CN109679276B - 一种车用低voc免喷涂聚甲醛及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车用低VOC免喷涂聚甲醛及其制备方法，其中该车用低VOC免喷涂聚甲醛按照重量配比的组分包括：聚甲醛100份、铝颜料1‑15份、气味吸收剂1‑3份、碳酸钙0.5‑1份、苯乙烯‑丙烯腈共聚物1‑3份、光稳定剂0.4‑1份、成核剂0.1‑0.5份、抗氧剂0.2‑0.5份、润滑剂0.3‑1.0份。本发明提供一种车用低VOC免喷涂聚甲醛具有低VOC、耐老化，且较强金属质感等优点。

Description

一种车用低VOC免喷涂聚甲醛及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新材料，尤其涉及到一种车用低VOC免喷涂聚甲醛及其制备方法。
背景技术
聚甲醛(POM)是一种高密度、高结晶度的热塑性工程塑料，具有优异的综合性能。它既有突出的耐磨擦性和自润滑性，又有良好的耐油、耐过氧化物性能。但是聚甲醛的耐老化性，尤其是耐紫外老化性能较差。
聚甲醛作为内外装饰件用于汽车上时(比如门把手、安全带扣等)，一般需要喷涂或者电镀以达到较好的金属质感。然而这些喷涂或者电镀件，不仅在生产时会对环境产生一定的污染，在使用时也会产生一定的VOC。
近年来，随着国家对环保越来越重视，以及人们生活水平的提高，对汽车内外饰件的材料提出了更高的要求。因此，迫切需要开发一种低VOC，且具有较强金属质感的车用免喷涂聚甲醛材料。
发明内容
为解决上述提到的现有技术中存在的不足和问题，本发明提供一种车用低VOC免喷涂聚甲醛，按照重量配比的组分包括：
Figure BDA0001903073190000011
Figure BDA0001903073190000021
进一步地，所述聚甲醛的中等粘度熔体流动速率10-30g/10min。
进一步地，所述铝颜料为改性铝粉，粒径10-200um。
进一步地，所述气味吸收剂为蓖麻油锌盐。
进一步地，所述碳酸钙的平均粒径0.1um，使用2％的硬脂酸表面处理。
进一步地，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物丙烯腈含量不小于33％，熔体流动速率不小于100g/10min。
进一步地，所述润滑剂为低分子氧化聚乙烯。
进一步地，所述光稳定剂为UV234和UV944，两者复配1:1-3:1。
进一步地，所述成核剂选用芳基磺酸钙。
本发明还提供一种上述的车用低VOC免喷涂聚甲醛制备方法，包括以下步骤：先按照各组分重量配比准备各组分原料；然后取10-20份POM，加入铝颜料以及各种助剂，在高速搅拌机混合均匀，转速控制在80-120rpm，搅拌5-10分钟，得到预混料；最后将余下的POM以及搅拌好的预混料用双螺杆挤出机进行造粒。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、所述气味吸收剂是一种有机大分子螯合剂，具体是一种可反应型有机锌盐，能够在受热时直接螯合低分子化合物，降低POM的VOC，且不影响产品的外观和机械性能。更重要的是气味吸收剂与碳酸钙粒子配合使用，当体系中存在甲酸等酸性物质时，碳酸钙可作为吸酸剂，吸收酸性物质，切断催化抑制POM降解。
2、所述AS中含有腈基，在高温下，腈基可以与POM降解生成的甲醛反应，同时，腈基与抗氧剂存在协同效应，可将POM的热分解温度从200度提高至275度，从根源上消除产生甲醛的可能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供实施例1-3与对比例1-2。
表1：实施例1-3与对比例1-2组分组成与配比
原料名称 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
POM 100 100 100 100 100
铝颜料 1 8 15 1 8
碳酸钙 0.5 0.7 1
蓖麻油锌盐 1 2 3 1
AS 1 2 3
光稳定剂234 0.2 0.3 0.5 0.2 0.3
光稳定剂944 0.2 0.3 0.5 0.2 0.3
抗氧剂H180 0.2 0.5 0.2
抗氧剂245 0.3 0.3
氧化聚乙烯 0.3 0.6 1 0.3 0.6
芳基磺酸钙 0.5 0.3 0.1 0.5 0.3
其中，优选地，所述聚甲醛的中等粘度熔体流动速率10-30g/10min。
优选地，所述铝颜料为改性铝粉，粒径10-200um。
