CN114213756A - 一种汽车内饰复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：高结晶聚丙烯：20‑40份；高熔体强度聚丙烯：20‑40份；高熔高抗冲聚丙烯：10‑30份；无机矿粉：18‑22份；增韧剂：5‑15份；发泡剂：0‑3份；偶联剂：0.5‑1份；抗刮擦剂：2‑4份；抗氧剂:0.1‑0.5份；发泡稳定剂：0.5‑1.5份；去离子水：1‑3份；分散润滑剂：0.3‑1.5份；耐候剂：0.3‑1.0份；成核剂：0.3‑1.0份。本材料适合在汽车内部大量应用，其满足汽车轻量化的同时，可以提高汽车内部整体的空气质量。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域，更具体地，涉及一种汽车内饰复合材料及其制备方法。
背景技术
近年来汽车行业快速发展，塑料在汽车行业的应用日趋广泛。目前世界上不少轿车的塑料用量已经超过120千克/辆，个别车型还要高。可以预见，随着汽车轻量化进程的加速，塑料在汽车中的应用将更加广泛。
聚丙烯材料是一种具有很高性价比的材料，一直以来在汽车塑料零部件上的应用被不断地拓展，当前已被广泛地应用在了保险杠、汽车仪表板、门板、中央通道、饰柱等处。聚丙烯材料在制备过程中需要加入一定量的发泡剂，完成注塑后，零件材料在发泡剂的作用下膨胀，形成一种中间层为从十到几十微米不等的封闭微孔，但是目前的发泡法存在的主要问题如下：
控制工艺参数复杂，特别是对于结晶度较高的聚合物，在升温达到熔融温度后，聚合物的熔体黏度会迅速下降，使发泡过程中产生的气体很容易合并或塌陷，闭孔率低，从而导致流动性和力学性能无法保证；
传统的聚丙烯发泡材料密度较大，使得同体积零件重量较大，减重效果不明显；
现有的聚丙烯发泡材料气味较大，对身体健康造成一定影响。
因此，需要一种新型的汽车内饰用的复合材料，能够解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种汽车内饰的复合材料的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：10-30份；
高熔体强度聚丙烯：20-40份；
高熔高抗冲聚丙烯：10-30份；
无机矿粉：18-22份；
增韧剂：5-15份；
发泡剂：0-3份；
偶联剂：0.5-1份；
抗刮擦剂：2-4份；
抗氧剂:0.1-0.5份；
发泡稳定剂：0.5-1.5份；
去离子水：1-3份；
分散润滑剂：0.3-1.5份；
耐候剂：0.3-1.0份；
成核剂：0.3-1.0份。
优选地，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：12份；
高熔体强度聚丙烯：35份；
高熔高抗冲聚丙烯：15份；
无机矿粉：20份；
增韧剂：10份；
发泡剂：2份；
偶联剂：0.8份；
抗刮擦剂：1.5份；
抗氧剂:0.5份；
发泡稳定剂：1.5份；
去离子水：1.5份；
分散润滑剂：0.5份；
耐候剂：0.4份；
成核剂：0.5份。
优选地，所述高结晶聚丙烯为熔指40-100g/10min的高结晶聚丙烯；所述高熔高抗冲聚丙烯为熔指10-50g/10min，冲击为25-50Kj/m2的聚丙烯材料。
优选地，所述无机矿粉包括但不限于滑石粉、硅灰石以及云母中的一种或几种，所述无机矿粉的粒径选择D50≤3um。
优选地，所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
优选地，所述发泡剂为热膨胀微球，所述热膨胀微球的外壳为丙烯酸酯，所述热膨胀微球内部填充有异辛烷。
优选地，所述发泡稳定剂为磺化蓖麻醇钠盐。
根据本发明的第二方面，提供了一种上述汽车内饰复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将高结晶聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、高熔高抗冲聚丙烯、增韧剂、抗刮擦剂、抗氧剂、分散润滑剂、耐候剂、成核剂按照质量份数加入混料罐中预混后加入到挤出机中；
步骤二：在挤出机的第一侧喂料口中加入偶联剂与无机矿粉的混合物；
步骤三：通过第一侧喂料口后方的液体喂料称注入去离子水；
