CN117866317A - 一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料及制备方法。所述汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料由如下的重量百分比的原料构成：聚丙烯树脂40‑80份、POE弹性体1‑15份、茶叶渣1‑10份、润滑助剂0.5‑2份、抗菌剂0.5‑2份、抗氧化助剂0.5‑2份，环糊精改性香味母粒1‑5份、滑石粉10‑30份。将上述材料采用注塑成型的方式加工成各种零件，使零件具备抗菌性能以及持久稳定的芳香，同时结合皮纹设计以及调整茶叶渣的添加比例，可以使得零件表观形成撒点效果，达到仿植绒的效果，取代传统的织物包覆，降低成本。
Description
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及到一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着汽车产业的迅速发展和人们对于汽车内饰零件的要求不断提高，绿色环保、低碳健康同时能带给驾乘人员更好的感官感受的零部件是目前大家追求的目标。常规的聚丙烯改性材料，被大量的应用在汽车的内饰零件上，例如门板、立柱、侧围、扶手等，是目前用量最大，增长最快的内饰塑料原料。汽车出风口材料也多采用聚丙烯材料制成，但是在适宜的温度和湿度环境下，汽车出风口以及内部管道会滋生大量对人体有害的细菌微生物，伴随着空调的开关，细菌会被带入到车内，影响驾乘人员的健康。与此同时，汽车空调系统中的起到制冷作用的蒸发器，在潮湿环境下，蒸发器会成为霉菌和真菌滋生的温床，蒸发器容易发霉，味道通过出风口就会散发到车内。汽车空调滤芯有活性炭物质，容易吸收吸烟产生的焦油和烟味，也容易散发到车内导致异味。另外，对于内饰零部件外观造型以及低碳环保得追求，也是目前汽车开发的重点，传统的出风口盖板或者出风口叶片材料，材料组成、颜色表观单一，无法给消费者新意，满足不了目前消费者对于汽车健康环保低碳创新的追求。因此开发一款抗菌、芳香且兼具低碳环保和特殊外观的汽车出风口用材料具有较强的现实意义。
发明内容
针对目前出风口材料的局限性，本发明的目的是提供一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料及制备方法，改善目前汽车出风口材质外观单一，容易滋生细菌以及产生异味的缺点，更好的满足健康、低碳以及给驾乘人员更好感受感官的需求。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明的技术方案通过以下技术方案实施：
一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料，由如下重量百分比原料组成：
上述改性聚丙烯材料中，
所述的聚丙烯树脂为均聚型聚丙烯或共聚型聚丙烯的一种或者复配组合，其熔融指数为10-100g/10min，
所述的茶叶渣粒径为30目-300目，茶叶渣来源于常见的绿茶、红茶等常见饮用茶茶叶破碎精加工而成。
所述的环糊精改性香味母粒由液体香精、环糊精、阳离子乳化剂组成。
所述的环糊精改性香味母粒中的香精选自油性液体香精，香味的味型不限于绿茶、柠檬、百合、玫瑰以及其他香味类型。
所述的环糊精改性香味母粒中的环糊精选自α-环糊精、β-环糊精以及γ-环糊精。
所述的环糊精改性香味母粒的加工方法为：取一定量的去离子水，将环糊精进行溶解，得到溶液A。然后取一定量的香精，加入阳离子乳化剂水溶液，然后采用超声分散，使香精分散在乳化剂水溶液中，得到溶液B。然后将溶液A和溶液B进行混合，采用高速分散机搅拌6h之后得到混合溶液。然后将混合溶液放置在0度冷冻设备中24h后，采用真空抽滤得到固体粉末，再采用无水乙醇清洗1-2次，最后在40℃的恒温真空干燥箱中干燥处理，得到白色粉末状的环糊精改性香味母粒。
所述的环糊精改性香味母粒中，环糊精与液体香精以及阳离子乳化剂的添加质量比为10:1:4为宜。
所述的抗菌剂为载银纳米二氧化硅，平均粒径10nm,PH值(1：10水分散液)：6-8，有效含量≥99％。
所述的润滑助剂为硅酮润滑助剂、酰胺类润滑助剂的一种或多种复配而成。
所述的滑石粉的目数为3000目-10000目。。
所述的弹性体为乙烯-辛共聚物。
上述汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料的制备方法，其加工方法如下：
