一种低气味耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种低气味耐刮擦聚丙烯材料，其包括按照重量百分比的如下组分：聚丙烯树脂65～75％，气味吸附剂1～8％，填料10～30％，耐刮擦剂1～5％，抗氧化剂0.1～0.5％，润滑剂0.1～0.5％。本发明还提供该低气味耐刮擦聚丙烯材料的制备方法。所述低气味耐刮擦聚丙烯材料具有气味挥发性低、表面耐刮擦性能好、机械性能优良的特点，适用于汽车内饰材料。

权利要求

1.一种低气味耐刮擦聚丙烯材料，其特征在于，包括按照重量百分比的如下组分：

其中，所述气味吸附剂为脂肪酸脂类化合物、纳米级氧化锌和纳米级的二氧化钛的混合物，所述填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的至少一种，所述耐刮擦剂为硅酮和反应型高聚硅氧烷的混合物，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的混合物，所述受阻酚类抗氧化剂为抗氧化剂1010，所述亚磷酸酯类抗氧化剂为抗氧化剂168，所述受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的质量比为1:2，所述润滑剂为硬脂酸盐类润滑剂。

2.一种低气味耐刮擦聚丙烯材料的制备方法，其包括如下步骤：

按照重量百分比选取原料，所述原料包括聚丙烯树脂65～75%，气味吸附剂1～8%，填料10～30%，耐刮擦剂1～5%，抗氧化剂0.1～0.5%，润滑剂0.1～0.5%；

将上述原料混合均匀，得混合原料；

将上述混合原料置于双螺杆挤出机进中经熔融挤出，造粒，获得所述低气味耐刮擦聚丙烯材料；

其中，所述气味吸附剂为脂肪酸脂类化合物、纳米级氧化锌和纳米级的二氧化钛的混合物，所述填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的至少一种，所述耐刮擦剂为硅酮和反应型高聚硅氧烷的混合物，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的混合物，所述受阻酚类抗氧化剂为抗氧化剂1010，所述亚磷酸酯类抗氧化剂为抗氧化剂168，所述受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的质量比为1:2，所述润滑剂为硬脂酸盐类润滑剂。

3.如权利要求2所述的低气味耐刮擦聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的设置为：双螺杆一区温度为160℃～170℃，二区温度为170℃～180℃，三区温度为170℃～180℃，四区温度165℃～175℃，螺杆转速为350～400转/min，喂料频率

20～25Hz，熔体压力为3.0～4.0MPa，真空度为-0.03～-0.06MPa。

说明书

一种低气味耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种低气味耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 聚丙烯（PP）是五大通用塑料之一，密度0.90g/cm3，是现有树脂第二轻的高分子材3
料（仅大于聚甲基戊烯，密度0.85g/cm）。因其具有性能好、比重小、易于成型加工等特点，而广泛应用于汽车工业、家用电器、电子仪表工业、纺织工业中。

[0003] 近年来，由于聚丙烯材料工程化改性的快速发展，其在汽车领域的应用越来越广泛。然而作为工程化聚丙烯材料在汽车领域的一个重要组成部分，由工程化聚丙烯材料制成的各种汽车内饰件，其耐刮擦性以及在不同程度上都会释放出的某些难闻的气味，受到消费者越来越多的质疑。而且随着人们多汽车耐刮擦性能和环保意识的增强，聚丙烯材料在这两方面所受到的挑战将会越来越严重。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供一种低气味耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法，旨在解决现有技术中耐刮擦性能不佳和的环境污染的问题。

[0005] 一种低气味耐刮擦聚丙烯材料，其包括按照重量百分比的如下组分：

[0006]

[0007]

[0008] 其中，所述气味吸附剂为脂肪酸脂类化合物、纳米级氧化锌和纳米级的二氧化钛的混合物，所述填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的至少一种，所述耐刮擦剂为硅酮和反应型高聚硅氧烷的混合物，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的混合物，所述受阻酚类抗氧化剂为抗氧化剂1010，所述亚磷酸酯类抗氧化剂为抗氧化剂168，所述受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的质量比为1:2，所述润滑剂为硬脂酸盐类润滑剂。

[0009] 以及，一种低气味耐刮擦聚丙烯材料的制备方法，其包括如下步骤：

[0010] 按照重量百分比选取原料，所述原料包括聚丙烯树脂65～75%，气味吸附剂1～8%，填料10～30%，耐刮擦剂1～5%，抗氧化剂0.1～0.5%，润滑剂0.1～0.5%；