优选地，所述气味吸收剂为蓖麻油锌盐。
优选地，所述碳酸钙的平均粒径0.1um，使用2％的硬脂酸表面处理。
优选地，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物丙烯腈含量不小于33％，熔体流动速率不小于100g/10min。
优选地，所述润滑剂为低分子氧化聚乙烯。
优选地，所述光稳定剂为UV234和UV944，两者复配1:1-3:1。
优选地，所述成核剂选用芳基磺酸钙。
优选地，抗氧剂选用H180布吕格曼(酚类抗氧剂和辅助抗氧剂)或者抗氧剂245、受阻酚类抗氧剂:三甘醇双β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯。
上述实施例和对比例的制备方法包括：
先按照各组分重量配比准备各组分原料；然后取10-20份POM，加入铝颜料以及各种助剂，在高速搅拌机混合均匀，转速控制在80-120rpm，搅拌5-10分钟，得到预混料；最后将余下的POM以及搅拌好的预混料用双螺杆挤出机进行造粒。
其中，在制备过程中，POM在主喂料口投料，预混料在侧喂料口投料，挤出机各段的温度控制在170-210℃，转速200-300rpm、真空度-0.05。双螺杆挤出机长径为40:1，含侧向喂料装置，第七、第八节含两个真空排气孔。
表1所示的实施例和对比例得到的各组测试样品在相同检测条件下进行的实验结果。
表2实施例1-3与对比例1-2的测试结果
Figure BDA0001903073190000041
Figure BDA0001903073190000051
测试结果表明：纳米碳酸钙、AS、蓖麻油锌盐、抗氧剂之间存在明显的协同效应，共同作用降低材料的VOC含量。对比例1，与实施例1相比未添加碳酸钙和AS，材料的VOC和气味等级明显提高，原因为体系中只存在抗氧剂和蓖麻油锌盐，抗氧剂可以抑制前期POM的分解，当分解出甲醛时，依靠蓖麻油锌盐与甲醛螯合，但部分甲醛在高温下易转变为甲酸，加速体系分解，又生成甲醛，使体系VOC变大，对比例2仅添加抗氧剂，VOC含量最高。
铝颜料的添加能够赋予POM较好的金属质感效果，仅仅添加1份就能够获得一定的金属质感，并且随着添加份数的增加，金属质感也会相应增强。但是，过多的铝颜料可能会造成材料的加工困难，以及材料机械性能的下降，铝颜料的添加量在8份以下最优。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种车用低VOC免喷涂聚甲醛，其特征在于，按照重量配比的组分包括：
聚甲醛 100份
铝颜料 1-15份
气味吸收剂 1-3份
碳酸钙 0.5-1份
苯乙烯-丙烯腈共聚物 1-3份
光稳定剂 0.4-1份
成核剂 0.1-0.5份
抗氧剂 0.2-0.5份
润滑剂 0.3-1.0份；
所述气味吸收剂为蓖麻油锌盐；
所述碳酸钙的平均粒径0.1μm，使用2％的硬脂酸表面处理。
2.根据权利要求1所述的车用低VOC免喷涂聚甲醛，其特征在于，所述聚甲醛的中等粘度熔体流动速率10-30g/10min。
3.根据权利要求1所述的车用低VOC免喷涂聚甲醛，其特征在于，所述铝颜料为改性铝粉，粒径10-200μm。
4.根据权利要求1所述的车用低VOC免喷涂聚甲醛，其特征在于，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物丙烯腈含量不小于33％，熔体流动速率不小于100g/10min。
5.根据权利要求1所述的车用低VOC免喷涂聚甲醛，其特征在于，所述润滑剂为低分子氧化聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的车用低VOC免喷涂聚甲醛，其特征在于，所述光稳定剂为UV234和UV944的混合，两者复配1:1-3:1。
7.根据权利要求1所述的车用低VOC免喷涂聚甲醛，其特征在于，所述成核剂选用芳基磺酸钙。
8.一种权利要求1所述的车用低VOC免喷涂聚甲醛制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先按照各组分重量配比准备各组分原料；然后取10-20份POM，加入铝颜料以及各种助剂，在高速搅拌机混合均匀，转速控制在80-120rpm，搅拌5-10分钟，得到预混料；最后将余下的POM以及搅拌好的预混料用双螺杆挤出机进行造粒。
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