[發(fā)明專利]一種低VOC、長玻璃纖維增強聚丙烯復合材料及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110443076.8
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102532707A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 陳永東;李宏;張祥福;周文
• 申請（專利權）人: 上海普利特復合材料股份有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K13/04;C08K7/14;C08K3/36;C08K5/1539;C08K5/14;B29C47/92
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術領域

本發(fā)明涉及一種聚丙烯復合材料，具體地說涉及一種低VOC、長玻璃纖維增強聚丙烯復合材料及其制造方法。

背景技術

隨著汽車工業(yè)迅猛發(fā)展，人們停留在車內(nèi)的時間越來越長，車內(nèi)低劣的空氣質(zhì)量嚴重地威脅著人們的健康，車內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞目前已經(jīng)成為社會關注的焦點問題。

研究表明，常溫下易于揮發(fā)的有機化合物(Volatile?Organic?Compound，VOC)種類高達160種以上，主要是一些脂肪烴和芳烴化合物，其中危害性較大的有苯、丙酮、甲苯、乙苯、二甲苯、1，3-丁二烯、乙烯乙二醇丁基醚、游離甲醛、多溴化二苯醚、鄰苯二甲酸酯等。而這些化學物質(zhì)具有易揮發(fā)、親油性等特點，在產(chǎn)業(yè)界作為涂料、粘合劑等溶劑或清洗劑被廣泛使用，因此會殘留在制品中。這些殘留的化學物質(zhì)會對人的神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等造成侵害，嚴重的還可能致癌。

汽車聚丙烯塑料內(nèi)飾件產(chǎn)生的對人體有害的揮發(fā)性物質(zhì)豐要由以下幾個方面造成：首先是原材料聚丙烯的聚合過程中產(chǎn)生的。聚內(nèi)烯在聚合過程中，不可避免的會殘留一些單體或齊聚物，此外一些聚丙烯聚合工藝還需添加一些溶劑，如己烷、乙醇等：合成過程中使用的催化劑、賦予PP某些特性的添加劑、控制分子量加入的過氧化物等都會使得聚丙烯材料含有一定的揮發(fā)性有機物；其次，在對聚丙烯進行共混改性時，聚丙烯材料受熱熔融擠出過程中會發(fā)生一定程度的降解，降解的結(jié)果是產(chǎn)生低分子有機物，如直鏈烷烴、醛酮類化合物等。對于車用聚丙烯材料來說，材料中的VOC主要為烷烴的混合物，其中又以C6-C16的K鏈烷烴的含量居多。因此，消除這部分VOC對降低材料揮發(fā)性有機物含量具有顯著的意義。

大多汽車企業(yè)都在進行整車環(huán)境艙采樣以及對內(nèi)飾材料零部件的VOC進行管控，如通用汽車按照“TS.INT-002內(nèi)飾材料總碳揮發(fā)量測試標準”檢測內(nèi)飾材料的VOC。大眾汽車按照VW-50180標準要求汽車PP內(nèi)飾材料的VOC總值小于50μgC/g。

長纖維增強熱塑性樹脂是一種增強纖維單向排布且其長度與樹脂粒料長度相同的增強熱塑性樹脂。它與常規(guī)短纖維增強熱塑性樹脂相比，具有更加優(yōu)異的機械性能、耐動態(tài)疲勞性能、抗蠕變性能等；特別是材料的抗沖擊性能極為優(yōu)異。

但是，在此技術中，纖維的浸漬是重點和難點。雖然在使用熱固性樹脂(如環(huán)氧樹脂或聚酯)來浸漬纖維的情況下，困難不會太大，因為這些熱固性樹脂在固化前下常為液體或溶液。用室溫下為固體并有相當高的熔點的熱塑性樹脂，由于較高的熔融溫度和非常高的結(jié)晶速率，纖維的充分浸漬是比較困難的。因此在注射成型加工過程中，高比例的增強材料，例如玻璃纖維、碳纖維或其他增強材料，和不充分的纖維浸漬，會降低迅速固化的結(jié)晶聚合物基材的流動性，尤其是在高增強比例以及模塑制品具有大壁厚的情況下，從而導致所得增強復合材料的性能劣化以及表面質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制備工藝簡單、各項力學性能優(yōu)異的低VOC、長玻璃纖維增強聚丙烯的復合材料，以克服現(xiàn)有技術在改善玻璃纖維增強聚丙烯制件VOC散發(fā)特性的同時所導致的材料原有力學性能受損害的缺點，制備了具有低VOC和綜合性能優(yōu)異的PP復合材料，可滿足作為汽車內(nèi)飾件的技術性能要求。

本發(fā)明的另一個目的是提供上述低VOC、長玻璃纖維增強聚丙烯材料的制備方法。

本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的：

一種低VOC、長玻璃纖維增強聚丙烯復合材料，其組成按重量百分比計，包括10～60％與顆粒長度平行的方式排列的長玻璃纖維和90～40％的改性聚丙烯樹脂。

所述改性聚丙烯樹脂是對已有的商品化的聚丙烯樹脂通過雙螺桿等熔融捏合設備進行反應擠出制備，所述改性聚丙烯樹脂包含有以下重量百分比計的原料：

在改性聚丙烯樹脂體系中，

所述的聚丙烯樹脂的熔融指數(shù)為3～40g/10min。

所述的白炭黑為粒徑在5nm-5μm之間，表面積在150-400m²/g的氣相法或者沉淀法二氧化硅化合物。

上述低VOC、長玻璃纖維增強聚丙烯復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)制備帶改性聚丙烯樹脂：使用帶有側(cè)向喂料口的擠出機，在主喂料口加入聚丙烯樹脂和1，4-(雙叔丁基過氧)二異丙苯，在側(cè)向喂料口加入馬來酸酐和剩余部分聚丙烯；擠出加工溫度為140～260℃，主機轉(zhuǎn)速是200～400rpm。

(2)制備長玻璃纖維增強聚丙烯材料：熔融改性聚丙烯樹脂熔體浸漬連續(xù)長玻璃纖維，浸漬加工溫度為240～280℃，采用拉擠工藝制備長玻璃纖維增強聚丙烯材料。