步骤四：双真空脱挥后，在液体喂料称后方的第二侧喂料口中添加发泡剂以及发泡剂稳定剂；
步骤五：在挤出机挤出口之前进行真空脱挥，真空脱挥后的挤出料直接经过水槽冷却至室温，然后进行造粒、烘料除味后完成制备。
优选地，所述挤出机为长径比为40-48的双螺杆挤出机，所述挤出机各温区的温度为：一段：160℃；二段：180～200℃；三段：180～200℃；四段：200～220℃；五段：200～220℃；六段：180～200℃；七段：160～180℃；八段：160～180℃，九段：180～200℃；十段：180～200℃；十一段：180～200℃；十二段：180～200℃；机头：180℃；其中第一侧喂料口设置于第四段，液体喂料称设置在第八段，第二侧喂料口设置于第九段，在第十段以及第十一段均设置有真空脱挥器。
优选地，挤出料在造粒后采用负压吸料至烘料除味系统中，在125℃条件下烘料4小时，冷却后放料。
根据本公开的一个实施例，本复合材料良好的流动性使得本产品可以适用各个规格大小的制件，采用热膨胀微球作为发泡剂，发泡率高，泡孔均匀，其优秀的微发泡效果，可以使制品获得10％-30％的减重，同时可将加工周期缩短10％左右，节省加工成本；
而无机矿粉的加入使本材料的刚性亦有较大的提升，相较于聚丙烯原材料，在拥有较高的拉伸、弯曲强度，及弯曲模量的同时，产品的成本也有一定幅度的降低；
采用无机矿粉相较于传统的玻纤增强聚丙烯材料，不仅表面粗糙度得到了更好的控制，使产品更加光滑美观，而且相较于玻纤更加的环保，不会对人身体健康造成影响；
另外本产品的气味等级2.5级及材料的VOC含量同样可以满足大部分汽车内饰材料的要求。在汽车内部大量应用，其满足汽车轻量化的同时，可以提高汽车内部整体的空气质量。
通过以下对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
实施例1
本实施例中的汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：19.8份；
高熔体强度聚丙烯：30份；
高熔高抗冲聚丙烯：15份；
无机矿粉：20份；
增韧剂：10份；
发泡剂：0.5份；
偶联剂：0.5份；
抗刮擦剂：1.5份；
抗氧剂:0.5份；
发泡稳定剂：0.5份；
去离子水：1.5份；
分散润滑剂：0.5份；
耐候剂：0.4份；
成核剂：0.5份。
本实施例中采用了三种聚丙烯，其中各种聚丙烯的性能不同，组成配方后能够提高材料的不同性能，高结晶聚丙烯的特点是三高，即高熔指、高模量、高冲击，在配方中主要是为了提高熔指和模量；高熔体强度聚丙烯的特点是熔融拉伸时，聚合物熔体在断裂之前所能承受的最大应力要高于普通的聚丙烯材料，其在配方中的作用是提高材料整体的熔体强度，提高材料发泡稳定性，减少破裂情况发生；高熔高抗冲聚丙烯的特点就是高熔指、高冲击，其作用是提高材料的冲击强度，同时尽可能减小对材料熔指的影响。
其中的高结晶聚丙烯为熔指40-100g/10min的高结晶聚丙烯，如韩国SK综合化学生产的牌号以BX开头的高结晶系列PP；所述高熔高抗冲聚丙烯为熔指10-50g/10min，冲击为25-50的聚丙烯材料，如韩国SK综合化学生产的牌号以BH开头的高熔高抗冲系列PP；高熔体强度聚丙烯为各石化厂家的HMSPP系列产品，如中石化的E02ES，B00RS等产品。
所述无机矿粉包括但不限于滑石粉、硅灰石以及云母等，可以是其中的一种或几种混合而成，所述无机矿粉的粒径选择D50≤3um。
所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；抗刮擦为聚硅氧烷、芥酸酰胺制作的以PP为载体的母粒，LYSI-306C；抗氧剂为复配型抗氧剂圣莱科特S2225。
所述发泡剂为热膨胀微球，是一种热塑性空心聚合物球体，所述热膨胀微球的外壳为丙烯酸酯，所述热膨胀微球内部填充气体为异辛烷；高温热膨胀微球DU2601S。
所述发泡稳定剂为磺化蓖麻醇钠盐，其磺酸基的表面活性可有效降低挤出过程中熔融态混合物的表面张力，降低其在挤出过程中发泡的可能性。而在注塑过程中，在控制注塑温度满足发泡剂发泡温度时，在起泡至熟化期间，通过表面张力防止发泡的热力学非稳态出现的物质，起到稳定发泡程度的的作用。
分散剂为：花王EBS、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硅酮粉中的一种或几种。
