CN110128747A

CN110128747A - 一种环保型车用改性材料

Info

Publication number: CN110128747A
Application number: CN201910397570.1A
Authority: CN
Inventors: 汪理文; 李庆贵; 刘正军; 牛国增; 郑帅; 翁永华
Original assignee: SUZHOU RUNJIA ENGINEER PLASTIC CO Ltd
Current assignee: SUZHOU RUNJIA ENGINEER PLASTIC CO Ltd
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2019-08-16

Abstract

本发明涉及一种环保型车用改性材料，制备该材料的原料组成为：基材90‑96wt%、吸水树脂1‑3wt%、反应型蓖麻油微胶囊1‑3wt%、碳纤维1‑4wt%、热稳定剂0.1‑0.5wt%、主抗氧化剂0.2‑0.7wt%、助抗氧化剂0.1‑0.5wt%；其中碳纤维为负载了乙酰基乙酰胺的活性碳纤维。本发明通过反应型蓖麻油微胶囊、负载了乙酰基乙酰胺的活性碳纤维的加入，可以有效地吸收有机挥发性物质以及气味；其中反应型蓖麻油可以螯合聚丙烯复合材料中的气味物质，不仅可以降低材料的气味，还减少了污染；对反应型蓖麻油进行微胶囊化可以减少蓖麻油的渗出；负载了乙酰基乙酰胺的活性碳纤维同时发挥了活性碳纤维可以有效吸附挥发性的有害物质以及乙酰基乙酰胺能与甲醛发生加成反应的特性，提高了本车用材料的环保性。

Description

一种环保型车用改性材料

技术领域

本发明涉及车用材料领域，尤其涉及一种环保型车用改性材料。

背景技术

随着汽车在中国家庭的快速普及，人们对汽车的健康环保越来越重视，其中车内气味因其对人体健康的危害成为大家首要关注的问题。车内气味最大的来源是车用材料，随着国家对车内空气质量强制标准的出现，车用材料的气味问题将变得非常突出。对于车用改性塑料，平均单车用量将近100 kg左右，因此车用材料的气味控制对于改善车内空气质量具有重要的意义。

产生车用材料气味的物质主要包括：小分子类污染物、胺类、羰基化合物、烃类化合物、硫类及硫醇类等物质，现有技术中有不少改善车用改性材料气味的方法，可以概括为如下三类：遮蔽型、物理吸附型及化学反应型。

遮蔽型，顾名思义，通过向材料中加入芳香剂等来“掩盖”难闻的气味，但是，效果是很短暂的，而且，对人体健康也会造成威胁，因此较少被采用。

物理吸附型是在材料中加入多孔材料，如：沸石、植物纤维等，起到改善材料气味的作用，沸石的多孔结构可以捕捉和吸附具有气味的气体分子，但是，这种物理吸附在温度较高时，气体小分子可能会扩散出来。

化学反应型是指在材料配方当中加入能和这些释放出气味的小分子反应的添加剂，通过这些添加剂和小分子之间的反应产生分子量较大、在正常使用的热环境下，如小于100℃，不会从材料中挥发出来而产生异味的另一种化合物，从而达到消除异味的效果。虽然这种方法所涉及的反应极其复杂，但这种方法理论上可以控制不影响材料的其它性能。

目前主要思路是通过物理或化学吸附的方法来解决，但这些方法各自都有缺陷，因此，开发环保型车用改性材料是当前占领中高端汽车内饰材料市场的关键及热点，具有良好的社会效益和经济效益。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种环保的、低气味的车用改性材料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：提供了一种环保型车用改性材料，其特征在于：制备该材料的原料组成为：基材90-96wt%、吸水树脂1-3wt%、反应型蓖麻油微胶囊1-3wt%、碳纤维1-4wt%、热稳定剂0.1-0.5wt%、主抗氧化剂0.2-0.7wt%、助抗氧化剂0.1-0.5wt%；所述碳纤维为负载了乙酰基乙酰胺的活性碳纤维。

作为一种优选方案，所述基材包括聚丙烯树脂-填料混合物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-三元共聚物、尼龙6-玻璃纤维混合物。

作为一种更优选方案，所述聚丙烯树脂-填料混合物中聚丙烯树脂与填料的质量比为3-4：1；所述聚丙烯树脂在230℃的温度下，2.16kg负载下的流动速率为40-55g/min；所述填料为采用环氧树脂包覆的滑石粉，滑石粉的粒径在7.5-20µm。

作为一种更优选方案，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-三元共聚物在200℃的温度下，5kg负载下的流动速率1.5-2.0 g/min。

作为一种更优选方案，所述尼龙6-玻璃纤维混合物中尼龙6与玻璃纤维的质量比为3-4：1；所述尼龙6在230℃的温度下，2.16kg负载下的流动速率为1.0-4.0g/10min；所述玻璃纤维密度为2.2-2.66g/cm³。