[0011] 将上述原料混合均匀，得混合原料；

[0012] 将上述混合原料置于双螺杆挤出机进中经熔融挤出，造粒，获得所述低气味耐刮擦聚丙烯材料;

[0013] 其中，所述气味吸附剂为脂肪酸脂类化合物、纳米级氧化锌和纳米级的二氧化钛的混合物，所述填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的至少一种，所述耐刮擦剂为硅酮和反应型高聚硅氧烷的混合物，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的混合物，所述受阻酚类抗氧化剂为抗氧化剂1010，所述亚磷酸酯类抗氧化剂为抗氧化剂168，所述受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的质量比为1:2，所述润滑剂为硬脂酸盐类润滑剂。

[0014] 本发明实施例的低气味耐刮擦聚丙烯材料，在聚丙烯材料的基础上，提高了耐刮擦性能，同时具有低气味的特点，而且配方简单，价格低廉。该低气味耐刮擦聚丙烯材料的制备方法采用混炼反应挤出造粒一次性完成的工艺，其制备方法工艺简单，操作方便，效益高，成本低，适于工业化生产。

附图说明

[0015] 图1是本发明实施例的低气味耐刮擦聚丙烯材料的制备方法流程图。

具体实施方式

[0016] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0017] 本发明实施例的低气味耐刮擦聚丙烯材料，其包括按照重量百分比的如下组分：

[0018]

[0019] 所述聚丙烯树脂优选为高流动性高抗冲的共聚聚丙烯。

[0020] 所述气味吸附剂为脂肪酸脂类化合物、纳米级氧化锌和纳米级的二氧化钛的混合物。

[0021] 所述填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的一种或者几种。

[0022] 所述耐刮擦剂为硅酮和反应型高聚硅氧烷的混合物。反应型高聚硅氧烷为双官能团的梳型结构，在塑料挤出的过程中，由于高温诱发其与塑料表面的活性集团交联，不会迁移到制品表面，并且由于充分分散，其聚硅氧烷的耐刮擦性能也能达到充分发挥。

[0023] 所述抗氧化剂优选为受阻酚与亚磷酸酯类抗氧剂的复配，在一定的湿度和氧的条件下辐照，酚类抗氧化剂会发生偶合反应产生具有共轭双键结构的醌类物质，这类物质受光照后的分解的产物可吸收可见光中的长波部分而显黄色，因此往往选用一些具有空间阻碍的酚类化合物，受阻酚类氧化剂可以为四[甲基-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧化剂1010），亚磷酸酯类氧化剂可以为亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯（抗氧化剂168），更优选地，受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1:2。

[0024] 润滑剂投入量虽然较少，但对型材的加工和内在性能影响很大。充分发挥润滑体系的作用，较大程度上依赖于润滑体系的选择与匹配。在低气味耐刮擦聚丙烯材料中，润滑剂优选为硬脂酸盐润滑剂，如硬脂酸锌和硬脂酸钙。

[0025] 请参阅图1，显示本发明实施例的低气味耐刮擦聚丙烯材料，该方法包括如下步骤：

[0026] S01：按照重量百分比选取原料，所述原料包括聚丙烯树脂65～75%，气味吸附剂1～8%，填料10～30%，耐刮擦剂1～5%，抗氧化剂0.1～0.5%，润滑剂0.1～0.5%；

[0027] S02：将上述原料混合均匀，得混合原料；

[0028] S03：将上述混合原料置于双螺杆挤出机进中经熔融挤出，造粒，获得所述低气味耐刮擦聚丙烯材料。

[0029] 步骤S01中，所有物料称量准确，精确至0.001千克，放入相应的物料袋中并且做好标示。

[0030] 步骤S02具体为，将聚丙烯树脂、气味吸附剂、填料、耐刮擦剂、抗氧化剂、和润滑剂混合均匀加入高速混合器中，高速混合器的转速为700～900转/min，充分混合3～5min，得混合原料。

[0031] 步骤S03中，将上述混合原料置于双螺杆挤出机中经熔融挤出，造粒。混合物料在双螺杆挤出机中各段的温度分别为：双螺杆一区温度为160℃～170℃，二区温度为170℃～180℃，三区温度为170℃～180℃，四区温度165℃～175℃，螺杆转速为350～400转/min，喂料频率20～25Hz，熔体压力为3.0～4.0MPa，真空度为-0.03～-0.06MPa。

