一種具有指示功能和低voc毒性的聚丙烯復(fù)合材料及應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有指示功能和低VOC毒性的聚丙烯復(fù)合材料及應(yīng)用。包括如下重量份數(shù)的組分：包括如下重量份數(shù)的組分：聚丙烯50?75份，玻璃纖維20?35份，抗氧化劑0.5?2份，滑石粉2?6份，VOC抑制劑5?10份，熒光粉8?16份。本發(fā)明的聚丙烯復(fù)合材料中VOC抑制劑能夠吸附降解有機(jī)揮發(fā)氣體，采用抗菌劑提高了材料的抗菌性能，解決了在使用聚丙烯復(fù)合材料時(shí)可能對人體產(chǎn)生的健康問題；添加了玻璃纖維，提升了材料的韌性和強(qiáng)度，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，添加了熒光粉，使材料本身具有發(fā)光指示功能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中涂覆或貼附發(fā)光材料所帶來的脫落問題，并在光線不足的情況下實(shí)現(xiàn)了汽車內(nèi)部的路線指示功能。
【專利說明】
一種具有指示功能和低voc毒性的聚丙烯復(fù)合材料及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯 復(fù)合材料及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯(PP)是一種重要的塑料，其原料豐富、價(jià)格低廉、工藝簡便、應(yīng)用廣泛。然 而，聚丙烯的沖擊韌性較低，收縮率較大，因而在一定程度上限制了它應(yīng)用的廣泛性。近年 來，隨著高分子材料的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，人們在改善PP的強(qiáng)度和韌性方面做了大量研究。 一般采用在聚丙烯中添加彈性體、剛性粒子共混或彈性體與HDPE、LDPE等共混在提高拉伸 強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度的同時(shí)提高韌性。為了提高其強(qiáng)度，現(xiàn)有技術(shù)中制備了微纖維/超細(xì)粉末/聚 丙烯復(fù)合材料(CN1328084A)，或通過玻璃纖維增強(qiáng)材料的強(qiáng)度、韌性(CN103937110A)。
[0003] 特別對于汽車內(nèi)飾件而言，過去汽車內(nèi)飾件多使用金屬等材料，外觀和質(zhì)感都不 理想。熱塑性塑料具有易成型、韌性好、強(qiáng)度高、隔熱好、質(zhì)地輕、耐腐蝕、手感好及成本低等 一系列優(yōu)點(diǎn)，己經(jīng)取代了傳統(tǒng)鋼鐵材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用。然而隨著人們生活水平的 提高，除了材料的強(qiáng)度、韌性之外，塑料的環(huán)?？咕砸驳玫搅嗽絹碓蕉嗟闹匾?。此外，塑料 汽車內(nèi)飾件所帶來的揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile organic compounds，V0C)也是主要的有害 性氣體成分，對人們的健康產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。上述專利文獻(xiàn)中并未關(guān)注這一性質(zhì)。
[0004] 目前，關(guān)于低V0C聚丙烯材料研究的報(bào)道較多，他們大多采用化學(xué)反應(yīng)、物理吸附 以及熔體脫揮技術(shù)來改善原有聚丙烯材料中V0C的散發(fā)問題。如。專利CN101817953B添加了 氣味吸附劑制備了一種低散發(fā)的改性聚丙烯復(fù)合材料，氣味吸附劑包括:粘土、膨潤土、多 孔二氧化硅、活性氧化鋁或分子篩。然而，通過控制原材料來源降低V0C只解決了 V0C產(chǎn)生的 一個(gè)因素，不能解決加工過程中新產(chǎn)生的V0C物質(zhì)。而吸附法，無論是物理吸附還是化學(xué)吸 附，均存在吸附的選擇性和平衡性的問題。中國專利CN105001525A通過添加由活性炭、分子 篩、沸石粉中的至少一種和納米無機(jī)粉體（Ti0 2或ZnO)混合制備的吸附劑來降低氣味和 V0C，前者主要用于吸附，后者主要用于吸附降解V0C，但20-80nm的納米無機(jī)粉體易團(tuán)聚，其 吸附降解的能力就大打折扣，且未加任何修飾，需要在紫外光激發(fā)下才能發(fā)揮作用，因此， 效果十分有限。歐洲專利EP 1988122A1采用茂金屬聚丙烯樹脂為基體樹脂制備低V0C的汽 車內(nèi)飾材料。專利CN101255252B公開了一種低散發(fā)型汽車內(nèi)飾件專用料，由聚丙烯80-90 份，超細(xì)滑石粉10-20份，低分子有機(jī)物驅(qū)除劑1.0-3.0份，抗氧劑1.0-2.0份組成。其中低分 子有機(jī)驅(qū)除劑包括碳酸氫鈣、碳酸氫鈉、碳酸氫鎂、水、沸點(diǎn)低于200°C的脂肪醇。
