本發(fā)明涉高分子改性材料領(lǐng)域，具體涉及一種新型環(huán)保汽車(chē)內(nèi)飾用改性材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚丙烯改性材料因其具有成本低、密度小、耐化學(xué)性優(yōu)異、物理力學(xué)性能突出以及良好的加工性能，被廣泛用于汽車(chē)內(nèi)飾件中，如主副儀表板、門(mén)板和立柱等。隨著人們健康意識(shí)與環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)車(chē)內(nèi)異味以及醛類(lèi)、苯類(lèi)等低分子量揮發(fā)有機(jī)物的關(guān)注越來(lái)越多，抱怨也越來(lái)越大?，F(xiàn)在新車(chē)車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量已成為客戶投訴的重大焦點(diǎn)問(wèn)題。針對(duì)汽車(chē)voc以及氣味問(wèn)題，世界各國(guó)相繼出臺(tái)了相關(guān)法律法規(guī)，我國(guó)也于2012年出臺(tái)了gb/t27630-2011《乘用車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》，對(duì)汽車(chē)整車(chē)車(chē)內(nèi)“五苯”、“三醛”的含量限值進(jìn)行具體的要求。但是目前許多車(chē)用聚丙烯材料不能滿足國(guó)家有關(guān)的voc和氣味限值要求，此問(wèn)題已成為汽車(chē)行業(yè)迫在眉睫需要解決的問(wèn)題。針對(duì)氣味問(wèn)題行業(yè)內(nèi)也做了初步研究和探索，如專(zhuān)利cn101691435b通過(guò)選擇具有低voc的氫調(diào)聚丙烯原料來(lái)制備汽車(chē)內(nèi)飾件用pp復(fù)合材料，但其限制了聚丙烯材料的應(yīng)用范圍，同時(shí)，復(fù)合材料的氣味以及voc并不僅僅是聚丙烯樹(shù)脂一項(xiàng)導(dǎo)致，所以此法并不能完全消除制備過(guò)程中產(chǎn)生的voc以及氣味問(wèn)題。專(zhuān)利cn1730542b通過(guò)添加一種無(wú)機(jī)多孔硅膠作為吸附劑來(lái)制備一種低散發(fā)的改性聚丙烯復(fù)合材料、專(zhuān)利cn103059409利用活性炭和分子篩復(fù)配作為吸附劑來(lái)降低氣味和voc，但此類(lèi)方法單純靠吸附劑的吸附作用，存在解析和平衡的問(wèn)題也不利于voc的消除。專(zhuān)利cn101255252b公開(kāi)了一種低散發(fā)型汽車(chē)內(nèi)飾專(zhuān)用料，使用低分子碳酸鹽類(lèi)做有機(jī)物驅(qū)除劑，但其很難和聚丙烯樹(shù)脂相容，且voc去除較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有改性材料的缺陷與不足，從配方設(shè)計(jì)和加工工藝兩個(gè)方面出發(fā)，提供一種新型環(huán)保汽車(chē)內(nèi)飾用改性材料及其制備方法。具體技術(shù)方案如下：一種新型環(huán)保汽車(chē)內(nèi)飾用改性材料及其制備方法，其由下列原料按重量份數(shù)組成：進(jìn)一步方案，所述的聚丙烯樹(shù)脂為共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一種。進(jìn)一步方案，所述的聚丙烯增韌劑為高密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡膠/丙烯-α烯烴共聚物、丙烯-α烯烴共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一種。進(jìn)一步方案，所述的無(wú)機(jī)填充劑為堿式硫酸鎂晶須、滑石粉、碳酸鈣、硅灰石、云母、高嶺土中的至少一種。進(jìn)一步方案，所述的硅酸鎂鋁礦物凝膠，是將納米硅酸鎂鋁均勻分散于水中、水化膨脹形成的具有一定粘度和觸變特性的硅酸鎂鋁礦物凝膠，其中硅酸鎂鋁礦物凝膠的固含量為2％-10％。進(jìn)一步方案，所述的耐刮擦劑為酰胺類(lèi)、硅酮類(lèi)、酸酐接枝物中的至少一種。進(jìn)一步方案，所述的抗氧劑為受阻酚類(lèi)、硫代酯類(lèi)和亞磷酸酯類(lèi)三種復(fù)配使用。進(jìn)一步方案，所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類(lèi)光穩(wěn)定劑。