CN111410794A - 一种低气味低甲醛的塑料及其在汽车上的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低气味低甲醛的塑料及其在汽车上的应用，该塑料由以下重量份数的原料制成：聚丙烯50～80份、聚乙烯1～10份、POE塑料6～15份、无机填料10～20份、抗氧剂0.5～2份、硬钙0.1～1份、色母粒0.5～2份、CexMn1‑xO2固溶体0.01～0.5份。本发明使用了对甲醛具有催化氧化作用的催化剂CexMn1‑xO2固溶体，该催化剂在高温高压下仍然能够保持稳定，发挥原本的催化作用，将生产过程中产生的微量甲醛气体氧化为二氧化碳和水挥发，从而起到降低塑料气味和甲醛浓度的作用。

Description

一种低气味低甲醛的塑料及其在汽车上的应用
技术领域
本发明属于改性塑料领域，具体涉及一种低气味低甲醛的塑料及其在汽车上的应用。
背景技术
一般地，汽车内饰件和发泡材料因为原料和制作工艺的限制，在使用时，不可避免会释放出有害的挥发性有机物VOCs。作为交通工具，日常行车时，汽车车体受阳光直晒，与外界对流热交换量大，致使有害物质更容易挥发出来。同时车内空间狭小，密闭性强，有害气体容易积聚更加不易扩散。
车内的主要VOCs有甲醛、乙醛、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、丙酮。大多数汽车内饰部件中都含有一定量的挥发性有机化合物，当达到一定温度时，这些挥发性物质就会释放出来，有些会形成雾翳并凝结在前挡风玻璃上，从而影响驾驶员的视线；有些则产生令人不舒服的气味，甚至引起头疼、干咳和过敏等不适反应，从而对乘员的身体造成伤害。尤其是甲醛，甲醛即有刺鼻的气味，同时还是明确的一类致癌物质，长期处于甲醛环境下会对人体造成伤害。
随着人们环保和健康意识的增强，人们对用于汽车内饰料的塑料要求越来越高，因此，迫切需要一种低气味、低甲醛浓度的汽车用塑料。
中国专利申请CN110372955A公开了一种低气味改性PP塑料及其制备方法，该改性PP塑料由聚丙烯、无机填料、无卤阻燃剂、气味吸附剂、抗氧剂和偶联剂组成，其中的气味吸附剂是分子筛和硅藻土的混合物。但这种方法仍有一定的缺点。在该专利的低气味改性PP塑料合成中，需要持续通入惰性气体或氮气，且在出料后还需要进行抽真空操作，无形中提高了塑料原成本，此外，专利中使用的气味吸附剂为分子筛和硅藻土的物理吸附剂混合物，在高温下有着解吸的可能，对气味有着一定影响。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种低气味、低甲醛浓度的塑料。
本发明的另一目的在于提供上述塑料在汽车上的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种塑料，由以下重量份数的原料制成：
聚丙烯50～80份、聚乙烯1～10份、POE塑料6～15份、无机填料10～20份、抗氧剂0.5～2份、硬钙0.1～1份、色母粒0.5～2份、CexMn1-xO2固溶体(甲醛催化剂)0.01～0.5份；
优选地，所述的塑料由以下重量份数的原料制成：
聚丙烯65份、聚乙烯7份、POE塑料8份、无机填料17份、抗氧剂1.4份、硬钙0.1～1份、黑色母0.6份、CexMn1-xO2固溶体(甲醛催化剂)0.08～0.33份；
所述的CexMn1-xO2固溶体由以下步骤制得：
按摩尔比Mn/(Mn+Ce)＝(0.3～0.7)/1.0，将Mn(NO3)2·6H2O、KMnO4和(NH4)2Ce(NO3)6溶解于去离子水中，40～80℃下调节pH值至8～11，老化1～4h；将溶液过滤并用去离子水洗涤沉淀物，所得沉淀物在100～130℃下干燥8～12h，再于400～800℃下煅烧4～7h，得到CexMn1-xO2固溶体，其中0.3≤x≤0.7；
优选地，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯；
