CN110157093A - 一种汽车内饰用低气味、低voc聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种汽车内饰用低气味、低voc聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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刘跃军
郭永新
吴毅超
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    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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Abstract

本发明公开了一种汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法。本发明的成分包括聚丙烯基体树脂50~95重量份、填料0~50重量份、消味剂1~5重量份和辅助改性剂0.2~10重量份。本发明通过消味剂和萃取剂的添加，在塑化造粒过程中，以消味剂的微孔结构吸附低分子挥发性物质以及消味剂的微孔结构中所含低分子萃取剂在高温中萃取低分子物质，再经过后续工艺处理，通过不同的升降温过程中再次挥发掉低分子物质，达到聚丙烯复合材料的低气味和低VOC效果。

Description

一种汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，更具体地，涉及一种汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
随着现代化的发展，生活的日益提高，人们不仅仅满足于舒适度，对环境的要求也随之提升。汽车作为日常生活的主要交通工具，虽然全世界都在提倡新能源车代替传统的发动机车来改善环境，减少废气等污染，但是无论是机车还是新能源车，塑料内外饰一直是车身的主要组成部分。汽车内饰件是和人体直接接触的物件，在密闭的空间汽车内饰件散发的气体较多的被人体吸收。因此，普通的汽车内饰材料已经不满足汽车产业的要求，开发出一种低气味、低VOC的汽车内饰材料是人类的需求。本发明一种汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料及其制备方法，其具有低气味、低VOC和高性能高环保的特点，能够替代传统的内饰材料，适用于汽车等领域的高端需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中汽车内饰的气味大的不足，提供一种汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料。不仅仅能保留内饰聚丙烯材料的力学性能效果，而且能有效的吸收挥发性物质，从而有效的改善材料的低气味和低VOC。
本发明另一解决的技术问题是提供所述一种汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料的制备方法。
一种汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料，所述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料组成及重量份包括：
聚丙烯基体树脂 50~95
填料 0~50
消味剂 1~5
辅助改性剂 0.2~10。
进一步地，所述聚丙烯基体树脂为氢调法聚合的聚丙烯。
进一步地，所述填料为滑石粉或碳酸钙的一种或多种；所述填料的粒径为800~5000目。
进一步地，所述消味剂为带微孔含水或者其他萃取脱挥剂的一种或多种；所述微孔直径为微米级。消味剂的孔径与小分子放入直径越相近越易吸收，孔径太小无法吸附，孔径太大，小分子则容易脱离。
进一步地，所述的萃取脱挥剂包含在消味剂微孔中。本发明中主要在塑化造粒过程中通过其微孔结构吸附低分子挥发性物质和/或通过微孔结构中所含低分子萃取剂在高温中萃取低分子物质，上述两种手段达到配方的低气味和低VOC 效果。进一步地优选地，所述萃取剂包含在消味剂中。
进一步地，所述辅助改性剂包括相容剂、偶联剂和抗氧剂；所述相容剂包括乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩低分子萃取剂甘油酯共聚物（GMA）、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物的一种或多种；所述偶联剂为钛酸酯系列偶联剂；所述抗氧剂包括抗氧剂1010和抗氧剂168。
