一種用于汽車內(nèi)飾材料的低揮發(fā)性聚丙烯復合材料及其制備及方法
【技術領域】： 本發(fā)明涉及高分子材料改性領域，尤其涉及一種用于汽車內(nèi)飾材料的低揮發(fā)性聚丙烯 復合材料及其制備及方法。
[0002]
【背景技術】： 聚丙烯材料由于成本低、質(zhì)量輕、耐化學性能好、加工性能優(yōu)異、易回收等優(yōu)點，近年來 廣泛應用于汽車和家電行業(yè)，尤其應用于汽車內(nèi)外飾件，如：門內(nèi)飾板、儀表板、立柱、座椅 護板、保險杠、側(cè)包圍、導流板、擋泥板等。
[0003] 隨著汽車工業(yè)的日益發(fā)展和消費者環(huán)保健康意識不斷地增強，人們不僅要求轎車 要有寬敞的車內(nèi)空間、視野開闊和乘座舒適，還要求車內(nèi)空氣新鮮、質(zhì)量好。車內(nèi)揮發(fā)性有 害物質(zhì)已引起了人們的關注，其直觀反映為對氣味的感知，研究表明，車內(nèi)氣味的來源是多 方面的，來自內(nèi)飾部件的揮發(fā)性有機化合物（volatile organic compounds,簡稱"V0C")是 影響車內(nèi)空氣質(zhì)量的主要原因之一。大多數(shù)內(nèi)飾部件中都含有一定量的揮發(fā)性有機化合 物，它們主要是烷烴、烯烴、芳烴、胺、苯酚、硫醇、過氧化物、醛、酮類的物質(zhì)，這些物質(zhì)的沸 點通常在50~260°C的范圍之內(nèi)。當氣溫達到一定高度時，在光熱的作用下就會揮發(fā)出有害 物質(zhì)，甚至引起頭疼、干咳和過敏等不適反應。2012年3月1日，GB/T27630-2011《乘用車 內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》開始實施，對整車車廂空氣里的苯類和醛類8種物質(zhì)的提出限值要 求。由于汽車內(nèi)飾件是汽車車廂里面主要的空氣污染源之一，而改性聚丙烯材料又是制造 汽車內(nèi)飾件的主要材料之一，因此制備低氣味、低揮發(fā)性有機物(苯類和醛類8種物質(zhì))的改 性聚丙烯材料成為改性塑料一個新熱點。
[0004] 為了減少改性聚丙烯材料中有毒氣味的散發(fā)等級，專利CN 1730542 B利用多孔硅 膠作為吸附劑；專利CN 100580022 C和專利CN 100506907 C利用分子篩作為吸附劑；如專 利CN 103059409利用活性炭和分子篩復配作為吸附劑。從以上可看出，目前作為揮發(fā)物吸 附劑的材料有活性炭、分子篩、多孔硅膠等材料。然而以上吸附材料總有一個吸附飽和值， 且小分子還在內(nèi)飾件里面，沒有達到根除的目的。
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【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的在于提供一種用于汽車內(nèi)飾材料的低揮發(fā)性聚丙烯復合材料及其制備 及方法，制得的聚丙烯復合材料具有低氣味、低揮發(fā)，可用做汽車內(nèi)飾材料。
[0006] -種用于汽車內(nèi)飾材料的低揮發(fā)性聚丙烯復合材料，由以下組分按重量份制備而 成： 聚丙烯 100份， 無機填料 10~50份， 增韌劑 5~30份， 偶聯(lián)劑 0. 2~0. 8份， 抗氧劑 0. 2~0. 8份， 光穩(wěn)劑 0. 2~0. 8份， 潤滑劑 0. 2~1份， 除揮發(fā)物質(zhì)母粒 3~8份； 所述除揮發(fā)物質(zhì)母粒是將發(fā)泡聚丙烯材料浸入蒸餾水或無水乙醇中進行充分的物理 吸附并達到吸附飽和即為除揮發(fā)物質(zhì)母粒；所述吸附飽和的標準是將吸附了蒸餾水或無水 乙醇的發(fā)泡聚丙烯在80°C的干燥2小時后的失重率達50%以上。
[0007] 進一步，所述聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一種。
[0008] 所述無機填料為滑石粉、碳酸鈣、硅灰石、云母、堿式硫酸鎂晶須中的至少一種。
[0009] 所述增韌劑為聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、三元異丙橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙 烯共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一種。
[0010] 所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。
[0011] 所述抗氧劑為受阻酚類、亞磷酸酯類和硫代酯類三者復配使用。
[0012] 所述光穩(wěn)劑為受阻胺類、苯并三唑類和二苯甲酮類三者復配使用。
[0013] 所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺和硬脂酸鈣兩者復配使用。
