本发明涉及高分子化学材料技术领域，尤其涉及一种汽车内饰件及其制造方法。
背景技术：
近年来，聚丙烯材料工程化学改性技术的快速发展，在家居及汽车领域的应用越来越广泛。然而，聚丙烯材料由于原料及制备工艺的问题，其在常温下，存在高达近两百种易挥发的有机化合物，如：脂肪烃和芳烃化合物，其中危害性较大的有苯、丙酮、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛等。而上述化学物质具有易挥发、易干燥、亲油性等特点，会残留在制品中。这些残留的化学物质会对人的神经系统、免疫系统、内分泌系统造成侵害，严重的还可能致癌。
而对于聚丙烯复合材料而言，产生voc(volatileorganiccompounds，挥发性有机化合物)的途径包括以下几种：(1)pp(polypropylene)树脂原料中残留的voc多，那么产生的也会变多；(2)助剂的分解与析出：塑料加工助剂在塑料的加工生产中必不可少，由于其与聚合物的相容性的问题，造成助剂迁移到聚合物的表面，形成助剂的挥发；(3)材料的光、热分解：在长期光、热作用下会发生部分分子链断裂、裂解，由此产生低分子量挥发性物质。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提供一种汽车内饰件及其制造方法，旨在提供一种刚韧平衡性较好的汽车内饰件材料，以解决现有的汽车内饰件的voc含量高以及零件质量重的问题。
为实现上述目的，本发明提出的汽车内饰件，所述汽车内饰件的原料按重量份计包括聚丙烯75～85份、无机填料8～12份、增韧剂5～15份、抗氧剂0.2～1.0份、吸附剂0.5～2.0份以及添加剂0.2～1.0份。
优选地，所述吸附剂包括多孔物质。
优选地，所述多孔物质包括硅酸盐。
优选地，所述增韧剂为poe。
优选地，所述抗氧剂包括主抗氧剂，所述主抗氧剂包括抗氧剂3114、抗氧剂1010以及dstp中的至少一种。
优选地，所述抗氧剂还包括辅抗氧剂，所述辅抗氧剂包括抗氧剂618和抗氧剂168中的至少一种。
优选地，所述添加剂包括助剂以及色粉。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种汽车内饰件的制造方法，所述汽车内饰件的制造方法包括以下步骤：
将按重量份计的聚丙烯75～85份、无机填料8～12份、增韧剂5～15份、抗氧剂0.2～1.0份、吸附剂0.5～2.0份以及添加剂0.2～1.0份，混合后得到混合料；
将混合料加入螺杆挤出机，经熔融挤出造粒得到母粒；
将经过螺杆挤出机得到的母粒进行干燥处理；
将干燥后的母粒放入注塑机内经注塑成型得到汽车内饰件。
优选地，在所述螺杆挤出机内熔融挤出造粒得到母粒的过程中，熔融温度为200～230℃，整个挤出过程的时间为2～3分钟，压力为12～18mpa；在对母粒进行干燥处理的过程中，干燥处理的温度为85～90℃，干燥处理的时间为2～3h。
优选地，所述搅拌机的转速为200～400r/min。
本发明技术方案中，所述汽车内饰件的原料按重量份计包括聚丙烯75～85份、无机填料8～12份、增韧剂5～15份、抗氧剂0.2～1.0份、吸附剂0.5～2.0份以及添加剂0.2～1.0份。本发明的汽车内饰件的力学性能例如弯曲模量和冲击强度均得到了较大的提高，材料的刚韧平衡性较好，能较好的应用在汽车的内饰件上，并且该汽车内饰件的voc明显降低，且重量明显低于常规的汽车内饰件。实现了汽车内饰件的低voc、轻量化等目标。并且，本发明的汽车内饰件，制备工艺简单，无需特殊设备，适合工业化生产。
具体实施例
下面结合一些实施例与对比例对本发明作进一步说明。以下实施例只是本发明的典型例，本发明的保护范围并不局限于此。
本发明提供一种汽车内饰件及其制造方法，旨在提供一种刚韧平衡性较好的汽车内饰件材料以解决现有的汽车内饰件的voc含量高以及零件质量重的问题。
本发明提供的一种汽车内饰件，所述汽车内饰件的原料按重量份计包括聚丙烯75～85份、无机填料8～12份、增韧剂5～15份、抗氧剂0.2～1.0份、吸附剂0.5～2.0份以及添加剂0.2～1.0份。利用本发明制备得到的聚丙烯复合材料，应用在内饰件上时，其厚度得到了减薄，且减薄后的聚丙烯复合材料的弯曲模量达到了内饰件的使用要求，可很好的制造汽车上的内饰件。
其中，作为基材的聚丙烯是通过本体法或氢调法聚合而成的。具体地，本发明实施例中的通过上述组分制备的聚丙烯复合材料，所加工出的内饰件的厚度为2.0mm～2.2mm。
通过从刚性、韧性、加工性三方面对采用上述的聚丙烯复合材料制备而成的内饰件进行充分的考虑和验证。
