CN113861561A - 一种仿植绒聚丙烯复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿植绒聚丙烯复合材料及其制备方法与应用，该材料包括以下重量份原料：聚丙烯40～70份，弹性体5～20份，玻璃纤维5～25份，聚酯纤维0.2～5份，负离子粉1～10份，相容剂0.5～5份，润滑剂0.1～0.5份，抗氧剂0.2～1份和耐候剂0.1～0.5份；本发明通过在浅色聚丙烯材料中添加高份额小粒径弹性体和聚酯纤维，达到类似仿植绒的视觉和软触感效果，极大降低材料塑料感和光泽度，此外高效释放的负离子粉的引入，能够长效释放大量小粒径负离子，起到抗菌抑菌、祛味除尘、降解车内环境中的有害VOC等，在汽车内饰产品中有着广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种仿植绒聚丙烯复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
聚丙烯材料因具有优异力学性能、耐化学药品性、可回收性等，同时还具有良好的加工性能、可塑性及设计性，因此被广泛用于汽车内、外饰件产品中，是一种应用最为广泛的通用塑料。然而，聚丙烯材料光泽度较高，应用于立柱、门板等内饰产品中硬质塑料感明显，影响消费者的视觉和触觉感受。一般为了提升内饰视觉、触感档次多采用纺织织物进行包覆，这样不仅工序复杂、成本增加，包覆采用的粘接剂还会造成车内异味、VOC上升等弊端。
为了进步迎合消费者的喜好，按目前汽车内饰材料的流行趋势，各大主机厂侧重关注如何降低汽车内饰材料的硬质塑料感、表面光泽度，使材料表面表现出一定的亚光和仿生效果，从而可以提升汽车内饰材料的品质，满足客户需求，但是现有仿植绒材料大都只关注达到类似植绒材料的视觉上效果，但触觉感官较差，普遍存在硬质塑料的通病。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供了一种仿植绒聚丙烯复合材料及其制备方法与应用，通过在聚丙烯材料中添加弹性体和聚酯纤维，达到类似仿植绒的视觉和软触感效果，极大降低材料塑料感和光泽度，此外高效释放的负离子粉的引入，能够长效释放大量小粒径负离子，起到抗菌抑菌、祛味除尘、降解环境中的有害VOC等，在汽车内饰产品中有着广泛的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种仿植绒聚丙烯复合材料，包括以下重量份原料：
进一步优选地，聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为10～100g/10min。
进一步优选地，弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-已烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或几种的混合物。
进一步优选地，玻璃纤维的长度为2～10mm。
进一步优选地，聚酯纤维的长度为0.5～4mm。
进一步优选地，负离子粉粒径为800～5000目。
进一步优选地，相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐，润滑剂为芥酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺中的至少一种，抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅抗氧剂按质量比1：1.5-3复配组成，耐候剂选自受阻胺类光稳定剂或紫外线吸收剂。
上述仿植绒聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比将聚丙烯、增韧剂、相容剂、人造纤维毛、负离子粉、润滑剂、抗氧剂和耐候剂进行混合均匀后，经主喂螺筒加入双螺杆挤出机中经熔融、混合、分散，再将短玻纤从侧喂螺筒加入所述双螺杆挤出机中，然后经塑化、挤出、造粒，制得具有负离子高释放、类似仿植绒效果的聚丙烯复合材料。
进一步优选地，双螺杆挤出机的长径比为36～50:1，挤出温度为180～230℃，螺杆转速为200～450r/min。
上述仿植绒聚丙烯复合材料在汽车内饰中的应用，汽车内饰如汽车浅色内饰如门板、立柱等产品。
本发明的有益效果：
1、本发明采用优异的聚酯纤维引入聚丙烯浅色产品中，结合特定模具纹理设计替代常规纺织物包覆，不仅在视觉上降低硬质塑料感、提升视觉档次，同时在现有产品上提升了触觉感官舒适度，具有良触感体验；
2、本发明在提升视觉和触觉感官基础上，引入健康负离子，开发的聚丙烯复合材料能够持久稳定、高效释放负离子，能够显著改善车内空气质量、降低VOC、除尘除菌、中和人体电荷，保持细胞负电势，维持驾乘人员健康。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明实施例及对比例中所用负离子粉购自石家庄华邦矿产品有限公司，为白色负离子粉粉末。
实施例1
