低散發玻纖增強聚丙烯復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術提供一種低散發玻纖增強聚丙烯復合材料及其制備方法，該制備方法包括如下步驟：獲取原料聚丙烯樹脂、玻璃纖維、相容劑、助劑；將聚丙烯樹脂、相容劑、助劑共混，得混合料；將混合料和玻璃纖維喂料至擠出機中并在微波條件下熔融擠出。本發明專利技術將微波引入到復合材料制備中，能夠確保熱量滲透到聚丙烯大分子和添加劑分子的內部，避免局部過熱導致不必要的過度反應，進而有效減少在生產玻纖增強聚丙烯復合材料時聚丙烯或添加劑分解為易揮發有機小分子化合物的量，明顯地減少玻纖增強聚丙烯復合材料中有機小分子的散發；工藝簡單、綠色環保，無需額外添加降低有機小分子的助劑；也不會對玻纖增強聚丙烯復合材料的性能造成影響。

Low emission glass fiber reinforced polypropylene composite and preparation method thereof

The invention provides a low emission glass fiber reinforced polypropylene composite material and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: obtaining raw material polypropylene resin, glass fiber, compatibilizer and additive; blending polypropylene resin, compatibilizer and additive to obtain mixture; feeding mixture and glass fiber into extruder. And melt extrusion under microwave conditions. The invention introduces microwave into the preparation of composite materials to ensure that heat penetrates into the interior of polypropylene macromolecule and additive molecule, avoids local overheating leading to unnecessary overreaction, and thus effectively reduces the decomposition of polypropylene or additive into volatile organic small molecules in the production of glass fiber reinforced polypropylene composite materials. The amount of the compound obviously reduces the emission of organic small molecules in the glass fiber reinforced polypropylene composites, and the process is simple, green and environmental friendly, without adding additional additives to reduce the organic small molecules; it will not affect the properties of the glass fiber reinforced polypropylene composites.

【技術實現步驟摘要】
低散發玻纖增強聚丙烯復合材料及其制備方法
本專利技術涉及高分子復合材料領域，特別是涉及低散發玻纖增強聚丙烯復合材料及其制備方法。
技術介紹
玻纖增強聚丙烯復合材料廣泛應用于汽車、家電、電子、醫療器械和包裝等行業，經過改性和加工的玻纖增強聚丙烯復合材料在各方面的使用性能上可以滿足正常使用要求。然而，聚丙烯復合材料，尤其玻纖增強聚丙烯復合材料在高溫加工和使用過程中，會不同程度地散發出含某些難聞或對人體健康有害的揮發性有機化合物(VOC)，尤其在如汽車等密閉環境下更為突出。當汽車里的TVOC達到一定濃度時，駕駛員和乘客可能出現頭暈、頭疼、疲倦和惡心等癥狀，嚴重時會傷害到人體的肝臟、腎臟、大腦和神經系統，造成記憶力減退。我國于2012年3月1日開始實施推薦標準——《乘用車內空氣質量評價指南》(GB/T27630-2011)后，汽車內空氣質量有了明顯改善。由于我國現行推薦標準與國際標準仍存在一定的差距、國內工業水平不斷提高以及民眾自我保護意識不斷增強，我國將于2018年7月1日起將現行的推薦標準作為車用材料的強制標準。