其中，对于刚性，根据公式，转动惯量i＝bd3/12和挠度＝fl3/48ei，可以推算出d1/d2＝(e2/e1)1/3，因此减薄内饰件的壁厚需要极大提高材料的弯曲模量。按照现有的内饰件选用pp+e/p+t20的标准，弯曲模量为1500mpa，如果将内饰件的厚度从2.2mm减薄到2.0mm，在需要保持同等刚度要求的情形下，薄壁材料的弯曲模量则需要提升为2000mpa，这对pp+e/p+t20材料是个极严峻的考验，几乎不可能达到。
而选用不加矿粉填充的低voc低密度的pp材料进行弯曲模量降低的探索，并经过试制2.2mm厚度的门内饰板且完成所有的总成试验，结果发现：1000mpa的弯曲模量可满足零件总成要求。因此，选用1000mpa的模量进行基础计算，得出薄壁材料的弯曲模量要求只需要提升至1330mpa，即可在理论上满足2.0mm壁厚的刚度要求。而经过材料的制备与测试，发现采用本发明实施例得到的聚丙烯复合材料加工而成的内饰件能达到使用需求。
进一步地，无机填料包括碳酸钙、云母和滑石粉中的至少一种，通过加入无机填料，能够增加聚丙烯复合材料的刚性和韧性。增韧剂为poe，加入poe作为聚丙烯复合材料的增韧剂，以降低复合材料脆性和提高复合材料抗冲击性能。
进一步地，抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂的一种或两种混合，其中的主抗氧剂为英国ice公司产的dstp，商品牌号为negonoxdstp，化学名称为硫代二丙酸十八酯，或ciba公司产的抗氧剂3114，商品牌号为irganox3114，化学名称为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯，或者抗氧剂3114中的一种或是几种组合。辅抗氧剂为ciba公司产的抗氧剂168，商品牌号为irgafos168，化学名称为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯或者是抗氧剂618中的一种或是两种。增韧剂poe为线性乙烯-辛烯共聚物，其密度为0.86～0.90g/cm3，在190℃且2.16kg的测试条件下，其熔融指数为0.5～10g/l0min。
进一步地，本实施例中的添加剂包括助剂以及色粉。对于助剂的选择，要选取那些与pp基材相容性较强、扩散速度较慢、极性较好的助剂，尽量减少因助剂的迁移造成的分解和析出，并重新调整热氧稳定剂和光稳定剂的类别和添加量，以缓解因受光照、氧气、潮湿、高温、灰尘、微生物的长期作用造成的材料降解、助剂分解状况。本实施例中的助剂之一选择的是basf耐刮擦剂，商品牌号为irgasurfsr100b。对于色粉的选择，一般选取无机色粉，并且要求达到环保的标准。本实施例选取的是由钛白粉和氧化铁黄等无机色粉混配而成的色粉。
另外，本发明还提供一种汽车内饰件的制造方法，汽车内饰件的制造方法包括以下步骤：
将按重量份计的聚丙烯75～85份、无机填料8～12份、增韧剂5～15份、抗氧剂0.2～1.0份、吸附剂0.5～2.0份以及添加剂0.2～1.0份，混合后得到混合料；
将混合料加入螺杆挤出机，经熔融挤出造粒得到母粒；
将经过螺杆挤出机得到的母粒进行干燥处理；
将干燥后的母粒放入注塑机内经注塑成型得到汽车内饰件。
进一步地，在所述螺杆挤出机内熔融挤出造粒得到母粒的过程中，熔融温度为210～220℃，整个挤出过程的时间为1～3分钟，压力为12～18mpa，在对母粒进行干燥处理的过程中，干燥处理的温度为85～90℃，干燥处理的时间为2～3h。优选地，所选用的螺杆挤出机为双螺杆挤出机，其工艺参数依次为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃。其中，搅拌机的转速可以为200～400r/min。
以下将通过多个实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。若无说明，所有原料等均可从市场购得或是本行业常用的。
以下实施例中，用于制造汽车内饰件的材料的机械性能和热性能，采用以下的测试方法测试得到：材料的灰分采用gb/t9345.1-2008塑料-灰分测量方法检测，材料的密度采用gb/t1033.1-2008的方法测量得到，材料的熔体质量流动速率采用gb/t3682-2000的方法测量得到，材料的拉伸屈服应力以及断裂拉伸应变均采用gb/t1040.1/2-2006测试方法检测，弯曲模量采用gb/t9341-2008检测，悬臂梁缺口冲击强度采用gb/t1843-2008检测，耐刮擦性能采用gmw14688，在10n载荷下，测试十字划格法的△l。具体地可参见表1和表2中所述的测试方法和测试条件。
