CN112679856A - 一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，按重量百分比计，包括以下组分：聚丙烯树脂60‑80份；纤维素纤维10‑30份；增韧剂0‑10份；聚丙烯相容剂0‑5份；抗氧剂0.1‑1份；光稳剂0.1‑0.5份。本发明采用原生木浆纤维取代滑石粉来填充聚丙烯树脂，该类材料不仅具备优良的力学性能要求，而且其密度和光泽度低，符合汽车内饰件轻量化的发展趋势，更引领当下环保高需求和消费者高端视觉感觉新要求。而且该纤维素来源广泛，且可降解，也属于环保型产品。

Description

一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材 料及其制备方法

技术领域

本发明设计高分子材料改性技术领域，具体涉及一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料以及制备方法。

背景技术

2020年初，国家发改委、生态环境部正式发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，汽车内饰材料同步积极相应，采用低碳环保材料来填充聚丙烯材料，降低石油基塑料树脂的使用量。目前为止，基于热压工艺的麻纤维毡填充聚丙烯材料已广泛地应用于汽车门板和座椅后背内衬件，虽然满足内饰材料低碳环保的要求，但由于气味较大加上外观难以修饰而使得其在汽车内饰件有所局限。

另外，通过使用低密度材料来降低内饰件重量，提高汽车能耗，进一步满足汽车内饰件绿色化。另外，人们对汽车需求也不断提高，除了在动力性，经济性和安全性之外，对汽车硬塑内饰件审美要求越来越高，更追求低光泽的高端视觉效果。因此，人们一直都在积极寻找解决环保型方案来制备出一种低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，不仅迎合内饰外观新趋势，而且符合环保的高要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，该材料通过添加纤维纤维素来填充聚丙烯材料，在保证性能的同时，降低材料密度，并通过提高表面粗糙度来降低材料密光泽度。

本发明的另一个目的在于提供上述环保型改性聚丙烯材料的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，按重量百分比计，包括以下组分：

上述汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料中，

所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中一种或几种，熔融指数为10-100g/10min。

所述的纤维素纤维为原生木浆纤维或再生纤维素纤维中一种或几种，其中原生木浆纤维直接从云杉、桦木和松树等木材中提炼而出，而再生纤维素纤维通常以棉短绒、麻杆、竹子、回收纸或回收纺织纤维等制成的浆粕为原料，经过化学加工工序和湿法纺丝而制成的。

所述的增韧剂为弹性体，选自乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、氢化乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的一种或几种。

所述的聚丙烯相容剂为马来酸酐、马来酸、丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯接枝而成的接枝聚丙烯，接枝率在0.5-2％。

所述的抗氧剂由任意比混合的主抗氧剂和辅抗氧剂组成，主抗氧剂为四季戊四醇酯；辅抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和硫代二丙酸二硬酯中的至少一种。

所述的光稳剂选自水杨酸对辛基苯基酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸-2,4-二叔丁基苯酯中的至少一种。

上述汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料的制备方法，具体步骤为：

将聚丙烯树脂、纤维素纤维、增韧剂、抗氧剂和光稳剂等按比例称重，先放入高速混合机器中混合5-10min，然后再放入双螺杆挤出机中，加工温度为100-200℃，主机转速是300-500rpm。最后，经冷却和切粒机切粒即可。

本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：

(1)本发明采用原生木浆纤维取代滑石粉来填充聚丙烯树脂，该类材料不仅具备优良的力学性能要求，而且其密度和光泽度低，符合汽车内饰件轻量化的发展趋势，更引领当下环保高需求和消费者高端视觉感觉新要求。而且该纤维素来源广泛，且可降解，也属于环保型产品。

(2)通过用纤维素纤维来取代滑石粉来填充聚丙烯材料，在满足内饰件力学性能要求的前提下，不仅降低密度，达到轻量化目的，还通过提高材料表面的粗糙度来降低其光泽度，消除硬质注塑件的塑料感，而且改善由于内饰件高泽度导致较强的光线反射导致驾驶人员的非舒适性。