优选地，所述的聚乙烯为线型低密度聚乙烯；
优选地，所述的POE塑料为乙烯和辛烯的高聚物；
优选地，所述的无机填料为滑石粉、云母粉、轻质碳酸钙或玻璃纤维中的一种以上。
优选地，所述的抗氧剂由抗氧剂168和抗氧剂1010组成；
特别优选地，所述的抗氧剂由抗氧剂168与抗氧剂1010按1:1～1:3的重量比组成。
优选地，所述的色母粒为黑色母、白色母、黄色母或绿色母中的一种。
上述塑料的制备方法，包括以下步骤：
称取原料，混匀，将混合料投入双螺杆挤出机的加料斗中，挤出造粒；其中双螺杆挤出机的加工温度为170～220℃。
本发明的上述塑料，具有低气味、低甲醛含量的特点，可以作为汽车塑料使用。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明使用了对甲醛具有催化氧化作用的催化剂CexMn1-xO2固溶体，该催化剂在高温高压下仍然能够保持稳定，发挥原本的催化作用，将生产过程中产生的微量甲醛气体氧化为二氧化碳和水挥发，从而起到降低塑料气味和甲醛浓度的作用，解决了当前技术中需要使用大量常规气体吸附剂才能够降低气味的问题以及使用气体吸附剂后在环境温度升高时解吸的问题。同时，该塑料制备工艺简单，甲醛催化剂成本合理，添加后不影响塑料原有特性，可广泛用于对健康和舒适性有要求的汽车内饰料中。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下各实施例中，CexMn1-xO2固溶体由以下步骤制得：
按照摩尔比Mn/(Mn+Ce)＝0.5/1.0，将Mn(NO3)2·6H2O、KMnO4和(NH4)2Ce(NO3)6溶解于去离子水中，50℃下调节pH值至10.5，老化2h；将溶液过滤并用去离子水洗涤沉淀物，所得沉淀物在110℃下干燥12h，再于500℃下煅烧6h，得到CexMn1-xO2固溶体，其中x为0.5。
实施例1
一种低气味、低甲醛浓度的汽车用塑料，包括以下重量份的各组分：共聚聚丙烯65份、线型低密度聚乙烯7份、POE塑料(乙烯和辛烯的高聚物)8份、滑石粉17份、抗氧剂1.4(抗氧剂168/抗氧剂1010重量比3/4)份、硬钙0.1份、黑色母0.6份、CexMn1-xO2固溶体0.08份。
制备方法如下：
(1)按照重量比，称取原料，投入混料桶中，混合均匀；
(2)将(1)中得到的混合料投入双螺杆挤出机的加料斗中进行挤出造粒，其中双螺杆挤出机的加工温度为205℃。
实施例2
一种低气味、低甲醛浓度的汽车用塑料，其原料组成和制备方法同实施例1，所不同的是CexMn1-xO2固溶体为0.33重量份。
实施例3
一种低气味、低甲醛浓度的汽车用塑料，包括以下重量份的各组分：共聚聚丙烯50份、线型低密度聚乙烯10份、POE塑料(乙烯和辛烯的高聚物)6份、滑石粉20份、抗氧剂0.5(抗氧剂168/抗氧剂1010重量比3/4)份、硬钙0.6份、黑色母2份、CexMn1-xO2固溶体0.01份。
制备方法同实施例1。
实施例4
一种低气味、低甲醛浓度的汽车用塑料，包括以下重量份的各组分：共聚聚丙烯80份、线型低密度聚乙烯1份、POE塑料(乙烯和辛烯的高聚物)15份、滑石粉10份、抗氧剂2(抗氧剂168/抗氧剂1010重量比3/4)份、硬钙1份、黑色母0.5份、CexMn1-xO2固溶体0.5份。
制备方法同实施例1。
对比例1
一种低气味、低甲醛浓度的汽车用塑料，其原料组成和制备方法同实施例2，所不同的是不含CexMn1-xO2固溶体。
对比例2
一种低气味、低甲醛浓度的汽车用塑料，其原料组成和制备方法同实施例2，所不同的是将CexMn1-xO2固溶体替换成相同重量份的Co3O4纳米带。
对比例3
一种低气味、低甲醛浓度的汽车用塑料，其原料组成和制备方法同实施例2，所不同的是将CexMn1-xO2固溶体替换成相同重量份的K-MnO2。
将实施例1-2、对比例1-3制得的塑料样品进行力学性能、气味和甲醛浓度测试；