[0032] 本发明实施例提供的低气味耐刮擦聚丙烯材料，通过控制和设计添加剂的选择，使得聚丙烯材料低气味并且耐刮擦。各种添加剂之间相互作用，使得该聚丙烯材料能够应用于现代汽车内饰中。进一步，该材料成本低廉，便于加工，实用性强。

[0033] 以下通过具体配方和制备方法的实施例来说明上述低气味耐刮擦聚丙烯材料及其制备方法。

[0034] 实施例1：

[0035] 本实施例的低气味耐刮擦聚丙烯材料的组分及其重量百分含量为：

[0036]

[0037] 其中，聚丙烯树脂为高流动性高抗冲的共聚聚丙烯；气味吸附剂为脂肪酸脂类化合物、纳米级氧化锌和纳米级的二氧化钛，其质量比为1：1：1；填料为滑石粉；耐刮擦剂为硅酮和反应型高聚硅氧烷复配而成，其质量比为1：1；抗氧剂0.3；润滑剂0.7。

[0038] 将上述聚丙烯树脂、气味吸附剂、填料、耐刮擦剂、抗氧化剂和润滑剂在高速混合机中混合3～5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为：一区170～180℃、二区180～190℃、三区180～190℃、四区175～185℃，螺杆转速350～400r/min,喂料频率20～25Hz，熔体压力3.0～
4.0MPa，真空度-0.03～-0.06MPa。

[0039] 实施例2：

[0040] 本实施例的低气味耐刮擦聚丙烯材料的组分及其重量百分含量为：

[0041]

[0042]

[0043] 其中，聚丙烯树脂为高流动性高抗冲的共聚聚丙烯；气味吸附剂为脂肪酸脂类化合物、纳米级氧化锌和纳米级的二氧化钛，其质量比为1：1：2；填料为滑石粉；耐刮擦剂为硅酮和反应型高聚硅氧烷复配而成，其质量比为1：1；抗氧剂0.3；润滑剂0.7。

[0044] 将上述聚丙烯树脂、气味吸附剂、填料、耐刮擦剂、抗氧化剂和润滑剂在高速混合机中混合3～5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为：一区170～180℃、二区180～190℃、三区180～190℃、四区175～185℃，螺杆转速350～400r/min,喂料频率20～25Hz，熔体压力3.0～
4.0MPa，真空度-0.03～-0.06MPa。

[0045] 实施例3：

[0046] 本实施例的低气味耐刮擦聚丙烯材料的组分及其重量百分含量为：

[0047]

[0048] 其中，聚丙烯树脂为高流动性高抗冲的共聚聚丙烯；气味吸附剂为脂肪酸脂类化合物、纳米级氧化锌和纳米级的二氧化钛，其质量比为1：2：1；填料为滑石粉；耐刮擦剂为硅酮和反应型高聚硅氧烷复配而成，其质量比为1：1；抗氧剂0.3；润滑剂0.7。

[0049] 将上述聚丙烯树脂、气味吸附剂、填料、耐刮擦剂、抗氧化剂和润滑剂在高速混合机中混合3～5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为：一区170～180℃、二区180～190℃、三区180～190℃、四区175～185℃，螺杆转速350～400r/min,喂料频率20～25Hz，熔体压力3.0～
4.0MPa，真空度-0.03～-0.06MPa。

[0050] 实施例4：

[0051] 本实施例的低气味耐刮擦聚丙烯材料的组分及其重量百分含量为：

[0052]

[0053] 其中，聚丙烯树脂为高流动性高抗冲的共聚聚丙烯；气味吸附剂为脂肪酸脂类化合物、纳米级氧化锌和纳米级的二氧化钛，其质量比为1：1：1；填料为滑石粉；耐刮擦剂为硅酮和反应型高聚硅氧烷复配而成，其质量比为1：2；抗氧剂0.3；润滑剂0.7。

[0054] 将上述聚丙烯树脂、气味吸附剂、填料、耐刮擦剂、抗氧化剂和润滑剂在高速混合机中混合3～5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为：一区170～180℃、二区180～190℃、三区180～190℃、四区175～185℃，螺杆转速350～400r/min,喂料频率20～25Hz，熔体压力3.0～
4.0MPa，真空度-0.03～-0.06MPa。

[0055] 实施例5：

[0056] 本实施例的低气味耐刮擦聚丙烯材料的组分及其重量百分含量为：

[0057]