本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供上述改性材料的制備方法，包括以下步驟：(1)硅酸鎂鋁礦物凝膠的制備：按照固含量2-10％的比例稱(chēng)取水與納米硅酸鎂鋁，將納米硅酸鎂鋁均勻分散于水中水化膨脹，靜置后得到硅酸鎂鋁礦物凝膠；(2)混合物料制備：按比例稱(chēng)取聚丙烯樹(shù)脂、聚丙烯增韌劑、無(wú)機(jī)填充劑、耐刮擦劑、抗氧劑和光穩(wěn)定劑，于高混機(jī)中進(jìn)行混合5-10分鐘，轉(zhuǎn)速為650-1350轉(zhuǎn)/分鐘；然后加入硅酸鎂鋁礦物凝膠，繼續(xù)混合5-10分鐘，得混合物料；(3)改性材料的制備：將混合物料投入平行雙螺桿擠出機(jī)中熔融、擠出造粒，制得改性材料；其中擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為190-230℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400-500r/min，熔體壓力為1.5-2.5mpa，真空度為-0.08－0.1mpa。本發(fā)明中納米硅酸鎂鋁由皂石和蒙脫石等礦物進(jìn)行球磨提純、改性、活化、修復(fù)等精細(xì)加工后得到的，其在水介質(zhì)中具有極佳的分散性、增稠性、觸變性、吸附性等特性。將納米硅酸鎂鋁按均勻分散于水中、水化膨脹形成的具有一定粘度和觸變特性的硅酸鎂鋁礦物凝膠。其中硅酸鎂鋁礦物凝膠的固含量為2％-10％，可根據(jù)實(shí)際工藝要求可調(diào)整固含量比例，其優(yōu)選的固含量為5％。本發(fā)明制備的改性材料可用于汽車(chē)立柱、儀表盤(pán)、門(mén)板等汽車(chē)內(nèi)飾件。本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明添加硅酸鎂鋁礦物凝膠，其來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜，且能調(diào)節(jié)擠出造粒工藝如溫度和真空度；2、由于納米硅酸鎂鋁是由皂石和蒙脫石等礦物進(jìn)行球磨提純、改性、活化、修復(fù)等精細(xì)加工后得到的，其在水介質(zhì)中具有極佳的分散性、增稠性、觸變性、吸附性等特性；其分散于水中，能在晶層之間吸附大量水，水化膨脹形成的硅酸鎂鋁礦物凝膠具有一定粘度和觸變特性，有利于凝膠的穩(wěn)定以及可加工性。3、本發(fā)明硅酸鎂鋁礦物凝膠是無(wú)味無(wú)臭的膠態(tài)物質(zhì)，本身不揮發(fā)有害物質(zhì)，且不溶于水和有機(jī)溶劑，不參與體系化學(xué)反應(yīng)、不產(chǎn)生霉變可保持長(zhǎng)時(shí)間使用的高穩(wěn)定性。另外，硅酸鎂鋁礦物凝膠中的固體顆粒呈不規(guī)則片狀，粒徑為0.3-2.5微米，片厚為3-20納米，屬一維納米材料，其不僅不會(huì)損傷復(fù)合材料的力學(xué)性能，作為納米填充材料還能起到增強(qiáng)的作用。4、本發(fā)明添加的硅酸鎂鋁礦物凝膠夠起到雙重除味效果，一是硅酸鎂鋁礦物凝膠通過(guò)雙螺桿進(jìn)入擠出機(jī)，剪切下脫水對(duì)熔融的改性材料進(jìn)行全面清洗，沖擊出易揮發(fā)的小分子有機(jī)物；二是在脫水后，受熱汽化，在熔體內(nèi)部形成大量的氣體，吸附易揮發(fā)的小分子有機(jī)物，后經(jīng)真空口脫除；三是硅酸鎂鋁能夠發(fā)揮本身具有的吸附性，吸附殘留的小分子或后期加工產(chǎn)生的小分子有機(jī)物，達(dá)到降低氣味、voc的目的。5、本發(fā)明制備的改性材料過(guò)程中，要求雙螺桿擠出機(jī)的前兩段保持常溫即不加熱，同時(shí)使用獨(dú)立真空保證真空度在-0.09mpa左右。制備的新型環(huán)保汽車(chē)內(nèi)飾用改性材料氣味等級(jí)≥7級(jí)(限值≥6)，霧翳滿足≤1mg(限值≤2)，voc含量≤50ug/m3(限值≤300)，總碳≤10ugc/g(限值≤50)，tvoc≤3000ug/m3(限值≤15000)，完全低于汽車(chē)內(nèi)飾材料的管控限值。具體實(shí)施方式為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1：一種新型環(huán)保汽車(chē)內(nèi)飾用改性材料，其原料配方見(jiàn)表1，其制備方法包括以下步驟：(1)硅酸鎂鋁礦物凝膠的制備：按照固含量5％的比例稱(chēng)取水與納米硅酸鎂鋁，將納米硅酸鎂鋁均勻分散于水中，靜置后得到硅酸鎂鋁礦物凝膠；(2)混合物料制備：按比例稱(chēng)取聚丙烯樹(shù)脂、聚丙烯增韌劑、無(wú)機(jī)填充劑、耐刮擦劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑，于高混機(jī)中進(jìn)行混合5分鐘，轉(zhuǎn)速為650轉(zhuǎn)/分鐘；然后加入硅酸鎂鋁礦物凝膠，繼續(xù)混合5分鐘，得混合物料；(3)改性材料的制備：將混合物料投入平行雙螺桿擠出機(jī)中熔融、擠出造粒，制得改性聚丙烯材料；其中擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為190-230℃，螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min，熔體壓力為2.0mpa，真空度為-0.08mpa。所用的聚丙烯樹(shù)脂為均聚和共聚的混合物，重量百分比為1:4；聚丙烯增韌劑為乙烯-丁烯共聚物彈性體，耐刮擦劑為硅酮類(lèi)，抗氧劑為受阻酚類(lèi)和亞磷酸脂類(lèi)混合物重量百分比為1:1，光穩(wěn)定劑為受阻胺類(lèi)，無(wú)機(jī)填充劑為滑石粉，添加量為5％。