取40份聚丙烯BX3800、20份乙烯-丙烯共聚物、4份长度为1mm的聚酯纤维、10份粒径为1200目的负离子粉、3份PP-g-MAH(BONDYRAM 1001)、0.3份硬脂酸钙、0.3份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.3份受阻胺光稳定剂5590混合均匀后，经主喂螺筒加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将20份长度为4mm的玻璃纤维通过侧喂螺筒加入，然后经过塑化、挤出、造粒，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，挤出温度为220℃，螺杆转速为400r/min。
实施例2
取50份聚丙烯M60RHC、15份乙烯-已烯共聚物、5份长度为0.5mm的聚酯纤维、8份粒径为800目的负离子粉、4份PP-g-MAH相容剂(BONDYRAM 1001)、0.1份芥酸酰胺、0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168、0.5份紫外线吸收剂234混合均匀后，经主喂螺筒加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将15份长度为3mm的短玻纤通过侧喂螺筒加入，然后经过塑化、挤出、造粒，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1，挤出温度为225℃，螺杆转速为450r/min。
实施例3
取65份聚丙烯K7227H、18份乙烯-丁烯共聚物、2份长度为2mm的聚酯短纤维、4份粒径为800目的负离子粉、2份PP-g-MAH相容剂(BONDYRAM 1001)、0.2份硬脂酸酰胺、0.2份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.2份紫外线吸收剂327混合均匀后，经主喂螺筒加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将10份长度为2mm的短玻纤通过侧喂螺筒加入，然后经过塑化、挤出、造粒，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为35:1，挤出温度为180℃，螺杆转速为200r/min。
实施例4
取60份聚丙烯BX3800、5份乙烯-辛烯共聚物、0.2份长度为4mm的聚酯短纤维、1份粒径为5000目的负离子粉、5份PP-g-MAH相容剂(BONDYRAM 1001)、0.5份硬脂酸钙、0.5份抗氧剂1010、0.5份抗氧剂168、0.1份受阻胺光稳定剂770混合均匀后，经主喂螺筒加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将25份长度为5mm的短玻纤通过侧喂螺筒加入，然后经过塑化、挤出、造粒，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为50:1，挤出温度为230℃，螺杆转速为450r/min。
实施例5
取70份聚丙烯BX3800、14份乙烯-丁烯共聚物、3份长度为1mm的聚酯短纤维、7份粒径为1000目的负离子粉、0.5份PP-g-MAH相容剂(BONDYRAM 1001)、0.4份硬脂酸酰胺、0.3份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168、0.4份受阻胺光稳定剂994混合均匀后，经主喂螺筒加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将5份长度为10mm的短玻纤通过侧喂螺筒加入，然后经过塑化、挤出、造粒，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为50:1，挤出温度为210℃，螺杆转速为420r/min。
对比例1
取44份聚丙烯BX3800、20份乙烯-丙烯共聚物、10份粒径为1200目的负离子粉、3份PP-g-MAH(BONDYRAM 1001)、0.3份硬脂酸钙、0.3份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.3份受阻胺光稳定剂5590混合均匀后，经主喂螺筒加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将20份长度为4mm的玻璃纤维通过侧喂螺筒加入，然后经过塑化、挤出、造粒，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，挤出温度为220℃，螺杆转速为400r/min。
对比例2
取60份聚丙烯BX3800、4份长度为1mm的聚酯纤维、10份粒径为1200目的负离子粉、3份PP-g-MAH(BONDYRAM 1001)、0.3份硬脂酸钙、0.3份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.3份受阻胺光稳定剂5590混合均匀后，经主喂螺筒加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将20份长度为4mm的玻璃纤维通过侧喂螺筒加入，然后经过塑化、挤出、造粒，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，挤出温度为220℃，螺杆转速为400r/min。