其中，甲醛浓度的测量方法为：将样品切成小块，取2.5g置于具支具塞U型管中，放入恒温箱中，80℃，2h，之后取出，用气泵将U型管中的气体导入至检测器，观察检测器示数变化。为减小误差，每种样品制作10份，去掉最高值与最低值，求取平均值即为2.5g该样品散发的甲醛浓度。
所述甲醛检测器为甲醛检测仪，由北京海克智动科技开发有限公司生产。
其中，力学性能指标按照相应的ASTM标准测试，气味检测标准参考PV3900，气味的等级越大，代表产品的气味越大。
各样品的性能如表1所示：
表1
实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3
拉伸强度(Mpa) 18.72 18.98 18.60 18.53 19.06
弯曲强度(Mpa) 26.4 26.6 26.3 26.1 27.0
弯曲模量(Mpa) 1426 1441 1418 1404 1448
缺口冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>) 43.118 43.435 43.034 42.995 43.525
气味等级 4 3.5 4.5 4.5 4.5
甲醛浓度(mg/m<sup>3</sup>) 0.027 0.021 0.038 0.035 0.038
从表1可以看出，加入甲醛催化剂CexMn1-xO2的固溶体后，塑料气味等级降低，散发出的甲醛浓度降低，同时保留了塑料原有的特性，且不会因为环境温度升高二次释放甲醛气体，达到了汽车内饰料零部件要求。而其他两种甲醛催化剂Co3O4纳米带和K-MnO2并不能取得类似效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塑料，其特征在于是由以下重量份数的原料制成：
聚丙烯50～80份、聚乙烯1～10份、POE塑料6～15份、无机填料10～20份、抗氧剂0.5～2份、硬钙0.1～1份、色母粒0.5～2份、CexMn1-xO2固溶体0.01～0.5份；
所述的CexMn1-xO2固溶体由以下步骤制得：
按摩尔比Mn/(Mn+Ce)＝(0.3～0.7)/1.0，将Mn(NO3)2·6H2O、KMnO4和(NH4)2Ce(NO3)6溶解于去离子水中，40～80℃下调节pH值至8～11，老化1～4h；将溶液过滤并用去离子水洗涤沉淀物，所得沉淀物在100～130℃下干燥8～12h，再于400～800℃下煅烧4～7h，得到CexMn1-xO2固溶体，其中0.3≤x≤0.7。
2.根据权利要求1所述的塑料，其特征在于是由以下重量份数的原料制成：
聚丙烯65份、聚乙烯7份、POE塑料8份、无机填料17份、抗氧剂1.4份、硬钙0.1～1份、黑色母0.6份、CexMn1-xO2固溶体0.08～0.33份。
3.根据权利要求1所述的塑料，其特征在于：所述的聚丙烯为共聚聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的塑料，其特征在于：所述的聚乙烯为线型低密度聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的塑料，其特征在于：所述的POE塑料为乙烯和辛烯的高聚物。
6.根据权利要求1所述的塑料，其特征在于：所述的无机填料为滑石粉、云母粉、轻质碳酸钙或玻璃纤维中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的塑料，其特征在于：所述的抗氧剂由抗氧剂168和抗氧剂1010组成。
8.根据权利要求1所述的塑料，其特征在于：所述的抗氧剂由抗氧剂168与抗氧剂1010按1:1～1:3的重量比组成。
9.根据权利要求1所述的塑料，其特征在于：所述的色母粒为黑色母、白色母、黄色母或绿色母中的一种。
10.权利要求1-9任一项所述的塑料在汽车上的应用。
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