耐候剂为：UV944、UV622、UV770、UV5411、UV-P、UV234中的一种或几种。
成核剂为：山梨醇衍生物类、羧酸金属盐类、有机磷酸盐类、松香酸盐类等成核剂中的一种或几种。
上述汽车内饰复合材料在制备时，选用的挤出机为长径比为40-48的双螺杆挤出机，挤出机各温区的温度为：一段：160℃；二段：180～200℃；三段：180～200℃；四段：200～220℃；五段：200～220℃；六段：180～200℃；七段：160～180℃；八段：160～180℃，九段：180～200℃；十段：180～200℃；十一段：180～200℃；十二段：180～200℃；机头：180℃；其中在第四段设置有第一侧喂料口，在第八段前端设置有液体喂料称，第九段设置有第二侧喂料口，在第十段以及第十一段均设置有真空脱挥器。
利用上述的挤出机进行复合材料的生产，主要包括如下步骤：
步骤一：将高结晶聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、高熔高抗冲聚丙烯、增韧剂、抗刮擦剂、抗氧剂、分散润滑剂、耐候剂、成核剂按照质量份数加入混料罐中预混，混合均匀后加入到挤出机中；
步骤二：在挤出机的第一侧喂料口中加入偶联剂与无机矿粉的混合物，该实施例中采用滑石粉，滑石粉为厂家预处理后的活化产品，使用时预先用高混锅将其与偶联剂混合，即可将其添加改性塑料配方使用；
步骤三：通过第一侧喂料口后方的液体喂料称注入去离子水，主要利用水进入筒体后瞬间气化，在筒体内部经过一段距离与熔融状态下的材料产生的小分子物质结合，经双真空脱挥时能够将气态的水分子及其裹携的小分子物质一同吸出；
步骤四：双真空脱挥后，在液体喂料称后方的第二侧喂料口中添加发泡剂以及发泡剂稳定剂；因发泡剂本身对温度控制要求较高，生产时在发泡剂加入段必须严控温度在发泡剂起发温度以下，在靠近挤出机末端加入发泡剂是避免发泡剂流经过长的筒体而导致材料提前发泡。而且前一段的注水系统将水注入挤出机后，液体水会瞬间气化，水的转态变化可以吸收热量，降低熔融态物料的温度，再结合发泡稳定剂的作用，进一步保证材料在挤出阶段不发生发泡情况。相较于传统的直接在成品材料中混入发泡剂，然后在注塑时进行发泡的生产工艺，本方法不会有发泡剂与母粒混合不均的情况，也不会产生发泡倍率波动的问题。
步骤五：在挤出机挤出口之前进行真空脱挥，真空脱挥后的挤出料直接经过水槽冷却至室温，然后进行造粒，挤出料在造粒后采用负压吸料至烘料除味系统中，在125℃条件下烘料4小时，冷却后放料。烘料系统使用A、B、C三罐智能烘料系统，A、B罐为烘料罐，C罐为冷却罐。
根据本公开的一个实施例，本复合材料良好的流动性使得本产品可以适用各个规格大小的制件，采用热膨胀微球作为发泡剂，发泡率高，泡孔均匀，其优秀的微发泡效果，可以使制品获得10％-30％的减重，同时可将加工周期缩短10％左右，节省加工成本；
而无机矿粉的加入使本材料的刚性亦有较大的提升，相较于聚丙烯原材料，在拥有较高的拉伸、弯曲强度，及弯曲模量的同时，产品的成本也有一定幅度的降低；
采用无机矿粉相较于传统的玻纤增强聚丙烯材料，不仅表面粗糙度得到了更好的控制，使产品更加光滑美观，其外观可以满足几乎所有场景制件的使用要求，而且相较于玻纤更加的环保，不会对人身体健康造成影响；
本实施例中的复合材料在气味控制中具体表现在如下几个方面：
用料方面：配方所选用的各种材料都是选的低气味、低VOC的材料，首先保证基础材料具备良好的效果；
挤出过程：使用创新型注水除味系统，在侧喂后段使用液体喂料称注水，注水选择在第七节筒体末端，主要利用水进入筒体后瞬间气化，在筒体内部经过一段距离与熔融状态下的材料产生的小分子物质结合，然后紧接着经双真空脱挥，将气态的水分子及其裹携的小分子物质一同吸出，达到降低气味、VOC的效果；
成品后处理：后处理是指将成品进行高温烘烤，将成品中残留的小分子物质，通过三罐烘料系统脱除，三罐中有两个烘料罐，一个冷却罐，在不影响生产进度的情况下，达到烘料除味效果最大化。
使本产品的气味等级2.5级及材料的VOC含量同样可以满足大部分汽车内饰材料的要求。在汽车内部大量应用，其满足汽车轻量化的同时，可以提高汽车内部整体的空气质量。
实施例2
本实施例中的汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：30份；
