本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
voc是常溫下?lián)]發(fā)性有機(jī)化合物(volatileorganiccompounds)的英文縮寫(xiě)，如三氯乙烯、四氯乙烯、甲醛、甲苯、苯、二甲苯等，其他還有乙醇類(lèi)及酮類(lèi)等各種物質(zhì)。這些化學(xué)物質(zhì)具有易揮發(fā)(易干燥)、親油性(容易去油污)等特點(diǎn)，利用這些特點(diǎn)，在產(chǎn)業(yè)界被廣泛用作涂料、粘合劑等的溶劑或清洗劑。但是，這些化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)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(yán)重的還可能致癌。
目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)降低材料中的voc普遍采用的方式有固著吸附、遮蓋掩飾、化學(xué)除味等方式，但是這些方式voc還是會(huì)殘留在材料內(nèi)，無(wú)法排除。還有的供應(yīng)商為了降低材料中的voc，采用高溫烘烤的方法進(jìn)行脫揮處理，但是這種方法會(huì)造成材料性能的降低。目前國(guó)內(nèi)幾家較大的改性廠(chǎng)采用通惰性氣體脫揮的方法，但此方法對(duì)設(shè)備要求比較高，工藝復(fù)雜。
cn106117786a提供了一種低voc低密度玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及應(yīng)用，包括聚丙烯35-75份、空心玻璃微珠4.5-6份、玻璃纖維15-45份、滑石粉0-5份、抗氧化劑0.2-0.5份、抗紫外助劑0.3-0.5份、相容劑2-4份、voc抑制劑3-4份，其中所述voc抑制劑包括納米光觸媒、凹凸棒土、海泡石和硅藻土，通過(guò)voc抑制劑的多孔結(jié)構(gòu)吸附有機(jī)揮發(fā)氣體，voc還會(huì)殘留于材料內(nèi)部。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料，萃取劑母粒的用量少，使玻璃纖維增強(qiáng)pp材料中voc含量有效降低。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料，按重量份計(jì)，包括以下制備原料：
pp58～80份，例如58份、59份、60份、61份、62份、63份、64份、65份、66份、67份、68份、69份、70份、71份、72份、73份、74份、75份、76份、77份、78份、79份、80份；
玻璃纖維10～40份，例如10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份；
接枝劑5～10份，例如5份、6份、7份、8份、9份、10份；
抗氧劑劑0.2～0.5份，例如0.2份、0.3份、0.4份、0.5份
萃取劑母粒1.5～3.5份，例如1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份、3份。
本發(fā)明所指的低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料意指voc含量低于50ugc/g，更進(jìn)一步地是voc含量低于30ugc/g。
本發(fā)明以pp材料為基料，采用玻璃纖維進(jìn)行改性增強(qiáng)，通過(guò)萃取劑母粒的加入，在不改變?cè)O(shè)備的前提下，將voc從材料內(nèi)部排除而不是通過(guò)多孔物的吸附或者除味劑的遮蔽殘留在材料內(nèi)，此方法降低voc的效果要比其他方法好，而且不用增加加工工藝的復(fù)雜程度，并且萃取劑母粒的用量少，添加1.5～3.5重量份的萃取劑母粒即可滿(mǎn)足大眾pv3900和pv3341的要求。
其中，萃取劑母粒的降低voc的原理為，含有萃取劑母粒的基料受熱軟化在剪切作用下釋放出低沸點(diǎn)的萃取劑，萃取劑與基料中的voc在螺桿剪切作用下接觸混合，互溶萃取，受熱后氣化成大量微泡，含有voc的微泡在負(fù)壓作用下被抽離去除。
本發(fā)明中，所述的pp可以為均聚聚丙烯(pp-h)、嵌段共聚聚丙烯(pp-b)和無(wú)規(guī)共聚聚丙烯(pp-r)，優(yōu)選地，pp為氫調(diào)法生產(chǎn)的pp樹(shù)脂，相對(duì)于有機(jī)過(guò)氧化降解法生產(chǎn)的pp材料，氫調(diào)法制備的pp-h樹(shù)脂作為基料，其基料本身voc的含量低。
本發(fā)明中，所述的接枝劑為bondyram1001、addibond100pp或bondyram1001與addibond100pp的混合物。addibond100pp主要用于玻纖增強(qiáng)pp、礦物及木粉填充pp等復(fù)合材料改善界面的相容性和親合性，作為高分子偶聯(lián)劑和粘合劑，可以大幅度提高填充或增強(qiáng)聚丙烯的機(jī)械力學(xué)性能及耐熱性能。
本發(fā)明中，所述萃取劑母粒為solv40-01和/或ldv1040，該類(lèi)萃取劑母粒的熔點(diǎn)低，載體易揮發(fā)，不易殘留在樹(shù)脂內(nèi)。