本發(fā)明的其他各個(gè)實(shí)施例的具體制備方法和實(shí)施例1相同，且各個(gè)實(shí)施例的組分比例已在下表給出，此處不再一一復(fù)述。表1對(duì)比例配方重量配比(單位：％)將上述實(shí)施例制備的材料進(jìn)行擠出造粒注塑成型，制備測(cè)試樣條，其中：1)拉伸強(qiáng)度：按照iso527測(cè)試，實(shí)驗(yàn)速度50mm/min；2)彎曲強(qiáng)度和模量：按照iso178測(cè)試，實(shí)驗(yàn)速度2mm/min；3)懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度：按照iso180測(cè)試；4)氣味測(cè)試：按照gmw3205測(cè)試；5)霧化測(cè)試：按照gmw3235測(cè)試；6)耐刮擦測(cè)試：按照gmw14688-10n測(cè)試；7)voc測(cè)試：按照gmw15634測(cè)試。8)總碳和tvoc測(cè)試：按照smtc5400009-2011測(cè)試。表2實(shí)施例配方測(cè)試結(jié)果物理性能實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3拉伸強(qiáng)度mpa191817彎曲強(qiáng)度mpa232324彎曲模量mpa205021802250懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)kj/m2152230耐刮擦dl1.21.21.1氣味6.56.56總碳ugc/g91010霧化mg1.31.41.4vocug/m3127127130tvocug/m3240028102745由表2測(cè)試結(jié)果可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1-3采用擠出溫度220℃，真空度在-0.09mpa，螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min，硅酸鎂鋁礦物凝膠固含量為2份時(shí)，所制備的新型環(huán)保汽車(chē)內(nèi)飾用改性材料氣味等級(jí)滿足內(nèi)飾件≥6級(jí)要求，低分子化合物的霧化成分滿足≤2mg，voc含量較低。隨滑石粉填充比例的增加，總碳、voc等略有增加，但對(duì)具體的所需控制的結(jié)果影響不大。從測(cè)試結(jié)果可以看出以上實(shí)施例均可滿足汽車(chē)內(nèi)飾件中儀表板、門(mén)板和立柱對(duì)低氣味低voc聚丙烯改性材料的物性要求。實(shí)施例4與對(duì)比例5-7的原料配方見(jiàn)表3，實(shí)施例4與對(duì)比例5、6的制備方法和材料同實(shí)施例1，不再具體復(fù)述。對(duì)比例7氣味去除劑為無(wú)機(jī)多孔硅藻土氣味吸附母粒，添加量為2％。其制備方法如下：(1)混合物料制備：按比例稱(chēng)取聚丙烯樹(shù)脂、聚丙烯增韌劑、無(wú)機(jī)填充劑、耐刮擦劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑和氣味吸附母粒，于高混機(jī)中進(jìn)行混合5分鐘，轉(zhuǎn)速為650轉(zhuǎn)/分鐘。(2)改性材料的制備：將混合物料投入平行雙螺桿擠出機(jī)中熔融、擠出造粒，制得改性聚丙烯材料；其中擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為190-230℃，螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min，熔體壓力為2.0mpa，真空度為-0.08mpa。表3對(duì)比例配方重量配比(單位：％)將上述實(shí)施例4與對(duì)比例5-7制備的改性材料進(jìn)行擠出造粒注塑成型，測(cè)試其性能如下：表4測(cè)試結(jié)果物理性能實(shí)施例4對(duì)比例5對(duì)比例6對(duì)比例7拉伸強(qiáng)度mpa18181817彎曲強(qiáng)度mpa23232324彎曲模量mpa1900189019301850懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)kj/m217161614耐刮擦dl1.21.21.21.1氣味6.75.56.06總碳ugc/g9211112霧化mg1.441.84vocug/m3120310130210tvocug/m3285017850482015560從表4的測(cè)試結(jié)果可以看出，硅酸鎂鋁礦物凝膠添加量≥1％，完全可以滿足汽車(chē)內(nèi)飾件對(duì)聚丙烯復(fù)合材料的氣味和voc的要求，測(cè)試的結(jié)果也再一次佐證了硅酸鎂鋁礦物凝膠并不影響聚丙烯符合材料的力學(xué)性能。同時(shí)在相同添加量的前提下無(wú)機(jī)多孔硅藻土氣味吸附母粒的去氣味效果沒(méi)有硅酸鎂鋁礦物凝膠突出。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12