高熔体强度聚丙烯：20份；
高熔高抗冲聚丙烯：30份；
无机矿粉：18份；
增韧剂：5份；
发泡剂：3份；
偶联剂：1份；
抗刮擦剂：4份；
抗氧剂:0.5份；
发泡稳定剂：1.5份；
去离子水：3份；
分散润滑剂：1.5份；
耐候剂：1份；
成核剂：1份。
其中的高结晶聚丙烯为熔指40-100g/10min的高结晶聚丙烯，如SK的BX系列PP；所述高熔高抗冲聚丙烯为熔指10-50g/10min，冲击为25-50的聚丙烯材料，如SK的BH系列PP；高熔体强度聚丙烯为各石化厂家的HMSPP系列产品，如中石化的E02ES，B00RS等产品。
所述无机矿粉包括但不限于滑石粉、硅灰石以及云母等，可以是其中的一种或几种混合而成，所述无机矿粉的粒径选择D50≤3um。
所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；抗刮擦为聚硅氧烷、芥酸酰胺制作的以PP为载体的母粒，LYSI-306C；抗氧剂为复配型抗氧剂圣莱科特S2225。所述发泡剂为热膨胀微球，是一种热塑性空心聚合物球体，所述热膨胀微球的外壳为丙烯酸酯，所述热膨胀微球内部填充气体为异辛烷。所述发泡稳定剂为磺化蓖麻醇钠盐。
将上述配比的各组分按照实施例1中记载的制备方法进行制备，得到汽车内饰复合材料，将复合材料注塑形成所需的实验零件。
实施例3
按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：10份；
高熔体强度聚丙烯：40份；
高熔高抗冲聚丙烯：10份；
无机矿粉：22份；
增韧剂：15份；
发泡剂：1份；
偶联剂：0.5份；
抗刮擦剂：2份；
抗氧剂:0.1份；
发泡稳定剂：0.5份；
去离子水：1份；
分散润滑剂：0.3份；
耐候剂：0.3份；
成核剂：0.3份。
其中的高结晶聚丙烯为熔指40-100g/10min的高结晶聚丙烯，如SK的BX系列PP；所述高熔高抗冲聚丙烯为熔指10-50g/10min，冲击为25-50的聚丙烯材料，如SK的BH系列PP；高熔体强度聚丙烯为各石化厂家的HMSPP系列产品，如中石化的E02ES，B00RS等产品。
所述无机矿粉包括但不限于滑石粉、硅灰石以及云母等，可以是其中的一种或几种混合而成，所述无机矿粉的粒径选择D50≤3um。
所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；抗刮擦为聚硅氧烷、芥酸酰胺制作的以PP为载体的母粒，LYSI-306C；抗氧剂为复配型抗氧剂圣莱科特S2225。所述发泡剂为热膨胀微球，是一种热塑性空心聚合物球体，所述热膨胀微球的外壳为丙烯酸酯，所述热膨胀微球内部填充气体为异辛烷。所述发泡稳定剂为磺化蓖麻醇钠盐。
将上述配比的各组分按照实施例1中记载的制备方法进行制备，得到汽车内饰复合材料，将复合材料注塑形成所需的实验零件。
实施例4
本实施例中的汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：12份；
高熔体强度聚丙烯：35份；
高熔高抗冲聚丙烯：15份；
无机矿粉：20份；
增韧剂：10份；
发泡剂：2份；
偶联剂：0.8份；
抗刮擦剂：1.5份；
抗氧剂:0.5份；
发泡稳定剂：1.5份；
去离子水：1.5份；
分散润滑剂：0.5份；
耐候剂：0.4份；
成核剂：0.5份。
其中的高结晶聚丙烯为熔指40-100g/10min的高结晶聚丙烯，如SK的BX系列PP；所述高熔高抗冲聚丙烯为熔指10-50g/10min，冲击为25-50的聚丙烯材料，如SK的BH系列PP；高熔体强度聚丙烯为各石化厂家的HMSPP系列产品，如中石化的E02ES，B00RS等产品。
所述无机矿粉包括但不限于滑石粉、硅灰石以及云母等，可以是其中的一种或几种混合而成，所述无机矿粉的粒径选择D50≤3um。
所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；抗刮擦为聚硅氧烷、芥酸酰胺制作的以PP为载体的母粒，LYSI-306C；抗氧剂为复配型抗氧剂圣莱科特S2225。所述发泡剂为热膨胀微球，是一种热塑性空心聚合物球体，所述热膨胀微球的外壳为丙烯酸酯，所述热膨胀微球内部填充气体为异辛烷。所述发泡稳定剂为磺化蓖麻醇钠盐。
