[发明专利]一种低气味低散发玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及增强聚丙烯领域，具体涉及一种低气味低散发玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(以下简称PP)作为通用塑料材料之一，具有优良的综合性能、良好的化学稳定性、较好的成型加工性能和相对低廉的价格。但是，PP存在着强度、模量、硬度低，耐低温冲击强度差，成型收缩大，易老化等缺点。采用玻璃纤维增强PP，可以提高PP的机械性能、耐热性能和尺寸稳定性能。但是，PP是非极性材料，与玻纤不能有效的粘接在一起，工业上一般是先将PP接枝反应性官能团以及将玻纤用偶联剂处理，再将PP、带有反应性官能团的PP(即相容剂)及处理后的玻纤一起挤出造粒，制得玻纤增强PP。

现有的玻纤增强PP均是采用两步法生产，上游相容剂的稳定性、气味不能控制，从而导致产品的气味、性能稳定性等波动较大。两步法生产耗能高、工艺流程长、采购周期长，不利于现代生产的快速化要求。

另外，玻纤增强PP广泛应用于汽车内饰件。在汽车使用过程中，尤其是驾驶室温度较高的情况下，残余在玻纤增强PP中的挥发性有机物质(TVOC)会散发出来，对司乘人员的身体造成伤害。对于玻纤增强PP而言，TVOC主要来源于聚丙烯合成过程中残留的单体、相容剂中残留的引发剂和单体及挤出加工过程中降解产生的小分子等。现在玻纤增强PP降低TVOC的主要手段有：(1)选择低TVOC的聚丙烯原材料，但聚丙烯现有合成工艺并不能完全消除杂质的残留，且聚丙烯加工过程中降解会产生的小分子，该降解过程并不能有效抑制；(2)降低PP用相容剂引发剂及单体的残留，但现在工业的生产方法为了保证较高的接枝率，引发剂及单体的添加量较高，从而导致二者的残留率相对较高；(3)改善加工工艺，如多级真空，更加彻底的驱除小分子，但并不能根除TVOC的来源；(4)添加去味剂，虽然降低了聚丙烯的气味，但并未有效降低小分子残留。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，主要从工艺及配方的角度，提供了一种低气味低散发玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法，特别是一种超声波原位接枝法制备低气味低散发玻纤增强聚丙烯的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

第一方面，本发明提供一种低气味低散发玻纤增强聚丙烯组合物，包括如下重量份数的各组分：

作为优选方案，所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯的一种或者两种，其熔体流动速率在230℃、2.16kg条件下为3～70g/min。所述玻璃纤维为无碱无捻粗砂。

作为优选方案，所述功能性单体为顺丁烯二酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸中的一种或者两种。

作为优选方案，所述过氧化物选自过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己炔、双叔丁过氧异丙基苯中的一种。

作为优选方案，所述稀释剂为丙酮、丁酮中的一种。功能性单体与稀释剂的配比为1:(1～5)。包覆剂为白油、硅油、石蜡中的一种。VOC抽提剂为C1-C4醇的一种或者去离子水。润滑剂为脂肪酸皂盐类润滑剂、硅酮类润滑剂中的一种。抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配体系。

第二方面，本发明提供一种所述低气味低散发玻纤增强聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：

将聚丙烯、抗氧剂、润滑剂、包覆剂混合后将所得混合物A加入双螺杆挤出机；

用稀释剂稀释功能性单体、过氧化物后引发剂将所得混合物B通过为注入系统加入双螺杆挤出机；

对所述混合物B进行超声波活化接枝得混合物C；

向所述混合物C中加入玻璃纤维和VOC抽提剂，熔融塑化、挤出、造粒，即得低气味低散发玻纤增强聚丙烯组合物。

作为优选方案，稀释液加入所述混合物B操作是通过微注入系统实现的。玻璃纤维和VOC抽提剂是从双螺杆挤出机的侧喂料口先后加入的。双螺杆挤出机长径比为(40～100):1，双螺杆挤出机末端真空泵为两个或者多个。双螺杆挤出机的加工温度为160～220℃，螺杆转速为200～600转/分。超声波活化接枝中，超声功率为200～800W。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点和效果：

(1)本发明通过一步法完成聚丙烯功能化及聚丙烯与玻纤的粘合，减少了产业链上的生产环节，节约能源，降低加工成本；