母粒表面一般都有羟基)，其交联后成为塑料的一部分。其不会再迁移到表面，而且由于充分的分散，其硅氧烷的耐磨特性得到充分发挥。 2、耐磨剂TF-9207是低分子量含氟聚合物，其具有120 y m的初级粒径，在基体材
料中均匀分散，摩擦时会形成转移膜，因而具有较强的自润滑性，同时也能降低磨耗因子。
3、采用多种气味吸附剂复配，彼此之间可以产生"协同效应"，更加有效地吸附塑料在加工过程中释放的有气味的气体小分子。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进实施例1 :按下述配方备料
(a) 聚丙烯
(b) 增韧剂
(c) 矿物填料
(d) 气味吸附剂
(e) 耐磨剂/耐刮擦剂
(f) 其他助剂
一步描述
70质j10质〗20质j3质量6质〗l质量
S份
S份(POE)S份(滑石粉)t份S份t份
其中，气味吸附剂包括膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝，按照质量比，膨润
土 多孔二氧化硅活性氧化铝=i:i:i ;耐磨剂/耐刮擦剂包括tf9207、 tegomer
H-Si 6440P，按照质量比，TF 9207 :TEGOMER H_Si 6440P = 10 : 1。 将聚丙烯与增韧剂在1000 2000转/分下高速混合5分钟；然后加入矿物填料，在1000 2000转/分下高速混合5分钟；再加入耐磨剂/耐刮擦剂，在1000 2000转/分下高速混合3分钟，最后加入气味吸附剂和其他助剂，在1000 2000转/分下高速混合3分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低VOC的耐刮擦改性聚丙烯复合材料，可用于汽车内饰件。 经检测，所制得的聚丙烯复合材料性能如表1所示。
实施例2
按下述配方备料
(a)聚丙烯 70质j (b)增韧剂 10质〗 (c)矿物填料 20质〗 (d)气味吸附剂 3质量 (e)耐磨剂/耐刮擦剂 6质〗[OO55] (f)其他助剂 1质量
險份
l:份(POE)
l:份(滑石粉)
份
l:份份
5
其中，气味吸附剂包括膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝，按照质量比，膨润
土 多孔二氧化硅活性氧化铝=i:i:i ;耐磨剂/耐刮擦剂包括tf9207、 tegomer
H-Si 6440P，按照质量比，TF 9207 :TEGOMER H_Si 6440P = 15 : 1。 将聚丙烯与增韧剂在1000 2000转/分下高速混合5分钟；然后加入矿物填料，在1000 2000转/分下高速混合5分钟；再加入耐磨剂/耐刮擦剂，在1000 2000转/分下高速混合3分钟，最后加入气味吸附剂和其他助剂，在1000 2000转/分下高速混合3分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低VOC的耐刮擦改性聚丙烯复合材料，可用于汽车内饰件。 经检测，所制得的聚丙烯复合材料性能如表1所示。实施例3
按下述配方备料
(a) 聚丙烯
(b) 增韧剂
(c) 矿物填料
(d) 气味吸附剂
(e) 耐磨剂/耐刮擦剂
(f) 其他助剂
70质j10质〗20质j3质量6质〗l质量
S份
S份(POE)S份(滑石粉)t份S份t份
其中，气味吸附剂包括膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝，按照质量比，膨润
土 多孔二氧化硅活性氧化铝=i:i:i ;耐磨剂/耐刮擦剂包括tf9207、 tegomer
H-Si 6440P，按照质量比，TF 9207 :TEGOMER H_Si 6440P = 20 : 1。 将聚丙烯与增韧剂在1000 2000转/分下高速混合5分钟；然后加入矿物填料，在1000 2000转/分下高速混合5分钟；再加入耐磨剂/耐刮擦剂，在1000 2000转/分下高速混合3分钟，最后加入气味吸附剂和其他助剂，在1000 2000转/分下高速混合3分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低VOC的耐刮擦改性聚丙烯复合材料，可用于汽车内饰件。 经检测，所制得的聚丙烯复合材料性能如表1所示。实施例4
按下述配方备料
(a) 聚丙烯 70质
(b) 增韧剂 10质
(c) 矿物填料 20质
(d) 气味吸附剂 3质J
(e) 耐磨剂/耐刮擦剂 8质
(f) 其他助剂 1质
i:份
t份(POE)
i:份(滑石粉)
份
i:份份
其中，气味吸附剂包括膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝，按照质量比，膨润土 多孔二氧化硅活性氧化铝=i:i:i ;耐磨剂/耐刮擦剂包括tf9207、 tegomer
H-Si 6440P，按照质量比，TF 9207 :TEGOMER H_Si 6440P = 15 : 1。 将聚丙烯与增韧剂在1000 2000转/分下高速混合5分钟；然后加入矿物填料，在1000 2000转/分下高速混合5分钟；再加入耐磨剂/耐刮擦剂，在1000 2000转/分下高速混合3分钟，最后加入气味吸附剂和其他助剂，在1000 2000转/分下高速混合3分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低V0C的耐刮擦改性聚丙烯复合材料，可用于汽车内饰件。 经检测，所制得的聚丙烯复合材料性能如表1所示。实施例5
按下述配方备料
(a) 聚丙烯
(b) 增韧剂
(c) 矿物填料
(d) 气味吸附剂
(e) 耐磨剂/耐刮擦剂
(f) 其他助剂
70质量份10质量份(P0E)20质量份(滑石粉)3质量份
10质量份l质量份
其中，气味吸附剂包括膨润土、多孔二氧化硅和活性氧化铝，按照质量比，膨润
土 多孔二氧化硅活性氧化铝=i:i:i ;耐磨剂/耐刮擦剂包括tf9207、 tegomer