具体实施方式

本发明的目的是一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料及其制备方法。下面是实施例和对比例，通过它们可以进一步的理解本发明技术方案。但本发明并不局限如此，凡是本发明的等同或等效变换，均在本发明的保护范围内。

实施例1-6以及对比例1-2所用原材料如下：

聚丙烯树脂：熔融指数20，测试条件230℃*2.16kg，市售；

原生纤维素纤维：纸浆纤维，市售；

再生纤维素纤维：粘胶纤维：市售；

滑石粉：3000目，市售；

弹性体：乙烯-己烯共聚物，市售；

相容剂：马来酸酐接枝聚丙烯，市售；

抗氧剂配方：硫代二丙酸十八酯︰四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯：双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯＝1:2:1，市售；

光稳剂：水杨酸对辛基苯基酯，市售。

黑母粒：BK028，市售。

将上述原材料按表1所示重量百分比先放入转速约为800rpm的高速混合机器来混合5min,然后再放入双螺杆挤出机中，加工温度为100-200℃，主机转速是500rpm。最后，经冷却和切粒机切粒即可。

表1改性聚丙烯材料的组份及其测试结果(表中组份含量为重量百分比)

注:密度依照ISO 1183、拉伸强度依照ISO 527、弯曲模量依照ISO 178、缺口悬臂梁冲击强度依照ISO 179进行检测，光泽度按GB8807-88用光泽度仪以60°角测试。

表1是纸浆纤维和粘胶纤维分别填充聚丙烯材料的组份及相关性能测试结果，其中对比例1和2是应用于汽车内饰的材料性能。由表1可见，不论再生纤维素还是原生纤维素，采用纤维素纤维取代滑石粉，同时基于配方优化，使纤维素纤维填充聚丙烯材料力学性能与滑石粉填充的可媲美，且密度降低8％左右，因此可应用于汽车内饰部件。关于光泽度，当滑石粉被纤维素纤维取代时，由于填充材料形态发生导致改性聚丙烯材料表面粗糙度提高，使得材料光泽度从3.5降调2.5。另外，随着纤维素纤维含量越高，材料光泽度越低；相比粘胶纤维规整的表面，纸浆纤维本身表面较为粗糙，使得其填充聚丙烯材料光泽度相比粘胶纤维填充的更低。

Claims (9)

1.一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，其特征在于：按重量百分比计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中一种或几种，熔融指数为10-100g/10min。

3.根据权利要求1所述的一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的纤维素纤维为原生木浆纤维或再生纤维素纤维中一种或几种。

4.根据权利要求3所述的一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，其特征在于：其中原生木浆纤维直接从云杉、桦木和松树等木材中提炼而出，而再生纤维素纤维通常以棉短绒、麻杆、竹子、回收纸或回收纺织纤维等制成的浆粕为原料，经过化学加工工序和湿法纺丝而制成的。

5.根据权利要求1所述的一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的增韧剂为弹性体，选自乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、氢化乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚丙烯相容剂为马来酸酐、马来酸、丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯接枝而成的接枝聚丙烯，接枝率在0.5-2％。

7.根据权利要求1所述的一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的抗氧剂由任意比混合的主抗氧剂和辅抗氧剂组成，主抗氧剂为四季戊四醇酯；辅抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和硫代二丙酸二硬酯中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的光稳剂选自水杨酸对辛基苯基酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸-2,4-二叔丁基苯酯中的至少一种。

9.权利要求1-8任意之一所述汽车内饰用低密度、低光泽、高性能环保型改性聚丙烯材料的制备方法，具体步骤为：

将聚丙烯树脂、纤维素纤维、增韧剂、抗氧剂和光稳剂等按比例称重，先放入高速混合机器中混合5-10min，然后再放入双螺杆挤出机中，加工温度为100-200℃，主机转速是300-500rpm。最后，经冷却和切粒机切粒即可。