[0005] 述專利文獻(xiàn)大多關(guān)注與V0C的控制，并未關(guān)注復(fù)合材料的其他功能擴(kuò)展。當(dāng)采用上 述聚丙烯復(fù)合材料提高汽車內(nèi)飾件的質(zhì)感時(shí)，雖然V0C的毒性得到了一定的控制，但同時(shí)也 使材料本身喪失了一定的功能。例如，當(dāng)采用聚丙烯復(fù)合材料形成座椅時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)往往在 座椅的邊緣涂覆或貼附熒光、夜光等發(fā)光材料，用于指示人們行走的路線。這種方法雖然在 一定程度上提升了材料的功能性，但是經(jīng)過涂覆或貼附的發(fā)光材料耐磨性較差，即使在表 面再次進(jìn)行保護(hù)處理也無法滿足長久的指示需要?，F(xiàn)有技術(shù)中，專利文獻(xiàn)CN102505520A雖 然公開了添加熒光粉，但是其針對的是一種功能面料，與聚丙烯復(fù)合材料有顯著的差異，無 法將其應(yīng)用于汽車內(nèi)飾件上;專利文獻(xiàn)CN102206383A雖然公開了汽車保險(xiǎn)桿用的聚丙烯復(fù) 合材料中添加了加工助劑，但是該加工助劑為潤滑劑、色粉或熒光增白劑，其目的并不是解 決夜間汽車內(nèi)部的指示問題，也未解決VOC的釋放問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中聚丙烯復(fù)合材料存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提 供一種具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料，在降低其V0C毒性的同時(shí)使其具備發(fā) 光指示功能，從而使該聚丙烯復(fù)合材料能夠更好地應(yīng)用于汽車內(nèi)飾件，例如座椅的側(cè)邊緣 上。
[0007] 技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] 本發(fā)明提供一種具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料，包括如下重量份 數(shù)的組分：
[0009] 聚丙烯50-75份，玻璃纖維20-35份，抗氧化劑0.5-2份，滑石粉2-6份，V0C抑制劑5-10份，熒光粉8-16份；
[0010]作為優(yōu)選，所述所述voc抑制劑包括凹凸棒土、海泡石和硅藻土。
[0011] 作為優(yōu)選，所述的玻璃纖維為長玻璃纖維，所述長玻璃纖維的長度為5-25mm。
[0012] 作為優(yōu)選，所述抗氧化劑選自受阻酚類、硫代酯類、亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑;其中所 述受阻酚類為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)，硫代酯 類為硫代二丙酸二硬脂醇酯(抗氧劑DSTP)，亞磷酸酯類為三(2,4_二叔丁基苯基)亞磷酸酯 (抗氧劑168)中的一種或幾種。
[0013] 作為優(yōu)選，所述熒光粉為硫化鋅、硫化鍶、硫化鈣或鹵磷酸鈣，其中所述鹵磷酸鈣 依照專利文獻(xiàn)CN102505520A中公開的方法制得。
[0014] 本發(fā)明進(jìn)一步地提供了上述具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料在汽車 內(nèi)飾件中的應(yīng)用，尤其作為座椅的側(cè)邊緣材料使用。
[0015] 有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 1、本發(fā)明的聚丙烯復(fù)合材料中V0C抑制劑能夠吸附降解有機(jī)揮發(fā)氣體，采用抗菌 劑提高了材料的抗菌性能，解決了在使用聚丙烯復(fù)合材料時(shí)可能對人體產(chǎn)生的健康問題；
[0017] 2、本發(fā)明添加了玻璃纖維，提升了材料的韌性和強(qiáng)度，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值；
[0018] 3、本發(fā)明在復(fù)合材料中添加了熒光粉，使材料本身具有發(fā)光指示功能，解決了現(xiàn) 有技術(shù)中涂覆或貼附發(fā)光材料所帶來的脫落問題，并在光線不足的情況下實(shí)現(xiàn)了汽車內(nèi)部 的路線指不功能。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步解釋說明。
[0020] 實(shí)施例1
[0021]本實(shí)施例提供了一種具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料，該復(fù)合材料 包括如下重量份數(shù)的組分：
[0022]聚丙烯50份，長度為10mm的玻璃纖維34份，抗氧劑1010為0.5份，滑石粉2.5份，凹 凸棒土5份，硫化鋅熒光粉8份；
[0023]上述原料球磨干燥后，將除V0C抑制劑之外的上述原料從雙螺旋擠出機(jī)的主喂料 口加入，進(jìn)行熔融共混，然后在側(cè)喂料口加入V0C抑制劑，與其他原料熔融共混，經(jīng)擠出機(jī)真 空擠出造粒、冷卻、干燥，得到所述產(chǎn)品。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 采用與實(shí)施例1相同的方法制備具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料，不 同之處在于復(fù)合材料中的抗氧化劑采用抗氧劑DSTP，V0C抑制劑采用硅藻土，熒光粉采用硫 化鎖。
[0026] 實(shí)施例3
[0027] 采用與實(shí)施例1相同的方法制備具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料，不 同之處在于該復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的組分：
