CN107541002A - 一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，其按原料重量百分比计包括如下组分：聚丙烯45～70％、聚乙烯1～10％、过氧化物0.01～1％、气味吸附剂0.4～4％、增韧剂0～15％、滑石粉0～25％、助剂0.8～2％。本发明通过添加过氧化物使均匀分散的聚乙烯交联成微小的颗粒，分散在复合材料表面，其成型后可形成均匀的微小凸起，提高复合材料表面粗糙度，从而使得光线照射到复合材料表面时产生漫反射，实现了降低复合材料表面光泽度的目的。同时，交联的聚乙烯具有一定网状结构，可在保持良好的力学性能的同时进一步提高复合材料的韧性。

Description

一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料及其 制备方法

技术领域

本发明涉及聚丙烯复合材料领域，特别涉及一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

近几年，随着我国经济的快速发展，汽车工业正以前所未有的速度快速发展，汽车行业愈演愈烈的竞争过程中，轻量化、舒适性、安全性、节能环保和美观成为各大主机厂的生存关键。聚丙烯由于密度小、力学性能优良、耐化学性能好、电绝缘性优异，易于成型加工和回收等特点，在汽车上得到广泛应用，成为车用塑料中用量最大、发展速度最快的材料。

但是随着消费者要求的提高，聚丙烯的两个缺陷限制了其在汽车内饰中的发展。其一是聚丙烯属于结晶型塑料，因此光泽度较高；其二是在改性过程中添加的助剂以及在挤出过程中，由于高温高剪切作用下，分子链断裂形成的小分子，都会导致聚丙烯具有很大的气味，可以达到4～4.5级以上(大众PV3900 6级气味标准)。而汽车成为代步工具后，人们出行越来越依赖汽车，长时间待在车内，光泽度较高的内饰，会反射较强的光线，影响驾驶员及乘客的舒适性及安全性；而气味较高的聚丙烯内饰件，会导致车内空气质量较差，影响驾驶员和乘客的健康及舒适性。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，同时提供一种该复合材料的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，其按原料重量百分比计包括如下组分：

作为上述方案的进一步改进，所述聚丙烯选自均聚聚丙烯和嵌段聚丙烯中的至少一种。

作为上述方案的进一步改进，所述聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为21～100g/10min。

作为上述方案的进一步改进，所述聚乙烯选自低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的至少一种。

作为上述方案的进一步改进，所述过氧化物为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷，密度为0.85g/cm³，118℃半衰期为10h。

作为上述方案的进一步改进，所述气味吸附剂为蓖麻油酸锌和有机膨润土按重量比为1:4混合的复配物。

作为上述方案的进一步改进，所述有机膨润土为钠质膨润土，其交换容量CEC为0.8～1.5mmol/g，内比表面积650～750m²/g。

作为上述方案的进一步改进，所述滑石粉的目数为2000目以上。本发明优选滑石粉目数为2500目。

作为上述方案的进一步改进，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物。

作为上述方案的进一步改进，所述助剂包括抗氧剂、耐候剂和加工助剂。具体地，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂DLTP中的一种或两种。所述耐候剂为受阻胺光稳定剂LA-402AF或UV-3808PP5。所述加工助剂为硬脂酸锌。

一种如上所述的一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料的制备方法，其包括如下工艺步骤：

1)将聚丙烯、聚乙烯、过氧化物、气味吸附剂和助剂放入高混机中高速混合3～5min，转速为400r/min以上，得混合料；

2)将混合料通过主喂料口投入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，控制双螺杆挤出机在熔融段和输送端的真空度均为-0.06MPa以上，螺杆转速频率为30～50Hz，挤出温度为一区160℃、二区至机头为180～200℃，后经在线烘料，烘料温度为110～120℃，得成品。

作为上述方案的进一步改进，步骤1)中还添加有滑石粉和增韧剂。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过添加过氧化物使均匀分散的聚乙烯交联成微小的颗粒，分散在复合材料表面，其成型后可形成均匀的微小凸起，提高复合材料表面粗糙度，从而使得光线照射到复合材料表面时产生漫反射，实现了降低复合材料表面光泽度的目的。同时，交联的聚乙烯具有一定网状结构，可在保持良好的力学性能的同时进一步提高复合材料的韧性。

(2)本发明中的气味吸附剂具有特殊复配，其中蓖麻油酸锌可与醛酮类小分子螯合，降低气味，而有机膨润土由于具有高比表面积，可以大量吸附复合材料中小分子，从而达到降低气味的目的。

(3)本发明制备方法中的低温挤出、双真空和在线烘料工艺，均有利于进一步降低该聚丙烯复合材料的气味，使其气味达到2.5级(大众PV3900 6级气味标准)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。