因此，開發低散發玻纖增強聚丙烯復合材料及其制備方法具有綠色環保的現實意義。目前，生產低散發玻纖增強聚丙烯復合材料常用的方法有五種：第一，選用低散發的聚丙烯樹脂和助劑：使用低散發的聚丙烯樹脂和助劑時，確實會在一定程度上減少復合材料中有機小分子的散發，但事實上，擠出粒料散發出來的有機小分子化合物含量仍然較大，需要對其進一步處理。第二，在擠出造粒工段增加真空脫揮裝置：在螺桿擠出機安裝真空裝置，使得在擠出造粒過程保持較高的真空度，這種廣泛應用于聚丙烯復合材料改性行業的方法加工條件要求苛刻且能耗高，同時單一的真空脫揮裝置并不能完全脫出易散發的物質，必須配合其他措施同時使用。第三，在擠出造粒工段對熔融的混合物進行抽提：添加富含低沸點易揮發組分的試劑或直接在擠出造粒工段導入氣體(如二氧化碳或氮氣)，這種方法一定程度上可以降低易揮發有機小分子化合物的含量，但會明顯增加生產成本和生產難度。第四，對擠出粒料進行烘烤：對擠出粒料進行高溫(110～140℃)烘烤，使用這種同樣廣泛應用于聚丙烯復合材料改性行業的方法處理后的粒料的氣味確實可以滿足下游客戶低散發的要求，但加工條件要求苛刻且能耗高，不利于大規模的連續生產；第五，使用氣味吸收劑：在聚丙烯復合材料擠出造粒過程中添加各種除味劑，如硅鋁酸鹽、活性炭、多孔二氧化硅、多孔氧化鋁、多孔分子篩或組合而成的混合物，這種方法生產的復合材料在升溫情況下容易使有機小分子化合物再次散發出來，且這些無機除味劑與聚丙烯樹脂相容性不佳，可能引起材料性能的衰減。因此，有必要提供一種簡單、有效的低散發玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法。
技術實現思路
基于此，本申請的目的之一是提供一種低散發玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法。該制備方法，其工藝簡單并且能夠有效減少玻纖增強聚丙烯復合材料中有機小分子的散發。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的：一種低散發玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法，包括如下步驟：獲取原料聚丙烯樹脂、玻璃纖維、相容劑、助劑；將聚丙烯樹脂、相容劑、助劑共混，得混合料；將所述混合料和玻璃纖維喂料至擠出機中并在微波條件下熔融擠出，造粒，得低散發玻纖增強聚丙烯復合材料。在其中一些實施例中，所述微波的條件包括：微波的溫度為130～300℃，微波的功率為0.05～30kW，微波的頻率為0.4～280GHz。在其中一些實施例中，所述微波的條件包括：微波的溫度為150～280℃，微波的功率為0.2～28kW，微波的頻率為0.8～250GHz。在其中一些實施例中，所述微波的條件包括：微波的溫度為150℃，微波的功率為28kW，微波的頻率為250GHz。在其中一些實施例中，以重量份計，所述聚丙烯復合材料的原料包括：在其中一些實施例中，所述聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、嵌段聚丙烯的一種或多種；所述玻璃纖維為長玻璃纖維或短玻璃纖維的一種或兩種；所述相容劑為聚丙烯與不飽和酸或不飽和酸配的接枝物，選自聚丙烯接枝馬來酸、聚丙烯接枝馬來酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸、聚丙烯接枝丙烯酸酐中的一種或多種；所述助劑為熱穩定劑、光穩定劑、潤滑劑中的一種或多種。在其中一些實施例中，所述熱穩定劑為β-(3,5二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯、四(β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基芐基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、N,N′-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺、三(2,4-二叔丁基苯二叔丁基苯)亞磷酸酯、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、2,2′-亞乙基雙(4,6-二叔丁基苯基)氟代亞磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酯中的一種或多種；所述光穩定劑為受阻胺類光穩定劑或紫外線吸收劑中的一種或幾種；所述潤滑劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂、芥酸類中的一種或多種。