[0058]

[0059] 其中，聚丙烯树脂为高流动性高抗冲的共聚聚丙烯；气味吸附剂为脂肪酸脂类化合物、纳米级氧化锌和纳米级的二氧化钛，其质量比为1：1：2；填料为滑石粉；耐刮擦剂为硅酮和反应型高聚硅氧烷复配而成，其质量比为1：2；抗氧剂0.3；润滑剂0.7。

[0060] 将上述聚丙烯树脂、气味吸附剂、填料、耐刮擦剂、抗氧化剂和润滑剂在高速混合机中混合3～5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为：一区170～180℃、二区180～190℃、三区180～190℃、四区175～185℃，螺杆转速350～400r/min,喂料频率20～25Hz，熔体压力3.0～
4.0MPa，真空度-0.03～-0.06MPa。

[0061] 实施例6：

[0062] 本实施例的低气味耐刮擦聚丙烯材料的组分及其重量百分含量为：

[0063]

[0064] 其中，聚丙烯树脂为高流动性高抗冲的共聚聚丙烯；气味吸附剂为脂肪酸脂类化合物、纳米级氧化锌和纳米级的二氧化钛，其质量比为1：2：1；填料为滑石粉；耐刮擦剂为硅酮和反应型高聚硅氧烷复配而成，其质量比为1：2；抗氧剂0.3；润滑剂0.7。

[0065] 将上述聚丙烯树脂、气味吸附剂、填料、耐刮擦剂、抗氧化剂和润滑剂在高速混合机中混合3～5分钟，高速混合机转速为800转/分；然后将混好的原料置于平行双螺杆挤出机中经熔融挤、造粒，其挤出工艺为：一区170～180℃、二区180～190℃、三区180～190℃、四区175～185℃，螺杆转速350～400r/min,喂料频率20～25Hz，熔体压力3.0～
4.0MPa，真空度-0.03～-0.06MPa。

[0066] 将按上述方法完成造粒的低气味耐刮擦聚丙烯材料在80-90℃的烘箱下干燥2小时，然后将干燥好的粒子材料在注塑成型机上注塑出标准测试样条。

[0067] 拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸（mm）：（176±2）（长）×（12.6±0.2）（端部宽度）×(3.05±0.2)（厚度），拉伸速度为50mm/min；弯曲强度和弯曲模量按ASTM D-790标准进行检验。试样类型为试样尺寸（mm）：
（128±2）×（12.67±0.2）×(3.11±0.2)，弯曲速度为20mm/min；悬臂梁缺 口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸（mm）：（63±2）×（12.45±0.2）×(3.1±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为1.9mm；阻燃性测试按UL-94标准进行检验，试样尺寸为（128±2）×（12.67±0.2）×(3.11±0.2)（1/8in）和（128±2）×（12.67±0.2）×(1.62±0.2)（1/16in）；耐刮擦试验按PV3952进行检验，负荷为10N，通过测定刮擦试样表面的ΔL值（即黑白颜色的变化标志）来评判其耐刮擦性能，ΔL的数值越小，表示材料的耐刮擦性能越好；气味试验按照汽车行业标准GME60276A3/B3进行检验。

[0068] 材料的综合性能通过测试所得的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、IZOD缺口冲击强度、阻燃性能、耐刮擦性能和气味性进行评判。实施例1至实施例6所制备的低气味耐刮擦聚丙烯材料的性能表征见表1。

[0069] 表1

[0070]物性参数 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 实例6
拉伸强度（MPa） 21 20 21 21 22 21
断裂伸长率（%） 15 14 13 13 14 12
弯曲强度（MPa） 28 29 28 27 28 29
弯曲模量（MPa） 980 920 945 925 950 985
IZOD缺口冲击强度（J/M） 72 70 71 73 71 70
耐刮擦（10N）ΔL 1.72 1.68 1.66 1.61 1.58 1.55
气味（级） 5 6 6 5 6 5

[0071] 从表1中可以看出，在抗氧剂、润滑剂和填料相同的情况下，保持耐刮擦剂的配比（硅酮：反应型高聚硅氧烷=1：1）不变，材料的气味性能随着纳米级氧化锌或纳米二氧化钛的增加由不能达到GM6级到达到GM6级，而在相同气味吸附剂的用量下，耐刮擦剂的配比由1：1变化为1：2，材料气味等级不变，ΔL减小，耐刮擦性能提高。

[0072] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。