H-Si 6440P，按照质量比，TF 9207 :TEGOMER H_Si 6440P = 15 : 1。 将聚丙烯与增韧剂在1000 2000转/分下高速混合5分钟；然后加入矿物填料，在1000 2000转/分下高速混合5分钟；再加入耐磨剂/耐刮擦剂，在1000 2000转/分下高速混合3分钟，最后加入气味吸附剂和其他助剂，在1000 2000转/分下高速混合3分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到低VOC的耐刮擦改性聚丙烯复合材料，可用于汽车内饰件。 经检测，所制得的聚丙烯复合材料性能如表1所示。
实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5
拉伸强度/MPa23. 424. 825. 626. 126. 9
弯曲强度/MPa45. 746. 448. 348. 750. 5
缺口冲击KJ/m219. 319. 018. 918. 518. 2
TVOC ii gC/g14. 715. 015. 615. 517. 1
耐刮擦性(Delta L)1. 50. 91. 60. 51. 0 这些实施例仅用于说明本发明而不应该限制本发明的范围。此外，在阅读了本发明所述内容之后，本领域技术人员对本发明做各种等价形式的改动或修改，这些等价形式同样属于本申请的权利要求书所限定的范围。
权利要求
一种低VOC的耐刮擦改性聚丙烯复合材料，包括聚丙烯、增韧剂、矿物填料、气味吸附剂、耐磨剂/耐刮擦剂和助剂，其特征在于，按照重量份，上述成份的重量份分别为聚丙烯 60-90；增韧剂 5-20；矿物填料 5-20；气味吸附剂 0.1-4；耐磨剂/耐刮擦剂5-15；助剂 0.1-3；其中，聚丙烯、增韧剂和矿物填料的重量份之和为100份。所述气味吸附剂选自粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝或分子筛中的三种的混合物。所述耐磨剂/耐刮擦剂选自TF 9207、、TEGOMER H-Si 6440P中的一种或两种的的混合物。
2. 根据权利要求1所述低散发的改性聚丙烯复合材料，其特征在于粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝或分子筛中的三种的混合物中的三种气味吸附剂的重量比为i : i : L
3. 根据权利要求i所述低voc的耐刮擦改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述聚丙烯选自高结晶的均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯，可以是单一的，也可以是混合的；其结晶度不得低于70%。
4. 根据权利要求1所述低V0C的耐刮擦改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述增韧剂选自乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物中的一种或一种以上的混合物。
5. 根据权利要求1所述低V0C的耐刮擦改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述矿物调料选自滑石粉、碳酸钙或硅灰石中的一种或一种以上的混合物。
6. 根据权利要求1所述低V0C的耐刮擦改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述助剂选自抗氧剂1010、抗氧剂619、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂PS802、光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂UV-3853或紫外吸收剂UV-2908中的一种或一种以上的混合物。
7. —种低VOC的耐刮擦改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1) 按权利要求1所述重量配比称取原料；(2) 将聚丙烯与增韧剂在1000 2000转/分下高速混合3 15分钟；然后加入矿物填料，在1000 2000转/分下高速混合3 15分钟；再加入耐磨剂/耐刮擦剂，在1000 2000转/分下高速混合2 10分钟，最后加入气味吸附剂和其他助剂，在1000 2000转/分下高速混合2 10分钟，得到预混料；(3) 将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3 5分钟，其中螺杆各区的温度为190 25(TC，螺杆转速为200 500转/分，挤出造粒，即可制得低VOC的耐刮擦的改性聚丙烯复合材料。
全文摘要
本发明属于改性聚丙烯复合材料领域，涉及一种适用于制造汽车内饰件的低VOC的耐刮擦改性聚丙烯复合材料，包括聚丙烯、增韧剂、矿物填料、气味吸附剂、耐磨剂/耐刮擦剂和助剂，按照重量份，上述成份的重量份分别为聚丙烯 60-90；增韧剂 5-20；矿物填料 5-20；气味吸附剂 0.1-4；耐磨剂/耐刮擦剂 5-15；助剂 0.1-3；所述气味吸附剂选自粘土、膨润土、多孔二氧化硅、活性氧化铝或分子筛中的三种的混合物。所述耐磨剂/耐刮擦剂选自聚四氟乙烯微粉或反应型高聚硅氧烷中的一种或两种的混合物。本发明所制得改性聚丙烯复合材料不仅具有较好的耐冲击性能及强度；而且还具有出色的耐刮擦性能以及优异的低VOC散发特性；同时所需原材料来源广泛，方便易得。
文档编号C08L83/04GK101787159SQ20101010971
公开日2010年7月28日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者任俊, 余林华, 顾在春 申请人:苏州旭光聚合物有限公司