本發(fā)明中，所述的抗氧劑為irganox1010和/或songnox11b，此類(lèi)抗氧劑的抗氧化性能優(yōu)，防止樹(shù)脂受熱裂解，與樹(shù)脂相容性佳，不會(huì)額外增加voc的來(lái)源
本發(fā)明的目的之二在于提供一種低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料的制備方法，包括如下步驟：按重量份計(jì)，將58～80份的pp、1.5～3.5份的萃取劑母粒、5～10份的接枝劑、0.2～0.5份的抗氧劑依次加入混合機(jī)中混合，將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入10～40份的玻璃纖維，經(jīng)擠出、切粒、過(guò)篩、干燥得到低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料。
其中，所述混合機(jī)的攪拌速度為200～300r/min，例如200r/min、210r/min、220r/min、230r/min、240r/min、250r/min、260r/min、270r/min、280r/min、290r/min、300r/min。
其中，所述雙螺桿擠出機(jī)的?？诪?2～17個(gè)；優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為100～230℃雙螺桿擠出機(jī)的前區(qū)的擠出溫度低，為100～120℃，低的擠出溫度可以避免萃取劑母粒中的萃取劑成分過(guò)早氣化而減弱其萃取功效。
優(yōu)選地，所述螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為400～500r/min，例如400r/min、410r/min、420r/min、430r/min、440r/min、450r/min、460r/min、470r/min、480r/min、490r/min、500r/min。
優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為三段控溫，第一段溫度為100℃，第二段溫度為120℃，第三段溫度為230℃，這樣避免了萃取劑母粒中萃取劑成分的過(guò)早氣化，最大限度的發(fā)揮其萃取功效。
優(yōu)選地，本發(fā)明的低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料，包括如下步驟：按重量份計(jì)，將58～80份的pp、1.5～3.5份的萃取劑母粒、5～10份的接枝劑、0.2～0.5份的抗氧劑依次加入混合機(jī)中混合，將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，所述混合機(jī)的攪拌速度為200～300r/min，在雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入10～40份的玻璃纖維，所述雙螺桿擠出機(jī)的模孔為12～17個(gè)，所述螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為400～500r/min，所述雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為100～230℃，所述雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為三段控溫，第一段為第一區(qū)域，第一段溫度為100℃，第二段為第二區(qū)域，第二段溫度為120℃，第三段為第三～第十一區(qū)域，第三段溫度為230℃，經(jīng)擠出、切粒、過(guò)篩、干燥得到低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)萃取劑母粒的加入，有效降低了玻璃纖維增強(qiáng)pp材料中voc的含量，其含量在30ugc/g以下。
(2)萃取劑母粒的用量少，只需添加1.5～3.5重量份的萃取劑母粒即可滿(mǎn)足大眾pv3900和pv3341的要求。
(3)接枝劑、抗氧劑、玻璃纖維的加入提高了pp材料的力學(xué)性能，拉伸強(qiáng)度在94mpa以上，斷裂伸長(zhǎng)率在3.1％以上，彎曲模量在7800mpa以上，熔融指數(shù)在3.4g/10min以上，沖擊強(qiáng)度在10.5kj/m2以上。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
如無(wú)具體說(shuō)明，本發(fā)明的各種原料均可市售購(gòu)得，或根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備得到。
實(shí)施例1
按重量份計(jì)，將58.5份的pp、1.5份的萃取劑母粒、5份的接枝劑、0.3份的抗氧劑依次加入高速混合機(jī)中，以200r/min的速度混合0.25h，將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，將40份的玻璃纖維在三號(hào)側(cè)喂料口加入，控制螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min，控制擠出溫度為：第一區(qū)域100℃，第二區(qū)域120℃，第三～第十一區(qū)域溫度為230℃，擠出機(jī)擠出時(shí)使用的真空泵的壓力>0.08mpa，將擠出的物料經(jīng)切粒、過(guò)篩、干燥后制備得到低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料。
