[發明專利]一種低氣味聚丙烯組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201010590860.7
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102061036A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 楊燕;李永華;羅忠富;王燦耀;陳瑤;楊波
• 申請（專利權）人: 金發科技股份有限公司;上海金發科技發展有限公司;綿陽東方特種工程塑料有限公司
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08L23/08;C08K13/02;C08K3/34;C08K3/26;C08K3/30;C08K3/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明涉及改性材料技術領域，具體涉及一種低氣味聚丙烯組合物及其制備方法。

背景技術

聚丙烯（PP）材料由于其良好的綜合性能，在汽車各大總成系統中獲得了廣泛應用。汽車外飾件與內飾件大多使用聚丙烯復合材料注塑成型。汽車內飾件如儀表板、立柱、雜物箱、門板等，外飾件如保險杠、防擦條、擾流板等。汽車內飾材料除了具有良好的力學性能、加工性能、耐候性能與耐劃傷性能外，還要有良好的低揮發性，其中氣味要求是揮發性物質評價之一。

為了限定內飾件材料氣味，世界各大汽車制造商著手進行了這方面的研究工作，都并分別形成了對這些揮發性有害物質加以規范和控制的標準，如德國大眾汽車公司VW′s?PV3900E標準、福特汽車的BO131－03標準以及通用汽車的GMW3205等。這些標準的評價測試方法基本相同，只是評價級別有所不同。PV3900與BO131－03采用1~6級評價，級別越高，氣味越大，小于等于3.5級才能滿足要求。而GMW3205采用1－10級評價，級別越高，氣味越低，氣味等級大于等于6級才能判定為合格。本專利采用PV3900對氣味進行評級。

復合聚丙烯內飾件材料氣味產生的原因是多方面的。首先，在聚丙烯樹脂合成過程中使用的引發劑和催化劑體系本身含有帶刺激氣味的化合物，例如酚類化合物、苯甲酸乙酯類化合物或者烷烴類化合物，這類化合物及未反應完全的丙烯單體在聚合完成后不可能完全除去，他們殘留在聚丙烯樹脂中，即使很少，也會使聚丙烯帶有強烈氣味。其次，聚丙烯基體在進行改性的過程中，熔融狀態的聚丙烯會發生自氧化降解，產生某些低分子化合物，這些物質包含在改性后的材料中，在成型制件及制件的使用過程中散發出來。再者，車用聚丙烯復合材料為了滿足汽車標準要求，往往添加多種助劑，如無機填料、彈性體、著色劑、抗氧劑、耐劃傷劑等物質，這些物質它們本身或殘留的雜質揮發出來，產生刺激氣味，或者是其中的雜質在加工過程中催化加速聚丙烯的自氧化降解，例如滑石粉中含有的鐵銅金屬離子，能加速聚丙烯分解，產生更大的氣味。如果氣味大，將會嚴重污染車內空氣，影響駕乘人員的身體健康。消減氣味是車用聚丙烯復合材料重要研究課題之一。

減少氣味可以采取下面幾種措施：1、用低氣味替代品來替代那些難聞的添加劑；2、采用更為純凈的樹脂；3、加入吸附劑，包括化學反應及物理吸附方法。

化學反應方法是指一些能與有氣味小分子物質反應的添加劑，這些添加劑和小分子反應，產生分子鏈大、在一般環境中不能揮發出來的另一種化合物，從而消除氣味，例如蓖麻油酸鋅是通過螯合醛酮分子來降低氣味的。而對于物理吸附來說，理論上講，大量的空洞可以對任何產生氣味或其他揮發份的小分子進行吸附，因此可能對產生氣味問題的各個方面都有效果。而且，隨著物理吸附劑工業的發展，目前物理吸附體系種類非常多。包括活性炭、硅膠、凹凸棒、粘土礦物體系、分子篩、沸石、硅灰石、膨潤土等，當它們均勻分散于樹脂體系時，能吸附孔徑小于自身微孔的小分子物質，從而降低氣味。

活性碳公認能用作有機分子的吸收劑材料以及用于空氣凈化的材料，具有很大的比表面積（200-1000m²/gr）,是將木炭、果殼、煤等含碳原料經炭化后制成的。

沸石是如鈉、鉀、錳、鈣類IA族元素和IIA族元素組成的晶狀硅鋁酸鹽，它是由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成。在分子篩晶格中存在金屬陽離子（如Na，K，Ca等），以平衡四面體中多余的負電荷。在結構中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內表面積很大的空穴。高溫活化失去水后，晶體內部就形成了許多孔徑大小均一的微孔，具有很強的吸附能力，能把有效直徑小于其孔徑的分子吸進孔內，而不能吸附大于其孔徑的分子。沸石可以為天然或人工獲得，包括A型、Y型、X型、ZSM-5等，分為疏水及親水的組合物。

硅灰石是各種晶型和非晶形式存在的二氧化硅。然而，活性炭、凹凸棒、粘土礦物體系、微孔孔徑分布不均勻差異極大，甚至最大的能達到100納米；同時這些物質均為吸水的，在吸附氣味小分子的同時會吸水，因此必須綜合考慮上述因素。

圍繞上述因素，人們做了不少工作。

專利USP.4,851,499中指出，在等規聚丙烯樹脂聚合過程中會有催化劑體系中酯類化合物：苯甲酸乙酯的殘留物，帶有刺激氣味。去處該氣味提出：采用酯化甘油酯了化合物、環氧類化合物、一元醇化合物、脂肪酸類化合物中的一種或幾種，通過將上述化合物與聚丙烯樹脂熔融擠出，在擠出過程中這些化合物和帶有異味的酯類殘留物進行酯交換反應形成大分子化合物，不易揮發，從而達到去除該類氣味的作用。