首页 / 专利库 / 农用化学品和农药 / 农用化学品 / 肥料 / 亚磷酸 / 一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料及其制备方法

一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料及其制备方法

阅读:659发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种低 密度 、低气味车用改性聚丙烯 复合材料 及其制备方法,该改性聚丙烯主要由常规聚丙烯60~90份、纳米蒙脱土5~10份、弹性体8~20份、抗 氧 剂0.1~1.5份、其他助剂0~3份组成。主要通过将具有气体阻隔能 力 的纳米蒙脱土与常规聚丙烯通过双螺杆或 注塑机 共混挤出条状共混物经过 循环 水 冷却后进入切粒机切粒得改性聚丙烯粒子。纳米多蒙脱土粒径均匀、化学稳定赋予了改性聚丙烯优异的综合力学性能,同时能有效的“捕捉” 吸附 挤出过程中聚丙烯降解产生的小分子物质以及难闻气味,赋予其低气味、低散发特性。,下面是一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料,其特征在于:由下列按照重量份计的原料制备而成:
常规聚丙烯:60~90份;
纳米蒙脱土:5~10份;
弹性体:8~20份;
剂:0.1~1.0份;
其他助剂:0~3份。
2.根据权利要求1所述的一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料,其特征在于:
所述的常规聚丙烯材料是指在230℃,2.16Kg条件下材料的流动速度在10g/10min到95g/
10min的聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料,其特征在于:
所述的纳米蒙脱土具有纳米级层间距,其平均晶片厚度低于25nm。
4.根据权利要求3所述的一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料,其特征在于:
所述的纳米蒙脱土混入前需使用包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚合物单体偶联剂等进行有机改性。
5.根据权利要求4所述的一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料,其特征在于:
所述的纳米蒙脱土需预先表面处理,包括以下步骤:
(1)除:将纳米蒙脱土投入高混机中,在100-120℃情况下高速旋转干燥,使纳米蒙脱土的含水率低于1.5%;
(2)偶联活化:向高混机中投入质量分数0.5%-2%的表面偶联剂中的一种或几种,高混20min得到表面活化改性的纳米蒙脱土粉体。
6.根据权利要求1所述的一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料,其特征在于:
所述的纳米蒙脱土以母粒形式添加,母粒的重量配比如下:
纳米蒙脱土:50~80份;
低密度聚乙烯:20~30份;
相容剂:0.1~1.5份;
其他助剂:0~3份。
7.根据权利要求1所述的一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料,其特征在于:
所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或者几种的混合物,密度为0.80~1.0g/cm3。
8.根据权利要求1所述的一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料,其特征在于:
所述的抗氧剂为抗氧剂1010(四(β—3,5—二叔丁基—4—羟基苯基)季戊四醇脂)、抗氧剂
168(三(2,4—二叔丁基苯基)磷酸酯和抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)中的一种或者几种混合物。
9.根据权利要求1所述的一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料,其特征在于:
所述的其他助剂为光稳定剂V7330、5580、531,润滑剂白油,乙烯基双硬酯酰胺(EBS)。
10.权利要求1-9任意之一所述低密度、低气味聚丙烯复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下制备步骤:
(1)表面改性蒙脱土母粒的制备:
按重量份数,称量低密度聚乙烯,纳米蒙脱土,表面改性剂到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成纳米蒙脱土母粒;
所述的双螺杆挤出机的I~X区加工温度依次为100℃,195℃,200℃,205℃,215℃,225℃,225℃,225℃,230℃,230℃。主螺杆转速为500~550r/min,水槽温度30℃~60℃;
(2)低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料及其制备:
按重量份数,将步骤(1)中制备纳米蒙脱土母粒、常规聚丙烯,弹性体,抗氧剂和其他助剂一起加入到高速混料机中混合均匀后,经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒。

说明书全文

一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种功能性聚丙烯材料及其制备方法,尤其涉及一低密度、低气味的改性聚丙烯复合材料及其制备方法,属于聚丙烯技术领域。

