除揮發(fā)物質(zhì)母粒、低氣味低揮發(fā)汽車內(nèi)飾復(fù)合材料及制備方法
【專利說明】除揮發(fā)物質(zhì)母粒、低氣味低揮發(fā)汽車內(nèi)飾復(fù)合材料及制備 方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及高分子材料改性領(lǐng)域，尤其涉及除揮發(fā)物質(zhì)母粒、低氣味低揮發(fā)汽車內(nèi)飾 復(fù)合材料及其制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】： 聚丙烯材料由于成本低、質(zhì)量輕、耐化學(xué)性能好、加工性能優(yōu)異、易回收等優(yōu)點(diǎn)，近年來 廣泛應(yīng)用于汽車和家電行業(yè)，尤其應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾件，如：門內(nèi)飾板、儀表板、立柱、座椅 護(hù)板、保險杠、側(cè)包圍、導(dǎo)流板、擋泥板等。隨著汽車工業(yè)的日益發(fā)展和消費(fèi)者環(huán)保健康意 識不斷地增強(qiáng)，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(guān)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(jī)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(jī)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(diǎn)通常在5(T260°C的范圍之內(nèi)。當(dāng)氣溫達(dá)到一定高度時， 在光熱的作用下，產(chǎn)生令人不舒服的氣味，甚至引起頭疼、干咳和過敏等不適反應(yīng)。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(shí)施，提出了對整車車廂里 空氣里的苯類和醛類8種物質(zhì)的限值要求。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(jī)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(diǎn)。為了克服這些 問題，塑料樹脂的生產(chǎn)加工者長期以來都在致力于減少這些氣味的散發(fā)等級，并取得一定 的成效。如專利CN 1730542 B利用多孔硅膠作為吸附劑。如專利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(fù)配 作為吸附劑。從以上授權(quán)專利可看出，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(dá) 到根除的目的。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的在于提供一種低氣味低揮發(fā)汽車內(nèi)飾復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明通 過加入除揮發(fā)物質(zhì)母粒作為擠出造粒過程中的脫揮物質(zhì)，結(jié)合相應(yīng)的工藝和設(shè)備，最終制 備出了一種低氣味低揮發(fā)汽車內(nèi)飾復(fù)合材料。
[0004] 本發(fā)明所述的一種除揮發(fā)物質(zhì)母粒，采用下述方法步驟制得： 第一步：制備發(fā)泡聚丙烯 稱取100重量份高熔體強(qiáng)度聚丙烯、5~15重量份發(fā)泡劑、1飛重量份助發(fā)泡劑、0. 1~0. 3 重量份發(fā)泡抗氧劑于高速混合機(jī)中進(jìn)行高速混合(其中高混機(jī)的溫度為5(T60°C、高混機(jī)轉(zhuǎn) 速為200~300轉(zhuǎn)/分鐘)，接著將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融混合發(fā)泡、拉絲、切 粒、冷卻；上述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺，助發(fā)泡劑為氧化鋅或硬脂酸鋅中的一種或兩種；上 述發(fā)泡抗氧劑為受阻酚類、亞磷酸酯類復(fù)配； 第二步：制備除揮發(fā)物質(zhì)母粒 稱取100重量份的上述所得發(fā)泡聚丙烯材料放入蒸餾水與環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段 共聚物的混合物中進(jìn)行充分的物理吸附，使發(fā)泡聚丙烯的微孔中充滿液體蒸餾水和環(huán)氧乙 烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物，得吸附飽和的發(fā)泡聚丙烯即為本發(fā)明的除揮發(fā)物質(zhì)母粒；所述 混合物中，液體蒸餾水與環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物的重量比為1 :5飛：1。
[0005] 吸附飽和的發(fā)泡聚丙烯在80°C的鼓風(fēng)干燥箱中干燥2小時，失重率50%以上。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%。
[0006] 本發(fā)明的添加有上述所得除揮發(fā)物質(zhì)母粒的低氣味低揮發(fā)汽車內(nèi)飾復(fù)合材料由 以下重量份組分制得： 聚丙烯 100份， 無機(jī)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。
[0007] 上述聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一種以上。
[0008] 上述無機(jī)填料為滑石粉、碳酸鈣、硅灰石、云母、堿式硫酸鎂晶須中的一種以上。
[0009] 上述增韌劑為聚乙烯（PE)、乙烯-辛烯共聚物（Ρ0Ε)、三元異丙橡膠（EPDM)、苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS)、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS)中的一種 以上。