将上述配比的各组分按照实施例1中记载的制备方法进行制备，得到汽车内饰复合材料，将复合材料注塑形成所需的实验零件。
对比例1
本实施例中的汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：
聚丙烯：65份；
无机矿粉：20份；
增韧剂：10份；
发泡剂：0.5份；
偶联剂：0.5份；
抗刮擦剂：2份；
抗氧剂:0.1份；
发泡稳定剂：0.5份；
去离子水：1份；
分散润滑剂：0.5份；
耐候剂：0.3份；
成核剂：0.3份。
所述无机矿粉包括但不限于滑石粉、硅灰石以及云母等，可以是其中的一种或几种混合而成，所述无机矿粉的粒径选择D50≤3um。
所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；抗刮擦为聚硅氧烷、芥酸酰胺制作的以PP为载体的母粒，LYSI-306C；抗氧剂为复配型抗氧剂圣莱科特S2225。所述发泡剂为热膨胀微球，是一种热塑性空心聚合物球体，所述热膨胀微球的外壳为丙烯酸酯，所述热膨胀微球内部填充气体为异辛烷。所述发泡稳定剂为磺化蓖麻醇钠盐。
将上述配比的各组分按照实施例1中记载的制备方法进行制备，得到汽车内饰复合材料，将复合材料注塑形成所需的实验零件。
对比例2
本实施例中的汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：12份；
高熔体强度聚丙烯：30份；
高熔高抗冲聚丙烯：15份；
玻璃纤维：20份；
增韧剂：10份；
发泡剂：1份；
偶联剂：0.5份；
抗刮擦剂：2份；
抗氧剂:0.1份；
发泡稳定剂：0.5份；
去离子水：1份；
分散润滑剂：0.5份；
耐候剂：0.3份；
成核剂：0.3份。
其中的高结晶聚丙烯为熔指40-100g/10min的高结晶聚丙烯，如SK的BX系列PP；所述高熔高抗冲聚丙烯为熔指10-50g/10min，冲击为25-50的聚丙烯材料，如SK的BH系列PP；高熔体强度聚丙烯为各石化厂家的HMSPP系列产品，如中石化的E02ES，B00RS等产品。
所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；抗刮擦为聚硅氧烷、芥酸酰胺制作的以PP为载体的母粒，LYSI-306C；抗氧剂为复配型抗氧剂圣莱科特S2225。所述发泡剂为热膨胀微球，是一种热塑性空心聚合物球体，所述热膨胀微球的外壳为丙烯酸酯，所述热膨胀微球内部填充气体为异辛烷。所述发泡稳定剂为磺化蓖麻醇钠盐。
将上述配比的各组分按照实施例1中记载的制备方法，将无机矿粉替换为传统的玻璃纤维进行制备，得到汽车内饰复合材料，将复合材料注塑形成所需的实验零件。
对比例3
本实施例中的汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：12份；
高熔体强度聚丙烯：30份；
高熔高抗冲聚丙烯：15份；
无机矿粉：20份；
增韧剂：10份；
碳酸氢钠发泡剂：1份；
偶联剂：0.5份；
抗刮擦剂：2份；
抗氧剂:0.1份；
发泡稳定剂：0.5份；
去离子水：1份；
分散润滑剂：0.5份；
耐候剂：0.4份；
成核剂：0.5份。
其中的高结晶聚丙烯为熔指40-100g/10min的高结晶聚丙烯，如SK的BX系列PP；所述高熔高抗冲聚丙烯为熔指10-50g/10min，冲击为25-50的聚丙烯材料，如SK的BH系列PP；高熔体强度聚丙烯为各石化厂家的HMSPP系列产品，如中石化的E02ES，B00RS等产品。
所述无机矿粉包括但不限于滑石粉、硅灰石以及云母等，可以是其中的一种或几种混合而成，所述无机矿粉的粒径选择D50≤3um。
所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；抗刮擦为聚硅氧烷、芥酸酰胺制作的以PP为载体的母粒，LYSI-306C；抗氧剂为复配型抗氧剂圣莱科特S2225。所述发泡稳定剂为磺化蓖麻醇钠盐。
将上述配比的各组分按照实施例1中记载的制备方法进行制备，得到汽车内饰复合材料，将复合材料注塑形成所需的实验零件。
对比例4
本实施例中的汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：12份；
高熔体强度聚丙烯：30份；
高熔高抗冲聚丙烯：15份；
无机矿粉：20份；
增韧剂：10份；