背景技术

[0002] 随着新能源汽车的飞速发展,对汽车轻量化、安全化以及车内舒适化、环保化提出了更高的要求。改性聚丙烯作为汽车零件常用材料,具备来源广泛、密度小、学均衡性好、耐化学腐蚀、易加工及价格低廉等突出优点。
[0003] 但是汽车内饰用聚丙烯材料在合成、改性、注塑等工艺中不可避免会产生大量可挥发有机小分子,而且车内环境相对密闭,这会导致车内有机物散发类物质含量超标,从而影响车内乘客的健康;同时,聚丙烯树脂降解以及助剂的添加也会影响车内环境和乘客的舒适感。
[0004] CN107619537A报道通过添加纳米二进行有机物的降解,但是其局现性在于需要紫外光进行引发。因此,对于新型、高性价比的低散发聚丙烯的开发仍然迫在眉睫,其中多孔结构无机物添加降低聚丙烯散发引起人们的注意。
[0005] 蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的酸盐片层,依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物,其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层氧八面体构成。具有独特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性,从而赋予蒙脱土诸多改性的可能和应用领域的扩大。经改性的蒙脱土具有很强的吸附能力,良好的分散性能,可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂,提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等,从而起到增强聚合物综合物理性能的作用,同时改善物料加工性能。在聚合物中的应用可以在聚合物时添加,也可以在熔融时共混添加(通常采用螺杆共混)。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足,发明一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0007] 本发明提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法,由改性纳米蒙脱土母粒与常规聚丙烯通过双螺杆或注塑机共混挤出制备而来,其中纳米蒙脱土的添加量按重量分数为5~100份。所述的纳米蒙脱土母粒是以低密度聚乙烯为基体材料,通过双螺杆挤出机与表面改性剂、相容剂等挤出造粒制备而来。
[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现:
[0009] 一种低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料,由下列按照重量份计的原料制备而成:
[0010] 常规聚丙烯:60~90份;
[0011] 纳米蒙脱土:5~10份;
[0012] 弹性体:8~20份;
[0013] 抗氧剂:0.1~1.0份;
[0014] 其他助剂:0~3份;
[0015] 其中,所述的常规聚丙烯材料是指在230℃,2.16Kg条件下材料的流动速度在10g/10min到95g/10min的聚丙烯。
[0016] 所述的纳米蒙脱土具有纳米级层间距,其平均晶片厚度低于25nm,经有机改性过后具有良好的亲油性,能与高分子聚合物充分结合。混入前需使用包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚合物单体偶联剂等进行有机改性。所述的纳米蒙脱土需预先表面处理,包括以下步骤:
[0017] (1)除:将纳米蒙脱土投入高混机中,在100-120℃情况下高速旋转干燥,使纳米蒙脱土的含水率低于1.5%。
[0018] (2)偶联活化:向高混机中投入质量分数0.5%-2%的表面偶联剂中的一种或几种,高混20min得到表面活化改性的纳米蒙脱土粉体。
[0019] 所述的纳米蒙脱土以母粒形式添加,母粒的重量配比如下:
[0020] 纳米蒙脱土:50~80份;
[0021] 低密度聚乙烯:20~30份;
[0022] 相容剂:0.1~1.5份;
[0023] 其他助剂:0~3份。
[0024] 所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或者几种的混合物,密度为0.80~1.0g/cm3。
[0025] 所述的抗氧剂为抗氧剂1010(四(β—3,5—二叔丁基—4—羟基苯基)季戊四醇脂)、抗氧剂168(三(2,4—二叔丁基苯基)磷酸酯和抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)中的一种或者几种混合物。
[0026] 所述的其他助剂为光稳定剂V7330、5580、531,润滑剂白油,乙烯基双硬酯酰胺(EBS)等。
[0027] 上述低密度、低气味聚丙烯复合材料的制备方法,包括以下制备步骤:
[0028] (1)表面改性蒙脱土母粒的制备:
[0029] 按重量份数,称量低密度聚乙烯,纳米蒙脱土,表面改性剂到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成纳米蒙脱土母粒;
[0030] 所述的双螺杆挤出机的I~X区加工温度依次为100℃,195℃,200℃,205℃,215℃,225℃,225℃,225℃,230℃,230℃。主螺杆转速为500~550r/min,水槽温度30℃~60℃;
[0031] (2)低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料及其制备:
[0032] 按重量份数,将步骤(1)中制备纳米蒙脱土母粒、常规聚丙烯,弹性体,抗氧剂和其他助剂一起加入到高速混料机中混合均匀后,经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒。所述的双螺杆挤出机的I~X区加工温度依次为150℃,185℃,205℃,205℃,210℃,220℃,225℃,225℃,230℃,230℃。主螺杆转速为500~550r/min,水槽温度30℃~60℃。
[0033] 本发明首先制备了有机改性的纳米蒙脱土母粒,有利于纳米蒙脱土的有效分散采,不仅表现出比传统滑石粉更优异的机械性能,其多孔特性赋予其超大的比表面积,使得聚丙烯加工过程中产生的有机小分子被多孔结构吸附,赋予其良好的气味。
[0034] 本发明主要通过将新型多孔的纳米蒙脱土与常规聚丙烯通过双螺杆或注塑机共混挤出条状共混物经过循环水冷却后进入切粒机切粒得改性聚丙烯粒子。其中纳米蒙脱土作为一种新型矿物添加剂,具备粒径均匀以及化学稳定特性赋予了改性聚丙烯良好的综合力学性能,特别的是,其高效吸附能力有效的吸附挤出过程中聚丙烯降解产生的小分子物质以及难闻气味,赋予其低气味、低VOC特性。