[0010] 上述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或以上。
[0011] 上述述抗氧劑為受阻酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類三者復(fù)配使用。
[0012] 上述述光穩(wěn)劑為受阻胺類、苯并三唑類、二苯甲酮類三者復(fù)配使用。
[0013] 上述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鈣兩者復(fù)配使用。
[0014] 上述低氣味低揮發(fā)汽車內(nèi)飾復(fù)合材料的制備方法如下： 首先稱取100份聚丙烯、5~30份增韌劑、0. 2~0. 8份偶聯(lián)劑與高速混合機(jī)中混合:Γ5分 鐘，其中高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為200~300轉(zhuǎn)/分鐘；接著稱取10~50份無機(jī)填料加入高速混合 機(jī)中混合:Γ5分鐘，其中高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為200~300轉(zhuǎn)/分鐘；再接著稱取0. 2~0. 8份抗 氧劑、0. 2~0. 8份光穩(wěn)劑、0. 2~1份潤滑劑加入高速混合機(jī)中混合：Γ5分鐘，其中高速混合機(jī) 的轉(zhuǎn)速為200~300轉(zhuǎn)/分鐘；最后稱取:Γ8份除揮發(fā)物質(zhì)母粒加入高速混合機(jī)中混合5~10 分鐘，其中高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為30~60轉(zhuǎn)/分鐘。以上所有混合過程中，高速混合機(jī)的溫度 為常溫。將上述混合好的粒子加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出、造粒、干燥、冷卻、裝包。 雙螺桿擠出機(jī)的溫度從喂料段到機(jī)頭分為10個區(qū)段，依次為常溫(不開加熱)、常溫(不開加 熱)、200°〇、2101：、2101：、2101：、2151：、2151：、2151：、2151：。雙真空設(shè)計，且真空度要求 < -〇· 05bar〇
[0015] 本發(fā)明的除揮發(fā)物質(zhì)母粒制備步驟二中所述充分的物理吸附是使得發(fā)泡聚丙烯 在蒸餾水與環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物的混合物中浸泡到質(zhì)量不再增加為止。
[0016] 本發(fā)明利用自制的除揮發(fā)物質(zhì)母粒在加工過程中汽化為蒸氣將材料中的揮發(fā)性 小分子通過雙真空將其部分或完全排出，以達(dá)到根除材料中的揮發(fā)性物質(zhì)和有氣味物質(zhì)。 本發(fā)明的這種通過發(fā)泡聚丙烯為液體蒸餾水和環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物混合物的 載體，比直接添加液體蒸餾水和環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物混合物的效果好。原因是， 直接加會使得液體蒸餾水和環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物混合物在沒有充分發(fā)揮其作 用就已經(jīng)揮發(fā)了，而通過發(fā)泡聚丙烯為載體使得其不會提前揮發(fā)而散失效果。
[0017] 本發(fā)明的有益效果在于： 1、本發(fā)明通過自制除揮發(fā)物質(zhì)母粒作為擠出造粒過程中的脫揮物質(zhì)，結(jié)合相應(yīng)的工藝 和設(shè)備，最終制備出了一種低氣味低揮發(fā)汽車內(nèi)飾復(fù)合材料。
[0018] 2、本發(fā)明的這種脫揮物質(zhì)比傳統(tǒng)的活性炭、分子篩、多孔硅膠材料價格便宜，來源 廣泛。
[0019] 3、本發(fā)明在制備低氣味低揮發(fā)汽車內(nèi)飾復(fù)合材料時，最后加入除揮發(fā)物質(zhì)母粒與 高速混合機(jī)中的其他料進(jìn)行共混時，其高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為30~60轉(zhuǎn)/分鐘。轉(zhuǎn)速過快會 將吸附液體蒸餾水和環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物混合物的發(fā)泡聚丙烯中的液體蒸餾 水和環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物混合物甩出。
[0020] 4、本發(fā)明的這種低氣味低揮發(fā)汽車內(nèi)飾復(fù)合材料對工藝和設(shè)備要求嚴(yán)格，如第一 段和第二段的加工溫度不能開，保持常溫即可。如果開了加熱，溫度超過液體蒸餾水或環(huán)氧 乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物的沸點(diǎn)，使其提前汽化，其脫揮效果不明顯；雙真空設(shè)計，且真 空度要求< 〇5bar，真空度不夠的話，其蒸氣和小分子揮發(fā)物抽離不干凈，其脫揮效果也 不明顯。
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【具體實(shí)施方式】： 下面結(jié)合一些實(shí)施例與對比例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。以下實(shí)施例只是本發(fā)明的典型 例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。以下實(shí)施例和對比例的氣味按照上海大眾的PV3900 《汽車車廂內(nèi)零部件氣味實(shí)驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試：1、將20g造粒料置于1L氣味試驗(yàn)瓶中；2、在 80°C烘箱中放置2h，取出待瓶冷卻至60°C后，開始評定氣味；3、氣味評定方法，氣味評定根 據(jù)表-1做出的