发泡剂：2份；
偶联剂：0.5份；
抗刮擦剂：2份；
抗氧剂:0.1份；
去离子水：1份；
分散润滑剂：0.5份；
耐候剂：0.4份；
成核剂：0.4份。
其中的高结晶聚丙烯为熔指40-100g/10min的高结晶聚丙烯，如SK的BX系列PP；所述高熔高抗冲聚丙烯为熔指10-50g/10min，冲击为25-50的聚丙烯材料，如SK的BH系列PP；高熔体强度聚丙烯为各石化厂家的HMSPP系列产品，如中石化的E02ES，B00RS等产品。
所述无机矿粉包括但不限于滑石粉、硅灰石以及云母等，可以是其中的一种或几种混合而成，所述无机矿粉的粒径选择D50≤3um。
所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；抗刮擦为聚硅氧烷、芥酸酰胺制作的以PP为载体的母粒，LYSI-306C；抗氧剂为复配型抗氧剂圣莱科特S2225。所述发泡剂为热膨胀微球，是一种热塑性空心聚合物球体，所述热膨胀微球的外壳为丙烯酸酯，所述热膨胀微球内部填充气体为异辛烷。
将上述配比的各组分按照实施例1中记载的制备方法，在不添加发泡剂稳定剂的情况下进行制备，得到汽车内饰复合材料，将复合材料注塑形成所需的实验零件。
对比例5
本实施例中的汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：12份；
高熔体强度聚丙烯：30份；
高熔高抗冲聚丙烯：15份；
无机矿粉：18份；
增韧剂：10份；
发泡剂：2份；
偶联剂：0.5份；
抗刮擦剂：2份；
抗氧剂:0.1份；
发泡稳定剂：0.5份；
分散润滑剂：0.5份；
耐候剂：0.4份；
成核剂：0.5份。
其中的高结晶聚丙烯为熔指40-100g/10min的高结晶聚丙烯，如SK的BX系列PP；所述高熔高抗冲聚丙烯为熔指10-50g/10min，冲击为25-50的聚丙烯材料，如SK的BH系列PP；高熔体强度聚丙烯为各石化厂家的HMSPP系列产品，如中石化的E02ES，B00RS等产品。
所述无机矿粉包括但不限于滑石粉、硅灰石以及云母等，可以是其中的一种或几种混合而成，所述无机矿粉的粒径选择D50≤3um。
所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；抗刮擦为聚硅氧烷、芥酸酰胺制作的以PP为载体的母粒，LYSI-306C；抗氧剂为复配型抗氧剂圣莱科特S2225。所述发泡剂为热膨胀微球，是一种热塑性空心聚合物球体，所述热膨胀微球的外壳为丙烯酸酯，所述热膨胀微球内部填充气体为异辛烷。所述发泡稳定剂为磺化蓖麻醇钠盐。
将上述配比的各组分按照实施例1中记载的制备方法进行制备，唯一不同之处在于：在制备过程中不添加去离子水，得到汽车内饰复合材料，将复合材料注塑形成所需的实验零件。
对比例6
本实施例中的汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：12份；
高熔体强度聚丙烯：30份；
高熔高抗冲聚丙烯：15份；
无机矿粉：20份；
增韧剂：10份；
发泡剂：2.5份；
偶联剂：0.5份；
抗刮擦剂：2份；
抗氧剂:0.1份；
发泡稳定剂：0.5份；
去离子水：1份；
分散润滑剂：0.5份；
耐候剂：0.4份；
成核剂：0.5份。
其中的高结晶聚丙烯为熔指40-100g/10min的高结晶聚丙烯，如SK的BX系列PP；所述高熔高抗冲聚丙烯为熔指10-50g/10min，冲击为25-50的聚丙烯材料，如SK的BH系列PP；高熔体强度聚丙烯为各石化厂家的HMSPP系列产品，如中石化的E02ES，B00RS等产品。
所述无机矿粉包括但不限于滑石粉、硅灰石以及云母等，可以是其中的一种或几种混合而成，所述无机矿粉的粒径选择D50≤3um。
所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；抗刮擦为聚硅氧烷、芥酸酰胺制作的以PP为载体的母粒，LYSI-306C；抗氧剂为复配型抗氧剂圣莱科特S2225。所述发泡剂为热膨胀微球，是一种热塑性空心聚合物球体，所述热膨胀微球的外壳为丙烯酸酯，所述热膨胀微球内部填充气体为异辛烷。所述发泡稳定剂为磺化蓖麻醇钠盐。
其制备过程如下：
