一种低散发兼具优异耐候性能的聚丙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及聚丙締复合材料领域，具体设及一种低散发兼具优异耐候性能的聚丙 締复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙締因其具有密度小、强度高、硬度大、耐磨、耐弯曲疲劳、耐热溫度高、耐湿和 耐化学性优良、容易加工成型、价格低廉等优点一直是汽车工业和塑料工业关注的焦点。聚 丙締复合材料为了满足汽车标准要求，往往添加无机填料、弹性体、抗氧剂、耐划伤剂等物 质。运些材料在加工过程中会产生挥发性物质。
[0003] 目前现有技术中，一般采用添加吸附剂或者脱挥工艺来降低其小分子挥发性物 质。脱挥工艺是指在聚丙締合成过程中采用专业脱挥设备来降低其小分子挥发物的含量， 该法所需设备、工艺条件均较为复杂，不适用于共混改性工艺；添加吸附剂法是指在聚丙締 挤出过程中添加吸附剂，如粘±、膨润±、多孔二氧化娃、活性氧化侣和分子筛等。该方法的 原理是利用吸附剂与复合材料烙融共混，在基体中捕捉并吸附一些小分子挥发物来达到降 低TV0C(总挥发性有机物）值的目的。
[0004] 围绕W上几个方面，人们做了不少工作。公开号为CN1840576A(申请号为 200510024840. 2)中国专利申请公开了一种高性能低气味汽车仪表板专用聚丙締及 其制备方法，通过添加无机粉状分子筛类的气味改性剂实现低气味，申请公布号为CN 103724916A(申请号为201310694405. 5)公开了一种具有低散发性的耐热氧化聚丙締组合 物及其制备方法，通过添加吸附剂实现低散发。上述的两个技术方案，均通过添加吸附剂来 降低材料的气味，但运种方法制得的产品存在吸附平衡的问题。在较高的溫度下平衡向解 吸附的方向移动，造成小分子挥发物的散发。 阳005]
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种低散发兼具优异耐候性能的聚 丙締复合材料的制备方法，该方法生产工艺简单且成本较低，得到的聚丙締复合材料可w满足国内外汽车组机厂的要求。
[0007] 一种低散发兼具优异耐候性能的聚丙締复合材料的制备方法，采用W下重量百分 含量的原料：
[0008] 聚丙稀 40%~90%; 增初剂 5%~15%; 矿物填料 18%~40%; 水 7%~13%; 抗氧剂 0.1%~3%; 光稳定剂 0.02%~2%; 着色剂 0%~3%;
[0009] 该方法包括W下步骤：
[0010] 将聚丙締、增初剂、矿物填料、抗氧剂、光稳定剂和着色剂混合，得到混合物，然后 将混合物从喂料口加入到双螺杆挤出机进行烙融共混，双螺杆挤出机包括依次连接的11 个加热工作区，将第6个加热工作区和第7个加热工作区的真空度控制在-0. 05MPaW上， 水在双螺杆挤出机的第7个加热工作区通入，经双螺杆挤出机真空挤出造粒，得到低散发 兼具优异耐候性能的聚丙締复合材料。 1 ] 本发明中，为了能够较好地降低材料的TV0C值，添加7 %~13 %含量较多的水，如 果主喂料或侧喂料加入，则非常容易造成冒料等情况，最终导致其性能较差，为了避免上述 的情况，本发明人偶然发现，通过采用11个加热工作区的双螺杆挤出机，第6个加热工作区 和第7个加热工作区的真空度在-0. 05MPaW上，水在双螺杆挤出机的第7个加热工作区通 入，不会出现冒料等情况，因此，在大大降低材料的TV0C值同时，可W保证材料优异的力学 性能。
[0012] 作为优选，所述的混合是在混合器中500~3000巧m高速混合1~20分钟。
[0013] 作为优选，所述的双螺杆挤出机的烙融共混的溫度为190°C~220°C。
[0014] 进一步优选，所述的双螺杆挤出机从喂料口到挤出造粒的11个加热工作区的 溫度为：195°C~200°C，195°C~200°C，200°C~205°C，200°C~205°C，205°C~210°C， 205°C~210。205°C~210。210°C~215。205°C~210。205°C~210。200°C~ 205°C。上述溫度更有利于材料的混合，并且适合水的添加，不但能够最大限度的降低材料 的TV0C值，而且，还能够最大限度的保证材料优异的力学性能。
[0015]作为优选，所述双螺杆挤出机的长径比为50~55 :1 (优选为52 :1)，共11个加热 区。在第5个加热工作区和第8个加热工作区分别装有真空累（即两个高功率真空累），将 第6个加热工作区和第7个加热工作区的真空度控制在-0. 05MPaW上，真空度是指相对真 空度，真空度范围为-0. 〇5MPa至-0.IMPa，即将第6个加热工作区和第7个加热工作区的真 空度控制在-0. 〇5MPa至-0.IMPa，进一步优选真空度控制在-0. 06MPa至-0. 07MPa。
[0016] 水采用液体流量累在双螺杆挤出机的第7个加热工作区通入。
[0017] 作为优选，采用W下重量百分含量的原料：
[0018] 聚丙稀 43%~65%; 增彻剂 5%~15%; 矿物填料 18%~38%; 水 7%~11%; 抗氧剂 0.1〇/〇~3〇/〇; 光稳定剂 0.02%~2%; 着色剂 0%~3%。
[0019] 所述的聚丙締为共聚聚丙締与均聚聚丙締的混合物或者共聚聚丙締，所述的聚丙 締的烙融指数在230°C，2. 16kg条件下为5~70g/min。选用上述的聚丙締作为基料，能够 使其具有优良的力学性能。