根据上述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料，提供其制备方法，其特征在于，制备步骤包括：
S1.按比例将聚丙烯基体树脂、填料、含萃取剂的消味剂和辅助改性剂混合均匀得到物料A；
S2.将S1中的物料A经喂料器送入双螺杆挤出机中，经过塑化、拉条、冷却、切粒、干燥处理，得到聚丙烯复合材料；
S3.将S2中的聚丙烯复合材料经过加热的混料筒，生产得到汽车内饰用低气味、低VOC复合材料。
进一步地，S2所述喂料器转速为150~250rpm。
进一步地，S2所述双螺杆挤出机的温度为200~300℃，双螺杆挤出机的转速为200~400rpm。所述的双螺杆挤出机的温度在双螺杆挤出机存在多段的情况下为双螺杆挤出机所有段或部分的温度，即双螺杆挤出机的每一段的温度可以相同或不同，但双螺杆挤出机的每一段的温度均在200~300℃的范围内。
进一步地，S2所述双螺杆挤出机的真空度为-0.08~-0.1MPa。
进一步地，S4所述混料桶的温度可加热至80~100℃；除味时间为10~30min。优选地，所述混料桶除味为通过在两个混料筒间在不同的升降温过程中再次挥发掉低分子物质，从而得到低气味、低VOC的聚丙烯复合材料。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
与现有技术相比，有益效果是：
本发明中首先通过配方的优化，消味剂和萃取剂的添加，在聚丙烯塑化造粒过程中通过消味剂微孔结构吸附低分子挥发性物质以及微孔结构中所含低分子萃取剂在高温中萃取低分子物质，达到低气味和低VOC 效果。其次就是后续工艺处理，通过两个不同的料筒在不同的升降温过程中再次挥发掉低分子物质。
本发明的汽车内饰专用低气味、低VOC聚丙烯复合材料不仅具有良好的机械强度和刚性，还能更好地保证材料的低气味、低VOC特性，符合人们对汽车的感官需求。
本发明工艺简单，方法可行，可批量生产。
具体实施方式
下面结合实施例进一步解释和阐明，但具体实施例并不对本发明有任何形式的限定。若未特别指明，实施例中所用的方法和设备为本领常规方法和设备，所用原料均为常规市售原料。
下列实施例和对比例中所用的聚丙烯树脂为中海油壳牌EP500N；相容剂为HS-009A,购自广州合诚化学有限公司；抗氧剂1010和168购自山东三丰化工有限公司；无机填料滑石粉0500，购自桂林天地源公司。
实施例1
S1.将73重量份的聚丙烯基体树脂、20重量份的滑石粉、5重量份的消味剂和2重量份的相容剂、0.5重量份的抗氧剂，0.8重量份的偶联剂混合均匀得到物料A；
S2.将S1中的物料A经150rpm的喂料器送入200~300℃、250rpm/min双螺杆挤出机中，抽真空为-0.1MPa，经过塑化、拉条、冷却、切粒、干燥处理，得到聚丙烯复合材料；
S3.将S2中的聚丙烯复合材料经过100℃的混料筒与常温混料桶间循环输送，除味30min，生产得到汽车内饰用低气味、低VOC复合材料。
实施例2
S1.将75重量份的聚丙烯基体树脂、20重量份的滑石粉、3重量份的消味剂和2重量份的相容剂、0.5重量份的抗氧剂，0.8重量份的偶联剂混合均匀得到物料A；
S2.将S1中的物料A经250rpm的喂料器送入200~300℃、200rpm/min双螺杆挤出机中，抽真空为-0.08MPa，经过塑化、拉条、冷却、切粒、干燥处理，得到聚丙烯复合材料；
S3.将S2中的聚丙烯复合材料经过80℃的混料筒混料筒与常温混料桶间循环输送，除味30min，生产得到汽车内饰用低气味、低VOC复合材料。
实施例3
S1.将77重量份的聚丙烯基体树脂、20重量份的滑石粉、1重量份的消味剂和2重量份的相容剂、0.5重量份的抗氧剂，0.8重量份的偶联剂混合均匀得到物料A；
S2.将S1中的物料A经150rpm的喂料器送入200~300℃、400rpm/min双螺杆挤出机中，抽真空为-0.08MPa，经过塑化、拉条、冷却、切粒、干燥处理，得到聚丙烯复合材料；
S3.将S2中的聚丙烯复合材料经过100℃的混料筒混料筒与常温混料桶间循环输送，除味10min，生产得到汽车内饰用低气味、低VOC复合材料。
实施例4
S1.将50重量份的聚丙烯基体树脂、5重量份的消味剂和1重量份的相容剂、0.5重量份的抗氧剂，0.8重量份的偶联剂混合均匀得到物料A；
S2.将S1中的物料A经150rpm的喂料器送入200~300℃、250rpm/min双螺杆挤出机中，抽真空为-0.1MPa，经过塑化、拉条、冷却、切粒、干燥处理，得到聚丙烯复合材料；
S3.将S2中的聚丙烯复合材料经过100℃的混料筒与常温混料桶间循环输送，除味30min，生产得到汽车内饰用低气味、低VOC复合材料。
实施例5
S1.将95重量份的聚丙烯基体树脂、50重量份的滑石粉、5重量份的消味剂和5重量份的相容剂、1重量份的抗氧剂，4.0重量份的偶联剂混合均匀得到物料A；