具体实施方式

[0035] 下面结合具体实施例,进一步阐述本发明内容。应该强调的是,这些实施例仅用于对本发明的进一步说明,而不能理解为对本发明保护范围的限制。此外应理解,在阅读了本发明所述的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0036] 实施例1
[0037] (1)表面改性蒙脱土母粒的制备:
[0038] 按重量份数,称量低密度聚乙烯20份,纳米蒙脱土80份,十八烷基三甲基季铵盐(国药)0.3份,相容剂2602(克莱恩)0.5份加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成纳米蒙脱土母粒;
[0039] 所述的双螺杆挤出机的I~X区加工温度依次为100℃,195℃,200℃,205℃,215℃,225℃,225℃,225℃,230℃,230℃。主螺杆转速为500~550r/min,水槽温度30℃~60℃;
[0040] (2)低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料及其制备:
[0041] 按重量份数,将步骤(1)中制备纳米蒙脱土母粒母粒6.25份,MFR为60g/10min的聚丙烯50(美孚),MFR为30g/10min的聚丙烯30(台化),弹性体8份,0.3份抗氧剂1010,0.15份抗氧剂168,0.3份DSTP,0.2份光稳剂5580及其他助剂一起加入到高速混料机中混合均匀后,经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒。
[0042] 所述的双螺杆挤出机的I~X区加工温度依次为155℃,180℃,200℃,205℃,215℃,220℃,225℃,225℃,230℃,235℃。主螺杆转速为550r/min,水槽温度38℃。
[0043] 实施例2
[0044] (1)表面改性蒙脱土母粒的制备:
[0045] 按重量份数,称量低密度聚乙烯20份,纳米蒙脱土80份,十八烷基三甲基季铵盐(国药)0.3份,相容剂2602(克莱恩)0.5份加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成纳米蒙脱土母粒;
[0046] 所述的双螺杆挤出机的I~X区加工温度依次为100℃,195℃,200℃,205℃,215℃,225℃,225℃,225℃,230℃,230℃。主螺杆转速为500~550r/min,水槽温度30℃~60℃;
[0047] (2)低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料及其制备:
[0048] 按重量份数,将步骤(1)中制备纳米蒙脱土母粒母粒12.5份,MFR为60g/10min的聚丙烯50(美孚),MFR为30g/10min的聚丙烯30(台化),弹性体8份,0.3份抗氧剂1010,0.15份抗氧剂168,0.3份DSTP,0.2份光稳剂5580及其他助剂一起加入到高速混料机中混合均匀后,经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒。
[0049] 所述的双螺杆挤出机的I~X区加工温度依次为155℃,180℃,200℃,205℃,215℃,220℃,225℃,225℃,230℃,235℃。主螺杆转速为550r/min,水槽温度38℃。
[0050] 实施例3
[0051] (1)表面改性蒙脱土母粒的制备:
[0052] 按重量份数,称量低密度聚乙烯20份,纳米蒙脱土80份,十八烷基三甲基季铵盐(国药)0.3份,相容剂2602(克莱恩)0.5份加入到高速混料机中混合均匀,经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成纳米蒙脱土母粒;
[0053] 所述的双螺杆挤出机的I~X区加工温度依次为100℃,195℃,200℃,205℃,215℃,225℃,225℃,225℃,230℃,230℃。主螺杆转速为500~550r/min,水槽温度30℃~60℃;
[0054] (2)低密度、低气味车用改性聚丙烯复合材料及其制备:
[0055] 按重量份数,将步骤(1)中制备纳米蒙脱土母粒母粒19份,MFR为60g/10min的聚丙烯50(美孚),MFR为30g/10min的聚丙烯30(台化),弹性体8份,0.3份抗氧剂1010,0.15份抗氧剂168,0.3份DSTP,0.2份光稳剂5580及其他助剂一起加入到高速混料机中混合均匀后,经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒。
[0056] 所述的双螺杆挤出机的I~X区加工温度依次为155℃,180℃,200℃,205℃,215℃,220℃,225℃,225℃,230℃,235℃。主螺杆转速为550r/min,水槽温度38℃。
[0057] 将上述实施例1~3改性聚丙烯复合材料均按照统一工艺注塑成相应的测试样条,按照下表1中的测试标准及条件进行性能测试,测试数据如表2所示。
[0058] 表1低密度、低散发聚丙烯复合材料性能测试标准及条件
[0059]序号 检验指标 检验方法 单位 测试条件
1 密度 GB/T 1033.1 g/cm^3  
2 拉伸强度 GB/T 1040.2 MPa 50mm/min
3 弯曲模量 GB/T 9341 MPa 2mm/min
4 缺口冲击强度 GB/T 1043 kJ/m^2 23℃
5 熔体流动速率 GB/T 3682 g/10min 230℃×2.16kg
6 气味 PV3900 级 80℃,2h
         
[0060] 表2实施例1~7低密度、低散发聚丙烯复合材料性能测试数据及结果[0061]
[0062] 表2中实施例1~3根据本发明专利一种低密度、低散发的改性聚丙烯复合材料中的部分代表性实施方案制备的改性聚丙烯复合材料的测试结果,从表2中可以得出以下结论:本发明中纳米蒙脱土作为填充剂,成功制备了具有低密度、低气味的改性聚丙烯复合材料;其纳米蒙脱土填充的聚丙烯具有优异的机械性能,在同等机械强度下,其添加量仅为滑石粉的20%,在汽车轻量化的趋势下具有良好的应用前景,同时其气味评级表明,纳米蒙脱土具有优异的吸附效果,从而为工业上低气味改性聚丙烯的制备提供了新的方案。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