[0014] 所述發(fā)泡聚丙烯材料是由以下組分按重量份制備而成： 高熔體強度聚丙烯1〇〇份、發(fā)泡劑5~15份、助發(fā)泡劑1~5份、抗氧劑0. 1~0. 3份； 所述高烙體強度聚丙烯在230°C、2. 16kg測試條件下的烙融指數(shù)小于5g/10min ; 所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺； 所述助發(fā)泡劑為氧化鋅或硬脂酸鋅中的至少一種； 所述述抗氧劑為受阻酚類和亞磷酸酯類復配使用。
[0015] 本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供一種制備上述用于汽車內(nèi)飾材料的低揮發(fā)性聚 丙烯復合材料的方法，其制備方法如下： (1) 制備發(fā)泡聚丙烯材料： 將100份高熔體強度聚丙烯、5~15份發(fā)泡劑、1~5份助發(fā)泡劑、0. 1~0. 3份抗氧劑一起 于高速混合機中進行混合，然后加入雙螺桿擠出機中進行熔融混合發(fā)泡、拉絲、切粒、冷卻 得發(fā)泡聚丙烯材料；所述高速混合機的溫度為50~60°C、轉(zhuǎn)速為200~300轉(zhuǎn)/分鐘； (2) 制備除揮發(fā)物質(zhì)母粒： 將（1)制備的發(fā)泡聚丙烯材料浸入過量的蒸餾水或無水乙醇中進行充分的物理吸附并 達到吸附飽和即得除揮發(fā)物質(zhì)母粒；所述吸附飽和的判斷標準是將吸附了蒸餾水或無水乙 醇的發(fā)泡聚丙烯置于80°C的鼓風干燥箱中干燥2小時后達到失重率50%以上的則認為吸附 飽和了； (3) 混合物料： 將100份聚丙烯、5~30份增韌劑、0. 2~0. 8份偶聯(lián)劑先于轉(zhuǎn)速為200~300轉(zhuǎn)/分鐘的高 速混合機中混合3~5分鐘；接著加入10~50份無機填料再繼續(xù)混合3~5分鐘；然后再加入 0. 2~0. 8份抗氧劑、0. 2~0. 8份光穩(wěn)劑、0. 2~1份潤滑劑繼續(xù)混合3~5分鐘；最后加入（2)制 備的除揮發(fā)物質(zhì)母粒3~8份以轉(zhuǎn)速為30~60轉(zhuǎn)/分鐘進行混合5~10分鐘； (4) 制備低揮發(fā)性聚丙烯復合材料： 將上述混合好的物料加入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出、造粒、干燥、冷卻制得低揮 發(fā)性聚丙烯復合材料；所述雙螺桿擠出機為雙真空且真空度要求< -0. 05bar的擠出機， 其溫度從喂料段到機頭依次為不開加熱的常溫、常溫、200°C、21(TC、21(rC、21(rC、215°C、 215°C、215°C、215°C。
[0016] 其中：失重率=[(吸附飽和的發(fā)泡聚丙烯質(zhì)量-干燥后的發(fā)泡聚丙烯質(zhì)量）/吸 附飽和的發(fā)泡聚丙烯質(zhì)量]*100%。
[0017] 所以本發(fā)明的有益效果有： 1、本發(fā)明通過除揮發(fā)物質(zhì)母粒作為改性聚丙烯材料擠出造粒過程中的脫揮物質(zhì)，使其 在聚丙烯復合材料加工過程中，除揮發(fā)物質(zhì)母粒的微孔中吸附的蒸餾水或無水乙醇經(jīng)汽化 為蒸氣，能將聚丙烯復合材料中的揮發(fā)性小分子通過雙螺桿擠出機中的雙真空環(huán)境將其部 分或完全排出，以達到根除復合材料中的揮發(fā)性物質(zhì)和有氣味物質(zhì)。
[0018] 2、本發(fā)明采用發(fā)泡聚丙烯作為蒸餾水或無水乙醇的載體一起加入改性聚丙烯材 料中，使得其不會提前揮發(fā)而散失效果。比直接添加蒸餾水或無水乙醇效果好。如果直接 在改性聚丙烯材料中添加蒸餾水或無水乙醇，會使得蒸餾水或無水乙醇在沒有充分發(fā)揮其 作用就已經(jīng)揮發(fā)了。從而使最終制備的聚丙烯復合材料具有低氣味、低揮發(fā)性等優(yōu)點，環(huán)保 而安全，適合用作汽車內(nèi)飾件。
[0019] 3、本發(fā)明將發(fā)泡聚丙烯材料制成的除揮發(fā)物質(zhì)母粒比傳統(tǒng)的活性炭、分子篩、多 孔硅膠材料價格便宜，且來源廣泛。
[0020] 4、本發(fā)明在制備聚丙烯復合材料時，最后加入除揮發(fā)物質(zhì)母粒與其他物料進行低 速共混，其高速混合機的轉(zhuǎn)速為30~60轉(zhuǎn)/分鐘。如果轉(zhuǎn)速過快會將吸附蒸餾水或無水乙 醇的發(fā)泡聚丙烯中的液體蒸餾水或無水乙醇甩出。
[0021] 5、本發(fā)明的聚丙烯復合材料的擠出造粒工藝要求嚴格，其雙螺桿擠出機的第一段 和第二段的加熱不能開，保持常溫即可。如果開了加熱，溫度超過蒸餾水或無水乙醇的沸 點，使其提前汽化，其脫揮效果不明顯；另外，雙螺桿擠出機采用雙真空設計，且真空度要求 < -0. 05bar，如果真空度不夠的話，其蒸汽和小分子揮發(fā)物抽離不干凈，其脫揮效果也不明 顯。
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【具體實施方式】： 下面結(jié)合一些實施例與對比例對本發(fā)明作進一步說明。以下實施