步骤一：将高结晶聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、高熔高抗冲聚丙烯、增韧剂、抗刮擦剂、抗氧剂、分散润滑剂、耐候剂、成核剂按照质量份数加入混料罐中预混，混合均匀后加入到挤出机中；
步骤二：在挤出机的第一侧喂料口中加入偶联剂与无机矿粉的混合物，该实施例中采用滑石粉，滑石粉为厂家预处理后的活化产品，使用时预先用高混锅将其与偶联剂混合，即可将其添加改性塑料配方使用；
步骤三：通过第一侧喂料口后方的液体喂料称注入去离子水，主要利用水进入筒体后瞬间气化，在筒体内部经过一段距离与熔融状态下的材料产生的小分子物质结合，经双真空脱挥时能够将气态的水分子及其裹携的小分子物质一同吸出；
步骤四：在挤出机挤出口之前进行真空脱挥，真空脱挥后的挤出料直接经过水槽冷却至室温，然后进行造粒，挤出料在造粒后采用负压吸料至烘料除味系统中，在125℃条件下烘料4小时，冷却后放料。烘料系统使用A、B、C三罐智能烘料系统，A、B罐为烘料罐，C罐为冷却罐。
步骤五：将成品材料添加发泡剂以及发泡稳定剂注入注塑机中注塑成所需的实验零件。
对比例7
本实施例中的汽车内饰复合材料，按质量份数计包括如下成分：
聚丙烯：65份；
无机矿粉：20份；
增韧剂：10份；
偶联剂：0.5份；
抗刮擦剂：2份；
抗氧剂:0.1份；
分散润滑剂：0.5份；
耐候剂：0.3份；
成核剂：0.3份。
传统汽车内饰材料，为未发泡聚丙烯材料，生产过程不会添加注水设备，成品多采用普通烘料措施。无机矿粉通常为滑石粉无机矿粉的粒径选择D50≤10um。
所述增韧剂为熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；抗刮擦为聚硅氧烷、芥酸酰胺制作的以PP为载体的母粒，LYSI-306C；抗氧剂为复配型抗氧剂圣莱科特S2225。
将上述配比的各组分按照实施例1中记载的制备方法进行制备，得到汽车内饰复合材料，将复合材料注塑形成所需的实验零件。
按照实施例2、3、4制备成的实验零件，与对比例1与对比例2制备成的实验零件，在熔体流动速率、拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、悬臂梁缺口冲击强度、密度、耐刮擦性能以及减重方面进行对比，其结果如表1：
表1：实施例2、3、4与对比例1、2的实验零件参数对比
由上表可以看出，在综合性能方面，实施例2至4中的产品性能要优于对比例1和2中的产品，尤其在减重方面，实施例4中的产品在保证了自身强度的同时，减重效果明显。
对比例1中的产品优于仅添加了一种聚丙烯材料，在拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、悬臂梁缺口冲击强度等方面要逊于实施例4中产品强度；
对比例2中的产品由于利用玻璃纤维替换了无机矿石粉，虽然在拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量等方面更优，但是其悬臂梁缺口冲击强度参数更弱，因为玻纤在聚丙烯中的主要作用是提高材料的刚性，导致韧性降低；玻璃纤维在聚丙烯中的粒径和长度较大，其与聚丙烯的相容性较差，并且在加工过程中会因玻璃纤维的取向问题，极易发生制件翘曲的情况。再者，与滑石粉相比，加入玻璃纤维后会对材料的熔融指数有大幅度降低，这对于一些大的内饰制件来说是非常不利的。而且其减重效果有限，且表面粗糙度增加，作为汽车内饰使用范围有限。
按照实施例4制备成的实验零件，与对比例3至7制备成的实验零件，在熔体流动速率、拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、悬臂梁缺口冲击强度、密度、耐刮擦性能以及减重方面进行对比，其结果如表2：
表2：实施例4与对比例3至7的实验零件参数对比
由上表可以看出，在替换掉发泡剂，不加发泡稳定剂，不加离子水，改变发泡剂添加顺序的情况下，在拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、悬臂梁缺口冲击强度方面均有所降低，而且在密度上都有所增加，减重效果远不如实施例4中的产品；与传统的符合材料(即对比例7相比)，减重效果明显，而且在拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、悬臂梁缺口冲击强度等参数上均有所改善。