實(shí)施例2
按重量份計(jì)，將60份的pp、2.5份的萃取劑母粒、6份的接枝劑、0.3份的抗氧劑依次加入高速混合機(jī)中，以250r/min的速度混合0.25h，將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，將30份的玻璃纖維在三號(hào)側(cè)喂料口加入，控制螺桿轉(zhuǎn)速為500r/min，控制擠出溫度為：第一區(qū)域110℃，第二區(qū)域120℃，第三～第十一區(qū)域溫度為230℃，擠出機(jī)擠出時(shí)使用的真空泵的壓力>0.08mpa，將擠出的物料經(jīng)切粒、過(guò)篩、干燥后制備得到低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料。
實(shí)施例3
按重量份計(jì)，將70份的pp、3.5份的萃取劑母粒、8份的接枝劑、0.4份的抗氧劑依次加入高速混合機(jī)中，以300r/min的速度混合0.25h，將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，將40份的玻璃纖維在三號(hào)側(cè)喂料口加入，控制螺桿轉(zhuǎn)速為460r/min，控制擠出溫度為：第一區(qū)域100℃，第二區(qū)域120℃，第三～第十一區(qū)域溫度為230℃，擠出機(jī)擠出時(shí)使用的真空泵的壓力>0.08mpa，將擠出的物料經(jīng)切粒、過(guò)篩、干燥后制備得到低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料。
實(shí)施例4
按重量份計(jì)，將80份的pp、2.6份的萃取劑母粒、10份的接枝劑、0.5份的抗氧劑依次加入高速混合機(jī)中，以220r/min的速度混合0.25h，將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，將10份的玻璃纖維在三號(hào)側(cè)喂料口加入，控制螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min，控制擠出溫度為：第一區(qū)域100℃，第二區(qū)域120℃，第三～第十一區(qū)域溫度為230℃，擠出機(jī)擠出時(shí)使用的真空泵的壓力>0.08mpa，將擠出的物料經(jīng)切粒、過(guò)篩、干燥后制備得到低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料。
對(duì)比例1
按重量份計(jì)，將58.5份的pp、5份的接枝劑、0.3份的抗氧劑依次加入高速混合機(jī)中，以200r/min的速度混合0.25h，將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，將40份的玻璃纖維在三號(hào)側(cè)喂料口加入，控制螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min，控制擠出溫度為：第一區(qū)域100℃，第二區(qū)域120℃，第三～第十一區(qū)域溫度為230℃，擠出機(jī)擠出時(shí)使用的真空泵的壓力>0.08mpa，將擠出的物料經(jīng)切粒、過(guò)篩、干燥后制備得到玻璃纖維增強(qiáng)pp材料。
將實(shí)施例1-4制得的低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料以及對(duì)比例1制得的pp材料進(jìn)行性能測(cè)試及voc測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1
由表1數(shù)據(jù)可以看出，相對(duì)于對(duì)比例中不加萃取劑母粒和不加玻璃纖維制得的pp材料，本發(fā)明制備的低voc的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料萃取劑母粒的加入，有效降低了玻璃纖維增強(qiáng)pp材料中voc的含量，其含量在30ugc/g以下；萃取劑母粒的用量少，只需添加1.5～3.5重量份的萃取劑母粒即可滿(mǎn)足大眾pv3900和pv3341的要求；接枝劑、熱穩(wěn)定劑、玻璃纖維的加入提高了pp材料的力學(xué)性能，拉伸強(qiáng)度在94mpa以上，斷裂伸長(zhǎng)率在3.1％以上，彎曲模量在7800mpa以上，熔融指數(shù)在3.4g/10min以上，沖擊強(qiáng)度在10.5kj/m2以上。
本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)pp材料降低voc的方法是在不改變?cè)O(shè)備的前提下，將voc從材料內(nèi)部排除而不是通過(guò)多孔物的吸附或者除味劑的遮蔽殘留在材料內(nèi)，此方法降低voc的效果好，而且不用增加加工工藝的復(fù)雜程度。
申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴(lài)上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。