[0028]聚丙烯60份，長度為25mm的玻璃纖維20份，抗氧劑DSTP為2份，滑石粉2份，海泡石6 份，硫化鈣熒光粉10份。
[0029] 實(shí)施例4
[0030] 采用與實(shí)施例3相同的方法制備具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料，不 同之處復(fù)合材料中的抗氧化劑采用抗氧劑168,熒光粉采用鹵磷酸鈣。
[0031 ]將實(shí)施例1-4所制得的產(chǎn)品進(jìn)行注塑成型制備測試樣條，其中：
[0032] (1)拉伸強(qiáng)度:按IS0527測試，速度50mm/min;
[0033] (2)懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度：IS0180測試；
[0034] (3)彎曲模量:按IS0178測試，速度為2mm/min;
[0035] (4)彎曲強(qiáng)度:按IS0178測試；
[0036] (5)斷裂伸長率:按ISO 527-2測試；
[0037] (6)低溫缺口沖擊強(qiáng)度(_40°C，24h): IS0180測試；
[0038] (7)熔體流動(dòng)速率MFR:按照ISO 1133-1-2012進(jìn)行測試；
[0039] (8)總有機(jī)化合物排放(TV0C)測定按照德國汽車工業(yè)聯(lián)合會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)VDA277測試進(jìn) 行測定，性能測試結(jié)果見表1。
[0040]表1由實(shí)施例1-4制得的產(chǎn)品注塑成型制備的測試樣條的性能結(jié)果
[0042] 從表1可以看出，添加 V0C抑制劑后，材料中的TV0C遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于行業(yè)內(nèi)對TV0C的限值 要求。同時(shí)，材料中添加熒光粉，使材料本身具備了發(fā)光指示性能。材料中的玻璃纖維增強(qiáng) 了復(fù)合材料的強(qiáng)度，抗氧化劑成分提高了材料的耐用度。
[0043] 將上述具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料在汽車內(nèi)飾件中的應(yīng)用，尤 其作為座椅的側(cè)邊緣材料使用，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
[0044] 以上描述是用于實(shí)施本發(fā)明的一些最佳模式和其他實(shí)施方式，只是對本發(fā)明的技 術(shù)構(gòu)思起到說明示例作用，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離 本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍內(nèi)，進(jìn)行修改和等同替換，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有指示功能和低voc毒性的聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于:包括如下重量份數(shù) 的組分： 包括如下重量份數(shù)的組分:聚丙烯50-75份，玻璃纖維20-35份，抗氧化劑0.5-2份，滑石 粉2-6份，V0C抑制劑5-10份，焚光粉8-16份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于： 所述V0C抑制劑包括凹凸棒土、海泡石和硅藻土。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于： 所述的玻璃纖維為長玻璃纖維，所述長玻璃纖維的長度為5_25mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有指示功能和低VOC毒性的聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于： 所述抗氧化劑選自受阻酚類、硫代酯類、亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑;其中所述受阻酚類為四[β_ (3,5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硫代酯類為硫代二丙酸二硬脂醇酯，亞磷 酸酯類為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯中的一種或幾種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于： 所述熒光粉為硫化鋅、硫化鍶、硫化鈣或鹵磷酸鈣。6. -種根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材 料的應(yīng)用，將所述復(fù)合材料應(yīng)用在汽車內(nèi)飾件上。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有指示功能和低V0C毒性的聚丙烯復(fù)合材料的應(yīng)用，優(yōu)選地 將該所述復(fù)合材料作為座椅的側(cè)邊緣材料使用。
【文檔編號】C08K3/34GK105968579SQ201610505315
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】黃仁軍, 資玉明, 朱正華
【申請人】蘇州榮昌復(fù)合材料有限公司