S2.将S1中的物料A经150rpm的喂料器送入200~300℃、250rpm/min双螺杆挤出机中，抽真空为-0.1MPa，经过塑化、拉条、冷却、切粒、干燥处理，得到聚丙烯复合材料；
S3.将S2中的聚丙烯复合材料经过100℃的混料筒与常温混料桶间循环输送，除味30min，生产得到汽车内饰用低气味、低VOC复合材料。
对比例1
本对比例与实施例1的工艺步骤相同，其区别点在于未添加萃取剂。
对比例2
本对比例与实施例1的工艺步骤相同，其区别点在于未进行步骤S3操作。
将实施例1~5及对比例1~2所制备的汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料进行拉伸性能、弯曲性能、气味性能检测。其中拉伸性能按照GB/T1040-2006进行测试；弯曲性能按照GB/T1449-2005进行测试；气味性能按照SMTC 5 400 009-2017(V2)进行测试。检测结果如表1：
表1
拉伸强度（MPa） 弯曲强度（MPa） 弯曲模量（MPa） 气味总碳含量（µgC/g）
实施例1 24 21 816 18.6
实施例2 19 22 1200 24.6
实施例3 17 23 1300 31.7
对比例1 22 22 1320 85.5
对比例2 23.5 21 800 75.3
由表1可以看出，萃取剂能够有效地降低汽车内饰用的聚丙烯复合材料的气味分子，同时后续对聚丙烯复合材料进行不同的升降温能够再次挥发掉低分子物质，从而得到汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料组成及重量份包括：
聚丙烯基体树脂 50~95
填料 0~50
消味剂 1~5
辅助改性剂 0.2~10。
2.根据权利要求1所述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯基体树脂为氢调法聚合的聚丙烯。
3.根据权利要求1所述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述填料为滑石粉或碳酸钙的一种或多种；所述填料的粒径为800~5000目。
4.根据权利要求1所述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述消味剂为带微孔含水或者其他萃取脱挥剂的一种或多种；所述微孔直径为微米级；所述的萃取脱挥剂包含在消味剂微孔中。
5.根据权利要求1所述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料，其特征在于，所述辅助改性剂包括相容剂、偶联剂和抗氧剂；所述相容剂包括乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩低分子萃取剂甘油酯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物的一种或多种；所述偶联剂为钛酸酯系列偶联剂；所述抗氧剂包括抗氧剂1010和抗氧剂168。
6.根据权利要求1~5任一所述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料，提供其制备方法，其特征在于，制备步骤包括：
S1.按比例将聚丙烯基体树脂、填料、含萃取剂的消味剂和辅助改性剂混合均匀得到物料A；
S2.将S1中的物料A经喂料器送入双螺杆挤出机中，经过塑化、拉条、冷却、切粒、干燥处理，得到聚丙烯复合材料；
S3.将S2中的聚丙烯复合材料经过混料筒除味，生产得到汽车内饰用低气味、低VOC复合材料。
7.根据权利要求6所述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，S2所述喂料器转速为150~250rpm。
8.根据权利要求6所述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，S2所述双螺杆挤出机的温度为200~300℃，双螺杆挤出机的转速为200~400rpm。
9.根据权利要求6所述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，S2所述双螺杆挤出机的真空度为-0.08~-0.1MPa。
10.根据权利要求6所述汽车内饰用低气味、低VOC聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，S4所述混料桶可加热至为80~100℃；除味时间为10~30min。
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