[发明专利]一种具有长效耐热氧老化性能、低气味抗发粘聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有长效耐热氧老化性能、低气味抗发粘聚丙烯复合材料及其制备方法，这种聚丙烯复合材料由以下重量百分比的原料组成：聚丙烯37～97，纳米无机填料0～30，环氧树脂0.5～5，八环氧基笼形聚倍半硅氧烷1～10，弹性体1～15，抗氧剂0.1～0.5，其他助剂0～2。本发明通过在纳米无机填料增强聚丙烯复合体系中引入环氧树脂和八环氧基笼形聚倍半硅氧烷，通过环氧基内部的键合作用，形成交联网络结构，能够与常规抗氧剂形成协同抗氧效应；同时八环氧基笼形聚倍半硅氧烷的小尺寸效应能够使得聚丙烯结晶尺寸更小，晶格更完善，结构更均匀，能够抑制氧气进入材料内部以及在材料内部扩散，从而显著提高聚丙烯复合材料的耐热氧老化性能。

技术领域

本发明涉及一种具有长效耐热氧老化性能、低气味抗发粘聚丙烯复合材料及其制备方法，是一种工艺简单、成本低、综合性能好的聚丙烯复合材料，主要应用于家用电器、汽车内外饰等，属于聚合物改性和加工技术领域。

背景技术

聚丙烯因具有较好的加工性能和优异的力学、物理、化学性能，同时质轻价廉，广泛应用于汽车内外饰、家用电器及电子等行业，是目前增长速度最快的通用型热塑性塑料。近年来，随着家用电器和汽车工业的快速发展，热塑性塑料制品，特别是聚丙烯材料的应用范围越来越广泛，随之而来对其性能的要求也越来越高。如在聚丙烯制品的长期使用过程中，制品容易变脆，甚至粉化，严重影响了塑料制品的使用寿命。同时，在作为汽车内饰零件使用时，汽车密闭的环境和内部较高的温度，对聚丙烯材料的耐热氧老化性能和气味提出了更高的挑战，而近年来消费者对车内的气味投诉成不断上升的趋势。因此如何提高聚丙烯复合材料的耐热氧老化性能，同时具有较好的气味效果，成为开发这类材料一个急需解决的问题。

目前，提高聚丙烯复合材料耐热氧老化性能，最常规的手段是提高抗氧剂的含量，但过多的抗氧剂会造成材料在使用过程中表面出现抗氧剂析出发粘问题。目前已有的专利通过添加其它种类的助剂或提高抗氧剂的含量来提高聚丙烯复合材料的耐热氧老化性能，但未能提及对于制品表面的发粘析出问题。如专利CN101065432A在复合材料中加入主抗氧剂和二次抗氧剂，增加复合体系的稳定性，从而达到长期抗热氧老化性能，但较高含量的抗氧剂会造成抗氧剂析出发粘问题。专利CN102827422A通过加入β成核剂和接枝助剂来提高复合材料的耐热氧老化，但未涉及材料的抗发粘性能以及气味情况。专利CN103044776A通过添加特定的除味剂和抗氧剂来改善聚丙烯复合材料的气味和热氧老化性能，但并未涉及可能带来的析出发粘问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有长效耐热氧老化性能、低气味抗发粘聚丙烯复合材料及其制备方法，以解决现有技术的上述问题。

为了提高聚丙烯复合材料的耐热氧老化性能，改善复合体系在成型加工及使用过程中的气味问题，并解决在长期使用过程中容易出现的发粘析出问题，本发明的技术方案是在纳米无机填料填充聚丙烯复合材料的基础配方中加入环氧树脂和八环氧基笼形聚倍半硅氧烷，在挤出共混过程中，通过环氧基内部的键合作用，形成交联网络结构，能够与常规抗氧剂形成协同抗氧效应；同时八环氧基笼形聚倍半硅氧烷的小尺寸效应能够使得聚丙烯结晶尺寸更小，晶格更完善，结构更均匀，能够抑制氧气进入材料内部以及在材料内部扩散，从而显著提高聚丙烯复合材料的耐热氧老化性能；同时利用八环氧基笼形聚倍半硅氧烷的笼形结构，以及环氧树脂对纳米粒子的包覆作用，能够捕捉复合材料成型加工过程的产生的小分子物质，赋予复合材料良好的气味效果；所得复合材料在添加极少量抗氧剂的情况下达到长效持久的抗氧化效果，能够避免在长时间使用过程中产生发粘析出现象。

一种具有长效耐热氧老化性能、低气味抗发粘聚丙烯复合材料，按以下重量百分比的原料配制成：

本发明所适用的聚丙烯复合材料体系中，

所述的聚丙烯在230℃、2.16kg负荷条件下，熔体流动速率为5～60g/10min。