将聚丙烯、POE弹性体、滑石粉母粒、相容剂、抗氧剂以及环糊精香味母粒进行预混，从挤出机主喂料口加入，茶叶渣以及润滑助剂、抗菌剂预混后从侧喂料加入，然后进行挤出造粒。上述材料熔融共混后挤出，所涉及的双螺杆挤出机的各区加工温度依次为155℃，160℃，170℃，175℃，180℃，185℃，190℃。主螺杆转速为400～500r/min，水槽温度23℃～50℃。此外，熔体温度应控制在200℃以内；然后冷却造粒干燥后得到汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料复合材料。
本发明的有益效果是：
1：选用环糊精作为香精载体，使得香精包埋在环糊精中，提升了香精在聚丙烯材料中的分散性，最重要的是环糊精和香精的结合，可以提升香精的耐热性和长久稳定性能，提升香精持续散发时间。
2：二氧化硅材料比表面积大，热氧稳定性好，且无毒害，选用二氧化硅作为载体将银纳米颗粒负载到上面，得到的银载二氧化硅纳米抗菌剂，可以改善传统纳米银离子容易团聚导致的加工分散性差、易氧化的缺点，提升抗菌稳定性。
3：同时，茶叶渣作为一种生活废弃物，利用价值低，在本专利中将其作为填充物再利用，降低了整个材料的碳排放，符合绿色环保的需求。茶叶渣分散在聚丙烯表面，可以形成特殊的撒点外观效果。
4:上述材料用于汽车出风口时，可以起到杀菌、芳香改善异味的功能，同时结合造型和皮纹设计，茶叶渣可以产生特有的撒点外观效果，可以提升产品的品质和质感，降低出风口材料的碳排放。
附图说明
图1A为未添加茶叶渣的照片；
图1B为添加1.5份茶叶渣的照片；
图1C为添加3份茶叶渣的照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例和对比例对本发明进行进一步的描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例和对比例所用原料如下：
所述汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料的制备方法为：
将聚丙烯、POE弹性体、滑石粉母粒、抗氧剂以及香味母粒在高混机中进行预混20min，得到预混物A。茶叶渣以及润滑助剂采用高混机预混20min后得到预混物B。预混物A和预混物B分别通过挤出机的主喂料口和测喂料口分别加入，然后进行挤出造粒。所涉及的双螺杆挤出机的各区加工温度依次为155℃，160℃，170℃，175℃，180℃，185℃，190℃。主螺杆转速为400～500r/min，水槽温度23℃～50℃，然后冷却造粒干燥后得到汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料复合材料。此外，熔体温度应控制在200℃以内避免茶叶渣受高温产生降解；
具体的实施例1-5和对比例1-3中各组分的添加比例见表1(重量wt％)：
表1：实施例1-4及对比例1-3配方表
将上述实施例和对比例制备得到的粒子进行材料级别和零件级别的性能测试，测试项和测试方法如下：
拉伸性能：按ISO 527-2方法，拉伸速度50mm/min。
弯曲性能：按ISO 178方法，试验速度2mm/min。
冲击强度及缺口冲击强度：按ISO 179-1方法，分别条件为常温23℃。
材料表观评定：将对应材料注塑得到150*100*3.2mm的样板，观察其表观。
材料气味评估：采用1L气味瓶测试，取样量50g，测试条件为80℃*2h。气味浓度等级从低到高按照1-6等级评价。
香味耐久性评价：将材料注塑成150*100*3.2mm的样板，然后置于95℃的鼓风干燥烘箱中48h，然后测评样板气味残留。
抗菌性能评估：参照GB/T31402-2015测试，测试细菌为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。
以上各个实施例和对照例所得到的汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料性能结果具体如表2所示：
表2：实施例1-4及对比例1-3性能测试结果
通过以上的对比例和实施例测试所得数据可以发现:对照实施例1-3以及对比例1，随着茶叶渣的添加比例改变，材料表面出现不同程度的撒点效果，如图1A、图1B和图1C所示。在实际开发过程中，我们可以调整茶叶渣的添加比例以及粒径，来达到不同的表观状态，满足不同的外观设计需求。同时，随着茶叶渣添加比例从1.5份增加到3份的时候，材料的冲击性能有一定程度的下降，因此茶叶渣的添加比例建议控制在3份以内，具体根据零件工况要求而定。