在下述实施例及对比例的复合材料的原料组分中，所用的聚丙烯为埃克森美孚生产，商品牌号为PP 7555KNE2。所用的聚乙烯为燕山石化生产，商品牌号为HDPE 6100M。所用的过氧化物2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷为上海谱振生产。所用的蓖麻油酸锌和有机膨润土为津南化工生产。所用的增韧剂是埃克森美孚生产的乙烯-辛烯共聚物，商品牌号为POE9061。所用的填充物为2500目滑石粉。所用助剂为BASF抗氧剂Irganox 1010、BASF抗氧剂Irgafos 168、ADK耐候剂LA-402AF和汉维的润滑剂Znst。

本发明实施例1～5和对比例1～5的原料配比及制备工艺选用如下表1所示。其中：

本发明的制备方法(工艺一)：

1)将聚丙烯、聚乙烯、过氧化物、气味吸附剂和助剂放入高混机中高速混合3～5min，转速为400r/min以上，得混合料；

2)将混合料通过主喂料口投入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，控制双螺杆挤出机在熔融段和输送端的真空度均为-0.06MPa以上，螺杆转速频率为30～50Hz，挤出温度为一区160℃、二区至机头为180～200℃，后经在线烘料，烘料温度为110～120℃，得成品。

其中步骤1)中还可加入滑石粉和增韧剂。

对比的制备方法(工艺二)：

1)将聚丙烯、聚乙烯、过氧化物、气味吸附剂和助剂放入高混机中高速混合3～5min，转速为400r/min以上，得混合料；

2)将混合料通过主喂料口投入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，控制双螺杆挤出机中真空度为-0.06MPa以上，螺杆转速频率为30～50Hz，挤出温度为一区160℃、二区至机头为200～230℃，得产品。

其中步骤1)中还可加入滑石粉和增韧剂。

表1实施例1～5和对比例1～5的原料配比及制备工艺选用

将实施例1～5和对比例1～5制备得的复合材料用如下测试方法分别进行各项性能测试，其测试结果如下表2所示。

各项性能测试方法：

拉伸强度按照ISO 527：2012标准进行测试；

弯曲强度和弯曲模量按照ISO 178：2010标准进行测试；

缺口冲击强度按照ISO 180：2000标准进行测试；

MFR按照ISO 1133：2011标准进行测试，测试条件为230℃，2.16kg；

光泽度按照ISO2813标准进行测试，测试角度为60°；

气味性按照PV3900标准进行测试。

表2各项性能测试结果

根据表1和表2数据，由对比例1可以看出，未添加过氧化物，聚乙烯未发生交联，因此光泽度很高，同时韧性较低；由对比例2可以看出，添加过氧化物的同时未添加聚乙烯，同样无法交联，因此光泽度很高，韧性很低；对比例3中，未添加气味吸附剂时，复合材料的气味很高，达到4.5级；对比例4添加比例1：2的气味吸附剂后，气味等级降低很小，仍然达到4.0级；而由对比例5可以看出，添加本发明的气味吸附剂后，选用工艺二生产的复合材料，气味可以达到3.5级，而实施例1采用工艺一生产的复合材料其气味则可以将至2.5级。由实施例1～5可以看出，通过过氧化物交联，可以明显降低复合材料的光泽度，同时提高复合材料的韧性，而添加气味吸附剂可以大大降低材料的气味性，结合低温挤出、双真空和在线烘料的工艺改良，气味可以低至2.5级。

上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，其特征在于，按原料重量百分比计包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯选自均聚聚丙烯和嵌段聚丙烯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为21～100g/10min。

4.根据权利要求1所述的一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚乙烯选自低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，其特征在于：所述过氧化物为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷，密度为0.85g/cm³，118℃半衰期为10h。

6.根据权利要求1所述的一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，其特征在于：所述气味吸附剂为蓖麻油酸锌和有机膨润土按重量比为1:4混合的复配物。

7.根据权利要求1所述的一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，其特征在于：所述有机膨润土为钠质膨润土，其交换容量CEC为0.8～1.5mmol/g，内比表面积650～750m²/g。

8.根据权利要求1所述的一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，其特征在于：所述滑石粉的目数为2000目以上。

9.根据权利要求1所述的一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料，其特征在于：所述助剂包括抗氧剂、耐候剂和加工助剂。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的一种低光泽、低气味、高韧性的车用内饰聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：

1)将聚丙烯、聚乙烯、过氧化物、气味吸附剂和助剂放入高混机中高速混合3～5min，转速为400r/min以上，得混合料；

2)将混合料通过主喂料口投入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，控制双螺杆挤出机在熔融段和输送端的真空度均为-0.06MPa以上，螺杆转速频率为30～50Hz，挤出温度为一区160℃、二区至机头为180～200℃，后经在线烘料，烘料温度为110～120℃，得成品。