其中，熱穩定劑可以提高材料在使用過程中的耐熱氧老化性能，光穩定劑可以提高材料在使用過程中的耐光老化性能，可為受阻胺類光穩定劑或紫外線吸收劑。在其中一些實施例中，所述原料還包括大于零且不超過30份的聚烯烴彈性體、大于零且不超過20份的填料。其中，聚烯烴彈性體可以提高材料的對外來沖擊的抵抗能力和最大均勻塑性變形的應力，填料可以提高材料彎曲時的最大應力，兩者適宜含量的調整有助于滿足材料在不同領域的應用要求。在其中一些實施例中，所述聚烯烴彈性體為乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物的一種或多種；所述填料為滑石粉、碳酸鈣、硅灰石、硫酸鋇、云母、白炭黑、鋁粉、炭黑中的一種或多種；在其中一些實施例中本專利技術的另一目的是提供一種上述制備方法獲得的低散發玻纖增強聚丙烯復合材料。本專利技術的原理及相對于現有技術的優點如下：專利技術人在長期理論研究及生產實踐中發現，現有的玻纖增強聚丙烯復合材料在擠出造粒過程中采用的是傳統加熱方式，如電加熱、燃料加熱、蒸汽加熱、太陽能加熱等加熱方式，這些傳統的加熱方式主要通過熱傳導加熱物料，這過程容易導致反應物局部過熱，誘發生成副產物的過度反應，進而使生產得到的玻纖增強聚丙烯復合材料中易揮發有機小分子化合物含量較高。基于此，本專利技術的制備方法創造性地將微波引入到玻纖增強聚丙烯復合材料制備過程中，特別是通過采用合適的微波溫度、微波功率和微波頻率，能夠確保熱量滲透到聚丙烯大分子和添加劑分子的內部，避免局部過熱導致不必要的過度反應，進而有效減少在生產玻纖增強聚丙烯復合材料時聚丙烯或其它組份分解為易揮發的有機小分子化合物的量，明顯地降低玻纖增強聚丙烯復合材料中易揮發有機小分子化合物的含量；并且，該生產方法工藝簡單、綠色環保，無需額外添加降低散發的助劑或工藝；該生產方法也不會對玻纖增強聚丙烯復合材料自身的性能造成影響，且能夠促進反應過程易揮發有機小分子化合物的排除，得到低散發的玻纖增強聚丙烯復合材料，可廣泛應用于汽車、家電、電子、醫療器械和包裝等材料行業。具體實施方式為了便于理解本專利技術，下面將對本專利技術進行更全面的描述。但是，本專利技術可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本專利技術的公開內容的理解更本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種低散發玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟：取原料聚丙烯樹脂、玻璃纖維、相容劑、助劑；將聚丙烯樹脂、相容劑、助劑共混，得混合料；將所述混合料和玻璃纖維喂料至擠出機中并在微波條件下熔融擠出，造粒，得低散發玻纖增強聚丙烯復合材料。

【技術特征摘要】
1.一種低散發玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟：取原料聚丙烯樹脂、玻璃纖維、相容劑、助劑；將聚丙烯樹脂、相容劑、助劑共混，得混合料；將所述混合料和玻璃纖維喂料至擠出機中并在微波條件下熔融擠出，造粒，得低散發玻纖增強聚丙烯復合材料。2.根據權利要求1所述的低散發玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述微波的條件包括：微波的溫度為130～300℃，微波的功率為0.05～30kW，微波的頻率為0.4～280GHz。3.根據權利要求2所述的低散發玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述微波的條件包括：微波的溫度為150～280℃，微波的功率為0.2～28kW，微波的頻率為0.8～250GHz。4.根據權利要求3所述的低散發玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述微波的條件包括：微波的溫度為150℃，微波的功率為28kW，微波的頻率為250GHz。5.根據權利要求1所述的低散發玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于，以重量份計，所述原料包括：6.根據權利要求5所述的低散發玻纖增強聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯樹脂、共聚聚丙烯樹脂、嵌段聚丙烯樹脂中的一種或多種；所述玻璃纖維為長玻璃纖維或短玻璃纖維的一種或兩種；所述相容劑為聚丙烯與不飽和酸或不飽和酸配的接枝物；所述助劑為熱穩定...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王燦耀，朱國典，楊貴昌，方安平，于海鷗，
申請(專利權)人：廣東圓融新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44