对照实施例2，实施例4以及对照例3，通过调整环糊精-香味母粒的添加量，可以调整材料的浓度等级。添加改性制备得到的环糊精-香味母粒，相比直接添加液体香精，前者制备得到的材料，经过高温存放后香味保持率更高，耐温性更好。这是因为环糊精作为壁材，香精作为芯材，环糊精对香精进行包埋，形成稳定的环糊精-香精包合物，当受热时耐温性更好。液体香精直接添加，本身加工分散难度高，单一的香精液体受热后极易挥发，无法长久留香。对照实施例1-5以及对比例2，添加抗菌剂后，可以有效的赋予材料抗菌性能，对大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌的抑制率达到99％以上。本专利制备得到的材料，用于汽车出风口，可以赋予出风口抗菌性，同时还可以散发芳香味道，解决出风口常见的异味和霉菌问题，同时给予消费者更好的外观视觉感受，另外茶叶渣的使用也很好的匹配了汽车材料对于低碳环保的追求，同时给予消费者更好的外观体验。
需要指出的是，本发明的实施例仅为了说明本发明的技术构思和特点，目的在于让熟悉此项技术的人士能够明白本发明的创新点和内容。依据本发明专利申请所述的构造、特征、原理所做的等效变化和修饰，均包括于本发明专利申请范围。
Claims (10)
1.一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料，其特征在于：由如下重量百分比原料组成：
2.根据权利要求1所述的一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为均聚型聚丙烯或共聚型聚丙烯的一种或者复配组合，其熔融指数为10-100g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的茶叶渣粒径为30目-300目，茶叶渣来源于常见的绿茶、红茶等常见饮用茶茶叶破碎精加工而成。
4.根据权利要求1所述的一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的环糊精改性香味母粒由液体香精、环糊精、阳离子乳化剂组成。
5.根据权利要求4所述的一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的环糊精改性香味母粒中的香精选自油性液体香精，香味的味型不限于绿茶、柠檬、百合、玫瑰以及其他香味类型；所述的环糊精改性香味母粒中的环糊精选自α-环糊精、β-环糊精以及γ-环糊精。
6.根据权利要求4所述的一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的环糊精改性香味母粒的加工方法为：取一定量的去离子水，将环糊精进行溶解，得到溶液A；然后取一定量的香精，加入阳离子乳化剂水溶液，然后采用超声分散，使香精分散在乳化剂水溶液中，得到溶液B；然后将溶液A和溶液B进行混合，采用高速分散机搅拌6h之后得到混合溶液；然后将混合溶液放置在0度冷冻设备中24h后，采用真空抽滤得到固体粉末，再采用无水乙醇清洗1-2次，最后在40℃的恒温真空干燥箱中干燥处理，得到白色粉末状的环糊精改性香味母粒。
7.根据权利要求4所述的一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的环糊精改性香味母粒中，环糊精与液体香精以及阳离子乳化剂的添加质量比为10:1:4为宜。
8.根据权利要求1所述的一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的抗菌剂为载银纳米二氧化硅，平均粒径10nm,PH值(1：10水分散液)：6-8，有效含量≥99％。
9.根据权利要求1所述的一种汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料，其特征在于：所述的润滑助剂为硅酮润滑助剂、酰胺类润滑助剂的一种或多种复配而成；所述的滑石粉的目数为3000目-10000目；所述的弹性体为乙烯-辛共聚物。
10.权利要求1-9任意之一所述汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，其步骤为：
将聚丙烯、POE弹性体、滑石粉母粒、相容剂、抗氧剂以及环糊精香味母粒进行预混，从挤出机主喂料口加入，茶叶渣以及润滑助剂、抗菌剂预混后从侧喂料加入，然后进行挤出造粒；
上述材料熔融共混后挤出，所涉及的双螺杆挤出机的各区加工温度依次为155℃，160℃，170℃，175℃，180℃，185℃，190℃；主螺杆转速为400～500r/min，水槽温度23℃～50℃；此外，熔体温度应控制在200℃以内；然后冷却造粒干燥后得到汽车出风口用芳香、抗菌、低碳环保的茶叶渣填充改性聚丙烯材料复合材料。
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