一种黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法与流程

本发明属于功能材料，具体涉及一种黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着全球经济的复苏和新兴市场的发展，汽车产量持续增长，为汽车用塑料提供了巨大的市场需求。新能源汽车的快速发展对轻量化材料的需求更为迫切。新能源汽车需要更长的续航里程和更低的能耗，而轻量化是实现这一目标的重要手段之一。因此，新能源汽车的普及将推动汽车用塑料市场的快速增长。

2、汽车轻量化是汽车工业发展的重要方向之一，它对于提高汽车性能、降低油耗和排放具有重要意义。普通pp材料因其成本低、质量轻、易涂装、可循环使用等优点在保险杠、仪表板、门板制造等方面广泛应用，长玻纤增强聚丙烯(lgfpp)材料在汽车前端模块如散热器、喇叭、冷凝器、托架等部件的制造中表现出色。这种材料具有更高的综合性能，如高温疲劳强度、耐腐蚀性和密度小等优点，能够显著减轻汽车重量，提高燃油经济性。长玻纤增强聚丙烯(lgfpp)是一种通过在聚丙烯中加入长度为10到25mm的玻璃纤维而形成的复合材料。长玻纤增强聚丙烯由于其三维空间交叉分布的长玻纤结构，拉伸强度、抗冲击强度和硬度显著高于普通聚丙烯。具有优异的尺寸稳定性和抗蠕变性能。并且具有良好的耐疲劳及耐候性，能够在极端温度下保持稳定的力学性能。相比于金属材料，长玻纤增强聚丙烯具有更高的比强度和比刚度，这使得它成为替代金属的理想选择，特别是在汽车制造领域。

3、lgfpp虽然在汽车领域展现出了卓越的性能和应用前景，但它也存在一些缺点。首先，长玻纤增强聚丙烯在加工过程中可能会产生酸臭味和焦糊味，这主要来源于基材pp树脂、长玻纤表面处理剂偶联剂、相容剂以及注塑加工温度等因素。这些异味不仅影响产品的感官质量，还可能对生产环境和人员健康造成不良影响。另外由于材料本身对热和氧非常敏感，黑色又比较容易吸收热量，易发生氧化降解，导致其力学性能降低，所以黑色的lgfpp材料的耐热氧老化测试也是对lgfpp材料性能重要的考核项。

4、专利cn202010384201.1提供一种低气味低voc长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，包括以下重量份原料：50-70份pp树脂，30-50份表面涂覆有低气味低voc浸润剂的低气味低voc扁平玻璃纤维，0-1份润滑剂，0-4份相容剂，0-2份抗氧剂，0-2份黑色母粒；该方案利用低气味低voc扁平玻璃纤维代替普通圆柱形玻璃纤维，降低长玻纤维增强聚丙烯复合材料的气味和voc含量，提高长玻纤增强聚丙烯复合材料的流动性、力学性能与制件外观，并降低长玻纤增强聚丙烯复合材料制品的翘曲变形。同时利用低气味高活性马来酸酐接枝pp作为相容剂，充分利用其极高的增容效率和高反应活性基团，在保证性能的前提下，进一步降低了扁平长玻纤增强pp复合材料的气味和voc含量。但是，抗热氧老化性能有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法，通过复合抗氧剂显著提高耐热氧老化性能。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料，按重量份包括：pp 50-70份、相容剂pp-g 5-10份、玻璃纤维20-40份、炭黑0.3-0.6份、润滑剂0.3-0.5份、除味剂0.5-1份、复合抗氧剂0.5-1.5份；

3、其中，所述相容剂pp-g是指pp接枝马来酸酐，复合抗氧剂由受阻酚、亚磷酸酯和硫代酯组成。

4、进一步的，所述受阻酚、亚磷酸酯和硫代酯的质量比为4：3：3。

5、进一步的，所述受阻酚具体为抗氧剂1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)，所述亚磷酸酯具体为抗氧剂168(亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯)，所述硫代酯具体为抗氧剂412s(季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯))。

6、进一步的，所述除味剂为40-60wt％二乙基二丙烯酸铝盐和40-60wt％二甲基丙烯酸锌混合而成。

7、进一步的，所述玻璃纤维的线密度为2400tex，直径为17μm。

8、本发明还提供一种黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法，包括：将pp、相容剂pp-g、除味剂与炭黑加入批混罐进行初混，然后加入复合抗氧剂和润滑剂进行共混，混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，然后输送至模头，同时将玻璃纤维经放纤架牵引送入模头包覆后，料条经过水槽冷却到室温，经牵引机牵引，通过切粒机造粒。

9、进一步的，所述双螺杆挤出机各区的温度为；一段：180～220℃；二段：220-250℃；三段：230～250℃；模头220～250℃。

10、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

11、本发明提供的黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料，除了从低气味原材料、清洁设备、气味后处理等方面控制气味产出外，还加入了粉体除味剂驱除生产过程中产生的气味小分子。另外，通过加入受阻酚、亚磷酸酯与硫代酯复合的抗氧剂，提高其耐热氧老化性能，在经过150℃，1000h热氧老化测试后，表面无分化开裂，并且拉伸与冲击性能保持率仍在85％以上。

技术特征：

1.一种黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，按重量份包括：pp 50-70份、相容剂pp-g 5-10份、玻璃纤维20-40份、炭黑0.3-0.6份、润滑剂0.3-0.5份、除味剂0.5-1份、复合抗氧剂0.5-1.5份；

2.根据权利要求1所述的黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述受阻酚、亚磷酸酯和硫代酯的质量比为4：3：3。

3.根据权利要求2所述的黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述受阻酚具体为抗氧剂1010，所述亚磷酸酯具体为抗氧剂168，所述硫代酯具体为抗氧剂412s。

4.根据权利要求1所述的黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述除味剂为由40-60wt％二乙基二丙烯酸铝盐和40-60wt％二甲基丙烯酸锌混合而成。

5.根据权利要求1所述的黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述玻璃纤维的线密度为2400tex，直径为17μm。

6.一种黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括：将pp、相容剂pp-g、除味剂与炭黑加入批混罐进行初混，然后加入复合抗氧剂和润滑剂进行共混，混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，然后输送至模头，同时将玻璃纤维经放纤架牵引送入模头包覆后，料条经过水槽冷却到室温，经牵引机牵引，通过切粒机造粒。

7.根据权利要求6所述的的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机各区的温度为；一段：180～220℃；二段：220-250℃；三段：230～250℃；模头220～250℃。

技术总结
本发明属于功能材料技术领域，具体为一种黑色低气味、长期耐热氧长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法。按重量份包括：PP 60‑70份、相容剂PP‑g 3‑8份、玻璃纤维25‑35份、炭黑0.2‑0.6份、润滑剂0.3‑0.8份、除味剂0‑2份、复合抗氧剂1‑2份；其中，所述相容剂PP‑g是指PP接枝马来酸酐，复合抗氧剂由受阻酚、亚磷酸酯和硫代酯组成。本发明通过复合抗氧剂，使得材料在经过150℃，1000h热氧老化测试后，表面无分化开裂，并且拉伸与冲击性能保持率仍在85％以上。

技术研发人员：王路晓,王爱国,孙浩,郑敏,王璐,梁超
受保护的技术使用者：青岛国恩科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/10