对比例3
取50份聚丙烯BX3800、20份乙烯-丙烯共聚物、4份长度为1mm的聚酯纤维、3份PP-g-MAH(BONDYRAM 1001)、0.3份硬脂酸钙、0.3份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.3份受阻胺光稳定剂5590混合均匀后，经主喂螺筒加入到双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散，再将20份长度为4mm的玻璃纤维通过侧喂螺筒加入，然后经过塑化、挤出、造粒，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，挤出温度为220℃，螺杆转速为400r/min。
性能检测
仿植绒效果评判方法为参照植绒布包覆件目视对比评判，一共五位评估员根据与植绒布包覆件的接近程度在1～5分区间进行单独评估打分，评估结束计算平均分，平均分大于等于4分为植绒效果“优”，平均分大于等于3，小于4植绒效果“好”，平均分大于等于2，小于3植绒效果“一般”，平均分大于等于1，小于2植绒效果“差”。
触感评估同样为5名评判人员对材料进行触摸感受，按照柔软程度在1～5分区间进行单独评估打分，评估结束计算平均分，平均分大于等于4分为“柔软”，平均分大于等于3，小于4为“较软”，平均分大于等于2，小于3为“偏硬”，平均分大于等于1，小于2为“硬”。
将所得聚丙烯组合物注塑成3mm厚100×100mm的皮纹方板测试光泽度，按照GB8807标准测试材料表面光泽度。
负离子释放量检测采用GB/T 28628-2012中记载的检测方法。
结果如下表1所示：
表1实施例和对比例中各样品的性能
表1中的数据来自对应案例的材料结合特殊皮纹模具注塑样板后测试得出，从中可以看出，在特定皮纹纹理模具下人造纤维毛的引入够实现较好的仿植绒效果，聚丙烯材料的塑料感得到较大改善，高比例弹性体可以实现舒适的柔软良触感，此外，成型后负离子粉能够高效释放产生大量负离子。本发明制备的负离子高释放、良触感仿植绒效果聚丙烯复合材料除了具有良好的植绒视觉效果及舒适的柔软良触感外，还能产生大量负离子，净化车内环境，在汽车内饰产品中有着广阔的应用前景。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种仿植绒聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份原料：
2.根据权利要求1所述的仿植绒聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为10～100g/10min。
3.根据权利要求1所述的仿植绒聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-已烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的仿植绒聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维的长度为2～10mm。
5.根据权利要求1所述的仿植绒聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的聚酯纤维长度为0.5～4mm。
6.根据权利要求1所述的仿植绒聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的负离子粉粒径为800～5000目。
7.根据权利要求1所述的仿植绒聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐，
所述润滑剂为芥酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺中的至少一种，
所述抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅抗氧剂按质量比1：1.5-3复配组成，
所述的耐候剂选自受阻胺类光稳定剂或紫外线吸收剂。
8.如权利要求1～7任一项所述的仿植绒聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照配比将聚丙烯、增韧剂、相容剂、人造纤维毛、负离子粉、润滑剂、抗氧剂和耐候剂进行混合均匀后，经主喂螺筒加入双螺杆挤出机中经熔融、混合、分散，再将短玻纤从侧喂螺筒加入所述双螺杆挤出机中，然后经塑化、挤出、造粒，制得具有负离子高释放、类似仿植绒效果的聚丙烯复合材料。
9.如权利要求8所述的仿植绒聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的长径比为36～50:1，挤出温度为180～230℃，螺杆转速为200～450r/min。
10.如权利要求1～7任一项所述的仿植绒聚丙烯复合材料在汽车内饰中的应用。
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