作为一种优选方案，所述吸水树脂为羧甲基瓜尔豆胶。

作为一种优选方案，所述反应型蓖麻油微胶囊采用甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)和乙二醇为原料,采用界面聚合法对反应型蓖麻油进行微胶囊化而制得。

作为一种优选方案，所述热稳定剂为酚类热稳定剂或胺类热稳定剂。

作为一种优选方案，所述主抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂；所述助抗氧化剂为硫醚类抗氧剂。

本发明的有益技术效果在于：提供了一种环保的、低气味的车用改性材料。本发明通过反应型蓖麻油微胶囊、负载了乙酰基乙酰胺的活性碳纤维的加入，可以有效地吸收有机挥发性物质以及气味；其中反应型蓖麻油具有活性官能团可以螯合聚丙烯复合材料中的胺类、硫类、硫醇类气味物质，不仅可以降低材料的气味，还减少了污染。对反应型蓖麻油进行微胶囊化并不影响其去除气味物质的活性，还可以减少反应型蓖麻油的渗出，减少无谓的损耗；负载了乙酰基乙酰胺的活性碳纤维同时发挥了活性碳纤维可以有效吸附挥发性的有害物质以及乙酰基乙酰胺能与甲醛发生加成反应的特性，提高了本车用材料的环保性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明提供了一种环保型车用改性材料，制备该材料的原料组成为：基材94wt%、吸水树脂3wt%、反应型蓖麻油微胶囊1wt%、碳纤维1wt%、热稳定剂0.3wt%、主抗氧化剂0.4wt%、助抗氧化剂0.3wt%。

其中：基材为聚丙烯树脂与填料的物理混合物，聚丙烯树脂与填料的质量比为3-4：1；聚丙烯树脂在230℃的温度下，2.16kg负载下的流动速率为40-55g/min；填料为采用环氧树脂包覆的滑石粉，改性后的滑石粉更加容易与基体材料相容，滑石粉的粒径在7.5-20µm。

吸水树脂为羧甲基瓜尔豆胶。该类物质能稳定吸附较多水分，在熔融加工过程中这些水分会汽化，将复合材料中能够产生气味的小分子物质带出，从而降低了复合材料的气味；不仅如此该类物质来源广泛价格低廉，还具有良好的降解性。

反应型蓖麻油微胶囊，采用甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)和乙二醇为壁材原料,采用界面聚合法对反应型蓖麻油进行微胶囊化而制得；反应型蓖麻油具有活性官能团可以螯合聚丙烯复合材料中的胺类、硫类、硫醇类气味物质，不仅可以降低复合材料的气味，还减少了污染。对反应型蓖麻油进行微胶囊化并不影响其去除气味物质的活性，还可以减少反应型蓖麻油的渗出，减少无谓的损耗。

碳纤维为负载了乙酰基乙酰胺的活性碳纤维，采用将活性碳纤维浸渍烘干的方法即可以得到；活性碳纤维具有多孔的结构可以有效吸附挥发性的有害物质；而乙酰基乙酰胺能与甲醛发生加成反应，从而达到净化甲醛的目的；另外活性碳纤维对乙酰基乙酰可以起到保护的作用。

热稳定剂为酚类热稳定剂或胺类热稳定剂。

主抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂；助抗氧化剂为硫醚类抗氧剂。

本环保型车用改性材料采用以下步骤制备：（1）将基体材料、填料、吸水树脂、反应型蓖麻油微胶囊、碳纤维、热稳定剂及复合抗氧剂干混3-5 分钟；（2）将混合后的原料置于双螺杆机中熔融挤出造粒；（3）烘干，得到本发明的复合材料。

实施例2

本发明提供了一种环保型车用改性材料，制备该材料的原料组成为：基材90wt%、吸水树脂1.3wt%、反应型蓖麻油微胶囊3wt%、碳纤维4wt%、热稳定剂0.5wt%、主抗氧化剂0.7wt%、助抗氧化剂0.5wt%。

其中：基材为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-三元共聚物，其在200℃的温度下，5kg负载下的流动速率1.5-2.0 g/min。

采用的吸水树脂、反应型蓖麻油微胶囊、碳纤维、热稳定剂、主抗氧化剂、助抗氧化剂与实施例1相同。

本环保型车用改性材料采用的制备工艺与实施例1相同。

实施例3

本发明提供了一种环保型车用改性材料，制备该材料的原料组成为：基材96wt%、吸水树脂1wt%、反应型蓖麻油微胶囊1wt%、碳纤维1.6wt%、热稳定剂0.1wt%、主抗氧化剂0.2wt%、助抗氧化剂0.1wt%。

其中：基材为尼龙6（PA6）与玻璃纤维的混合物，尼龙6与玻璃纤维的质量比为3-4：1；尼龙6在230℃的温度下，2.16kg负载下的流动速率为1.0-4.0g/10min；玻璃纤维密度为2.2-2.66g/cm³。