[0020] 所述的增初剂为乙締-丙締嵌段共聚物、乙締-丙締-二締共聚物、乙締-己締共 聚物、乙締-下締共聚物或乙締-辛締共聚物中的一种或两种W上（包括两种）。
[0021] 所述的矿物填料为滑石粉、碳酸巧、硫酸领中的一种或者两种W上（包括两种）。
[0022] 所述的抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂的组合，所述的主抗氧剂为受阻酪类抗氧 剂、硫醋类抗氧剂中的一种或两种，所述的辅抗氧剂为亚憐酸盐类抗氧剂或醋类抗氧剂的 一种或两种。
[0023] 所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
[0024] 所述的着色剂可采用市售产品，可根据需要选择着色剂的种类。
[0025] 本发明还提供了一种低散发兼具优异耐候性能的聚丙締复合材料，所述的制备方 法制备的低散发兼具优异耐候性能的聚丙締复合材料，低散发，并且具有稳定的、优异的力 学性能。
[00%] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0027] 本发明一种低散发兼具优异耐候性能的聚丙締复合材料，使用水作为小分子气提 剂而不使用常规的物理化学吸附剂，经过真空抽提后得到的粒子TV0C残余量《50ugC/g。 用此法制得的聚丙締其耐热老化性能、耐光老化性能均可达到国内外汽车配件厂要求。因 此一方面克服了常规吸附剂的吸附平衡缺点，一方面大大降低了成本。且在本发明中的小 分子气提剂在挤出机第屯加热区位置加入，与那些在主喂料口和侧喂料口加入气提剂的技 术相比，一方面注入方式简单，且注入量大，不存在进料困难的问题。另一方面大大减少了 气提剂在高溫高压下对PP和其它助剂产生降解的可能。
[0028] 本发明一种低散发兼具优异耐候性能的聚丙締复合材料的制备方法，只需在现有 的挤出机上开一个注水孔并配上一台液体流量累即可实现。设备简单，易于实施和操作，易 于工业化生产，具备广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0029] 本发明【具体实施方式】中所采用的原料如下：
[0030] 聚丙締采用上海石化生产的型号为M700R的产品（共聚聚丙締，烙融指数为 7. 5g/min(230°C，2. 1化g))和北欧化工生产的型号为BJ368M0的产品（烙融指数为70g/ min(230°C，2. 1化g));弹性体采用美国杜邦公司型号为8150的产品（乙締-辛締共聚物， P0E);滑石粉采用苏州泽尔化工产品有限公司生产的1250目滑石粉和澳大利亚力拓有限 公司生产的型号为3CA的10000目滑石粉；光稳定剂采用烟台新秀化学有限公司生产的 5589产品（受阻胺类光稳定剂）；抗氧剂1010采用德国己斯夫生产的产品；抗氧剂168也 采用德国己斯夫生产的产品，炭黑采用日本S菱公司生产的型号为MA-100的产品。
[0031] 首先使用进口料作为研究对象，使用的PP为北欧化工的PPBJ368M0,使用的滑石 粉为澳大利亚的10000目滑石粉，具体配方如下： 阳0巧对比例1: 阳03引将68. 5重量份聚丙締BJ368M0U0重量份P0E(8150)、20重量份10000目滑石 粉、0. 2重量份抗氧剂1010、0. 2重量份抗氧剂168、0. 1重量份光稳定剂W及1重量份炭黑 加入转速为1000巧m的高速混合器中混合5分钟，得到混合物，然后再将混合物从喂料口 加入到双螺杆挤出机进行烙融共混，双螺杆挤出机的长径比为52 :1，双螺杆挤出机包括依 次连接的11个加热工作区，双螺杆挤出机从喂料口到挤出造粒的11个加热工作区的溫度 为：195。(：~200。(：，195。(：~200。(：，200。(：~205。(：，200。(：~205。(：，205。(：~210。(：，205。(：~ 210。(：，205。(：~210。(：，210。(：~215。(：，205。(：~210。(：，205。(：~210。(：，200。(：~205。(：，经双 螺杆挤出机真空挤出造粒，得到聚丙締复合材料。
[0034]对比例2 : 阳03引将68. 5重量份聚丙締BJ368M0U0重量份P0E(8150)、20重量份10000目滑石 粉、0. 2重量份抗氧剂1010、0. 2重量份抗氧剂168、0. 1重量份光稳定剂W及1重量份炭黑 加入转速为1000巧m的高速混合器中混合5分钟，得到混合物，然后再将混合物从喂料口 加入到双螺杆挤出机进行烙融共混，双螺杆挤出机的长径比为52 :1，双螺杆挤出机包括依 次连接的11个加热工作区，双螺杆挤出机从喂料口到挤出造粒的11个加热工作区的溫度 为：195。(：~200。(：，195。(：~200。(：，200。(：~205。(：，200。(：~205。(：，205。(：~210。(：，205。(：~ 210°C，205°C~21(TC，21(rC~215°C，205°C~210°C，205°C~21(TC，20(rC~205°C，3 质 量份的水采用液体流量累在双螺杆挤出机的第7个加热工作区通入，经双螺杆挤出机真空 挤出造粒，得到聚丙締复合材料。
[0036] 对比例3 :
[0037] 在第7个加热工作区注入的水量由3质量份改为5质量份，其它配方和步骤同对 比例2。 阳03引实施例1 :
[0039]将68. 5重量份聚丙締BJ368M0U0重量份P0E(8150)、20重量份10000目滑石 粉、0. 2重量份抗氧剂1010、0. 2重量份抗氧剂168、0. 1重量份光稳定剂W及1重量份炭黑 加入转速为1000巧m的高速混合器中混合5分钟，得到混合