[發(fā)明專利]一種車用低VOC聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110083077.6
• 申請(qǐng)日: 2011-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN102731901A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡濤;金滟;康鵬;丁樹巖;劉善元;石勝鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號(hào): C08L23/12
• 分類號(hào): C08L23/12;C08L23/14;C08L83/04;C08L23/08;C08L23/16;C08K13/02;C08K3/34
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 趙宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)一步地說，是涉及一種低VOC的聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

在眾多汽車用塑料中，聚丙烯具有質(zhì)輕、價(jià)廉、設(shè)計(jì)自由度大、易加工、可回收等特點(diǎn)，而且聚丙烯改性技術(shù)發(fā)展迅速，使得其性能多樣化，適應(yīng)汽車零部件多種性能的要求。因此，改性聚丙烯材料是汽車用塑料中用量最大、發(fā)展速度最快的品種之一。其中儀表板、控制盤、門板、座椅部件、手套箱和空調(diào)系統(tǒng)等內(nèi)飾件用聚丙烯約占汽車用聚丙烯材料的2/3以上。但聚丙烯受催化劑和聚合工藝及氧化物殘留和短鏈低聚物等因素影響，易加大汽車內(nèi)飾可揮發(fā)有機(jī)物(VOC)的排放量，因而聚丙烯原料成為汽車內(nèi)飾制品VOC排放污染的一個(gè)重要的來源。

另外，聚丙烯在改性過程中所添加的各種添加劑也會(huì)通過析出揮發(fā)產(chǎn)生VOC；此外，改性聚丙烯材料經(jīng)長(zhǎng)期使用而發(fā)生的光、熱等降解后的副產(chǎn)物和小分子雜質(zhì)等也是VOC的來源之一。

為了解決這些問題，目前主要是通過添加各種各樣的吸附劑來降低材料的VOC，如中國(guó)專利(CN?1727389A)公開了使用細(xì)孔硅膠作為吸附劑來降低材料的氣味和有機(jī)化合物的揮發(fā)，中國(guó)專利(CN?1727390A)公開了使用分子篩作為吸附劑。這種方法制得的產(chǎn)品能夠起到一些作用，但是存在吸附平衡的問題，在較高的溫度下平衡向解吸附的方向移動(dòng)，造成可揮發(fā)有機(jī)物的揮發(fā)問題；中國(guó)專利(CN?101691435A)則通過使用特定的氫調(diào)法生產(chǎn)的共聚聚丙烯來生產(chǎn)低VOC的聚丙烯復(fù)合材料，對(duì)于原材料來說具有很大的局限性；中國(guó)專利(CN101570612A)通過添加一種無機(jī)光催化劑來分解有機(jī)小分子，降低VOC含量，但其效果有限。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種車用低VOC聚丙烯復(fù)合材料，通過添加一種全硫化粉末硅橡膠，能夠迅速有效地降低聚丙烯復(fù)合材料的可揮發(fā)有機(jī)物(VOC)總量，很好地解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明所述的車用低VOC聚丙烯復(fù)合材料，包含有共混的以下組分：

以聚丙烯100為重量份數(shù)計(jì)，增韌劑10～35重量份數(shù)，優(yōu)選12～35重量份數(shù)；超細(xì)滑石粉10～35重量份數(shù)，優(yōu)選20～35重量份數(shù)；全硫化粉末硅橡膠1～5重量份數(shù)，優(yōu)選1.5～5重量份數(shù)。

作為本發(fā)明的復(fù)合材料主體的聚丙烯包括現(xiàn)有技術(shù)所公開的各種類型的聚丙烯樹脂，如：均聚聚丙烯和共聚聚丙烯樹脂等。

所述的增韌劑為選自乙烯辛烯共聚物(POE)、三元乙丙橡膠(EPDM)中的至少一種。具體來說，該乙烯辛烯共聚物是由乙烯和辛烯在金屬茂催化劑作用下進(jìn)行原位聚合的產(chǎn)物，為市售產(chǎn)品，一般其熔融指數(shù)為0.5～5.0g/10min；三元乙丙橡膠中的乙烯含量為55％～75％，丙烯含量為22％～35％，二烯(ENB)含量為3％～10％，為市售產(chǎn)品，一般其門尼粘度ML(1+4)125℃在20～80之間。

所述的超細(xì)滑石粉，其平均粒徑為1～13μm，優(yōu)選5～10μm。本發(fā)明中所加入的超細(xì)滑石粉，其主要作用是提高材料的綜合力學(xué)性能；且當(dāng)加入適量的超細(xì)滑石粉后，材料中的聚丙烯比例會(huì)有所降低，可以從源頭上降低VOC的產(chǎn)生，繼而改善材料的VOC性能。

所述的全硫化粉末硅橡膠，其平均粒徑為0.05～1μm，優(yōu)選0.05～0.2μm；其凝膠含量為60wt％或更高，優(yōu)選為75wt％或更高，更優(yōu)選為90wt％或更高。所述全硫化粉末硅橡膠顆粒優(yōu)選具有均相結(jié)構(gòu)的全硫化粉末硅橡膠，即該全硫化粉末硅橡膠中的每一個(gè)微粒都是均相的，單個(gè)微粒在組成上都是均質(zhì)的。在現(xiàn)有顯微技術(shù)的觀察下微粒內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)分層、分相等不均相的現(xiàn)象。該粉末橡膠是通過將相應(yīng)的橡膠膠乳輻照交聯(lián)而將橡膠粒子粒徑固定的。本發(fā)明所述的全硫化粉末硅橡膠的詳細(xì)內(nèi)容及其制備方法，可參見中國(guó)專利CN?1383439A，其全部?jī)?nèi)容在此引入本發(fā)明作為參考。

本發(fā)明中，加入的全硫化粉末硅橡膠對(duì)改善降低VOC所起的作用包括以下兩個(gè)方面：一是粉末硅橡膠作為納米尺寸的橡膠粒子，比表面積大，在螺桿混合過程中，該粉末硅橡膠與聚丙烯之間的接觸面的面積更可以大幅增加，從而可揮發(fā)有機(jī)物便更容易從該大面積的接觸面中揮發(fā)出來，再經(jīng)過螺桿擠出過程中的抽提，便極易從復(fù)合材料中抽走；第二，粉末硅橡膠同時(shí)又具有硅孔結(jié)構(gòu)，可以吸附可揮發(fā)有機(jī)物，對(duì)于那些未在加工過程中通過脫揮的過程抽提出去的小部分可揮發(fā)有機(jī)物，則可以被該硅孔所吸附，且其又不易再?gòu)膹?fù)合材料中揮發(fā)出來，從而降低了復(fù)合材料的VOC。