实施例4制备成的实验零件，与对比例1、5、7制备成的实验零件，在VOC测试情况如下表所示
由上表可以看出，采用本配方以及方法生产的汽车内饰零件，各项VOC指标均明显降低，其气味等级优于传统的汽车内饰零件(对比例7)；
而且，由于实施例4中加入了去离子水进行除味处理，以及添加了气味较小的聚丙烯材料，相较于对比例1(仅添加一种聚丙烯材料)，以及对比例5(未添加去离子水进行除味处理)相比，在VOC含量等各项指标上也改善明显。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种汽车内饰复合材料，其特征在于，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：10-30份；
高熔体强度聚丙烯：20-40份；
高熔高抗冲聚丙烯：10-30份；
无机矿粉：18-22份；
增韧剂：5-15份；
发泡剂：0-3份；
偶联剂：0.5-1份；
抗刮擦剂：2-4份；
抗氧剂:0.1-0.5份；
发泡稳定剂：0.5-1.5份；
去离子水：1-3份；
分散润滑剂：0.3-1.5份；
耐候剂：0.3-1份；
成核剂：0.3-1份。
2.根据权利要求1所述的汽车内饰复合材料，其特征在于，按质量份数计包括如下成分：
高结晶聚丙烯：12份；
高熔体强度聚丙烯：35份；
高熔高抗冲聚丙烯：15份；
无机矿粉：20份；
增韧剂：10份；
发泡剂：2份；
偶联剂：0.8份；
抗刮擦剂：1.5份；
抗氧剂:0.5份；
发泡稳定剂：1.5份；
去离子水：1.5份；
分散润滑剂：0.5份；
耐候剂：0.4份；
成核剂：0.5份。
3.根据权利要求1所述的汽车内饰复合材料，其特征在于，所述高结晶聚丙烯为熔指40-100g/10min的高结晶聚丙烯；所述高熔高抗冲聚丙烯为熔指10-50g/10min，冲击为25-50Kj/m2的聚丙烯材料。
4.根据权利要求1所述的汽车内饰复合材料，其特征在于，所述无机矿粉包括但不限于滑石粉、硅灰石以及云母中的一种或几种，所述无机矿粉的粒径选择D50≤3um。
5.根据权利要求1所述的汽车内饰复合材料，其特征在于，所述增韧剂为陶氏的熔指0.5-30g/10min的聚烯烃弹性体；所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的汽车内饰复合材料，其特征在于，所述发泡剂为热膨胀微球，所述热膨胀微球的外壳为丙烯酸酯，所述热膨胀微球内部填充有异辛烷。
7.根据权利要求5所述的汽车内饰复合材料，其特征在于，所述发泡稳定剂为磺化蓖麻醇钠盐。
8.一种权利要求1至7任一项所述的汽车内饰复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将高结晶聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、高熔高抗冲聚丙烯、增韧剂、抗刮擦剂、抗氧剂、分散润滑剂、耐候剂、成核剂以及发泡剂稳定剂按照质量份数加入混料罐中预混后加入到挤出机中；
步骤二：在挤出机的第一侧喂料口中加入偶联剂与无机矿粉的混合物；
步骤三：通过第一侧喂料口后方的液体喂料称注入去离子水；
步骤四：双真空脱挥后，在液体喂料称后方的第二侧喂料口中添加发泡剂；
步骤五：在挤出机挤出口之前进行真空脱挥，真空脱挥后的挤出料直接经过水槽冷却至室温，然后进行造粒、烘料除味后完成制备。
9.根据权利要求8所述的汽车内饰复合材料的制备方法，其特征在于，所述挤出机为长径比为40-48的双螺杆挤出机，所述挤出机各温区的温度为：一段：160℃；二段：180～200℃；三段：180～200℃；四段：200～220℃；五段：200～220℃；六段：180～200℃；七段：160～180℃；八段：160～180℃，九段：180～200℃；十段：180～200℃；十一段：180～200℃；十二段：180～200℃；机头：180℃；其中第一侧喂料口设置于第四段，液体喂料称设置在第八段，第二侧喂料口设置于第九段，在第十段以及第十一段均设置有真空脱挥器。
10.根据权利要求8所述的汽车内饰复合材料的制备方法，其特征在于，挤出料在造粒后采用负压吸料至烘料除味系统中，在125℃条件下烘料4小时，冷却后放料。
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