本环保型车用改性材料采用的制备工艺与实施例1相同。

对比例1

本对比例与实施例1相比基本相同，不同之处在于：制备环保型车用改性材料的原料组成中未加入碳纤维。

原料具体配比：基材95wt%、吸水树脂3wt%、反应型蓖麻油微胶囊1wt%、热稳定剂0.3wt%、主抗氧化剂0.4wt%、助抗氧化剂0.3wt%。

对比例2

本对比例与实施例2相比基本相同，不同之处在于：制备环保型车用改性材料的原料组成中未加入反应型蓖麻油微胶囊。

原料具体配比：基材93wt%、吸水树脂1.3wt%、碳纤维4wt%、热稳定剂0.5wt%、主抗氧化剂0.7wt%、助抗氧化剂0.5wt%。

气味及有机化合物挥发性测试：

将实施例1-3以及对比例1-2所提供的玻纤增强聚丙烯材料在注射成型机上进行注射成型制样，并进行性能测试。

气味测试：材料的气味特性按德国大众汽车公司PV3900进行测试，试样质量为40-60g，容器容量大小为1升。

有机化合物挥发性测试：材料有机化合物挥发性按自定义标准进行测试，试样质量为10g，放置温度为100℃，放置时间为16小时。

表1 实施例1-3以及对比例1-2的材料注射成品气味测试

项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2
						气味等级/级	3.5	3.5	3.5	4.5	5
有机化合物挥发/%	30	35	35	40	45

力学性能测试：

拉伸强度测试：参考标准：ISO527-2；测试条件：跨距50mm。

弯曲强度测试：参考标准：ISO178；测试条件：跨距64mm，速度14mm/min。

弯曲模量测试：参考标准：ISO178；测试条件：跨距64mm，速度2mm/min。

冲击强度测试：参考标准：ISO179-1；测试条件：跨距40mm。

缺口冲击强度测试：参考标准：ISO179-1；测试条件：跨距40mm，缺口深度1/3D。

表2 实施例1-3以及对比例1-2的材料注射成品力学性能测试

项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2
						拉伸强度/Mpa	20	42	90	18	40
弯曲强度/Mpa	28	65	118	26	63
						弯曲模量/Mpa	1500	1900	4000	1450	1800
冲击强度/KJ·m<sup>-2</sup>	不断	75	35	不断	76
						缺口冲击强度/KJ·m<sup>-2</sup>	20	15	8	20	17

根据检测结果可以发现：对比例与实施例相比，气味等级更高、有机挥发物量更大；从而说明反应型蓖麻油微胶囊、负载了乙酰基乙酰胺的活性碳纤维的加入可以有效地吸收有机挥发性物质以及气味，提高本车用材料的环保性。

同时由表3可以得到，实施例1-3所得到的部件的力学性能都相对比较优秀，符合实际应用的要求。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims

1.一种环保型车用改性材料，其特征在于：制备该材料的原料组成为：基材90-96wt%、吸水树脂1-3wt%、反应型蓖麻油微胶囊1-3wt%、碳纤维1-4wt%、热稳定剂0.1-0.5wt%、主抗氧化剂0.2-0.7wt%、助抗氧化剂0.1-0.5wt%；所述碳纤维为负载了乙酰基乙酰胺的活性碳纤维。

2.根据权利要求1所述的环保型车用改性材料，其特征在于：所述基材包括聚丙烯树脂-填料混合物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-三元共聚物、尼龙6-玻璃纤维混合物。

3.根据权利要求2所述的环保型车用改性材料，其特征在于：所述聚丙烯树脂-填料混合物中聚丙烯树脂与填料的质量比为3-4：1；所述聚丙烯树脂在230℃的温度下，2.16kg负载下的流动速率为40-55g/min；所述填料为采用环氧树脂包覆的滑石粉，滑石粉的粒径在7.5-20µm。

4. 根据权利要求2所述的环保型车用改性材料，其特征在于：所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-三元共聚物在200℃的温度下，5kg负载下的流动速率1.5-2.0 g/min。

5.根据权利要求2所述的环保型车用改性材料，其特征在于：所述尼龙6-玻璃纤维混合物中尼龙6与玻璃纤维的质量比为3-4：1；所述尼龙6在230℃的温度下，2.16kg负载下的流动速率为1.0-4.0g/10min；所述玻璃纤维密度为2.2-2.66g/cm³。

6.根据权利要求1所述的环保型车用改性材料，其特征在于：所述吸水树脂为羧甲基瓜尔豆胶。

7.根据权利要求1所述的环保型车用改性材料，其特征在于：所述反应型蓖麻油微胶囊采用甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)和乙二醇为原料,采用界面聚合法对反应型蓖麻油进行微胶囊化而制得。

8.根据权利要求1所述的环保型车用改性材料，其特征在于：所述热稳定剂为酚类热稳定剂或胺类热稳定剂。

9.根据权利要求1所述的环保型车用改性材料，其特征在于：所述主抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂；所述助抗氧化剂为硫醚类抗氧剂。