表1几种材料的物性对比
表2不同矿粉添加量的pp/pe类材料的抗刮擦性能
根据表1所列技术数据，pp/pe类材料除了弯曲模量比较低之外，其它技术参数均优于原pp/pe+t20材料。表2为在不添加抗刮擦剂的情况下，不同矿粉添加量的pp/pe类材料的抗刮擦性能测试结果。结果显示，矿粉添加越少，抗刮擦效果越好。因此，采用了低密度的pp/pe材料后，除有产品重量减轻，成型周期缩短，侧碰安全性能提升等优点外，表面刮擦性和气味性的利好作用更大。由于矿粉填充减少，使得抗刮擦剂等小分子助剂的添加量将会大幅减少甚至不添加，进而从源头上避免了其在生产制造过程中析出的光照发粘及voc超标等不利影响。
表3本体法或氢调法聚合的五种pp基材的voc检测结果
表4不同挤出温度下pp5#材料的voc检测结果
由表3及综合考虑pp5#材料本身的塑化状况，挤出温度应不超过220℃，且210～220℃区间内最适宜。
另外，挤出造粒后，还要严格控制pp材料的干燥温度和干燥时间以有效抑制材料分解。由表5和表6可以得知，干燥温度提高对voc改善不明显，干燥时间延长对voc影响较大，但干燥超过3小时后，效果改善不明显，综合考虑经济效率，85℃下干燥3小时为pp5#材料最适宜的干燥温度和干燥时间。
表5不同干燥温度，相同干燥时间下pp5#材料的voc检测结果
表6干燥温度为85℃时，不同干燥时间下pp5#材料的voc检测结果
综上所述，本发明实施例中，采用pp5#材料，在210～220℃的挤出温度下挤出，并且挤出后在85℃下干燥3小时得到制备汽车内饰件的原材料。所得到的汽车内饰件的原材料气味低，韧性和刚性均能达到内饰件的使用要求。为了说明所得到的作为汽车内饰件的材料能达到内饰件对各个性能的使用要求，采用上述的制备方法制备了一系列的材料，进行性能测试。具体地测试结果可参见表7和表8，实施例1～实施例3的性能测试表。
下面实施例中所选用的双螺杆挤出机的工艺参数依次为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16mpa。
需要说明的是，以下实施例中的聚丙烯均是采用的上述的pp5#材料。
实施例1
(1)称取75份的聚丙烯，15份的碳酸钙、9份的增韧剂poe、硅酸盐0.5份、助剂0.3份以及色粉0.2份加入到高速搅拌机中充分混合1～2分钟，得到预混合料，其中，原料按重量份计；
(2)将混合料加入螺杆挤出机，经熔融挤出造粒得到成品，其工艺控制条件为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16mpa；
(3)将经过双螺杆挤出机得到的母粒在85℃下干燥3h。
实施例2
(1)称取80份的聚丙烯，10份的碳酸钙、9份的增韧剂poe、硅酸盐0.5份、助剂0.3份以及色粉0.2份加入到高速搅拌机中充分混合1～2分钟，得到预混合料，其中，原料按重量份计；
(2)将混合料加入螺杆挤出机，经熔融挤出造粒得到成品，其工艺控制条件为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16mpa；
(3)将经过双螺杆挤出机得到的母粒在85℃下干燥3h。
实施例3
(1)称取85份的聚丙烯，5份的碳酸钙、9份的增韧剂poe、硅酸盐0.5份、助剂0.3份以及色粉0.2份加入到高速搅拌机中充分混合1～2分钟，得到预混合料，其中，原料按重量份计；
(2)将混合料加入螺杆挤出机，经熔融挤出造粒得到成品，其工艺控制条件为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16mpa；
(3)将经过双螺杆挤出机得到的母粒在85℃下干燥3h。
对比例
(1)称取90份的聚丙烯，0份的碳酸钙、9份的增韧剂poe、硅酸盐0.5份、助剂0.3份以及色粉0.2份加入到高速搅拌机中充分混合1～2分钟，得到预混合料，其中，原料按重量份计；
(2)将混合料加入螺杆挤出机，经熔融挤出造粒得到成品，其工艺控制条件为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16mpa；
(3)将经过双螺杆挤出机得到的母粒在85℃下干燥3h。
对通过上述实施例得到的聚丙烯复合材料进行性能测试，得到的结果如表7和表8所示。
表7实施例1～实施例3以及对比例的气味测试数据
表8实施例1～实施例3以及对比例的性能测试数据
从以上的实施例1～实施例3以及对比例的实验数据可看出，本发明制备出的聚丙烯复合材料，综合性能优异，其刚性和韧性较高，材料的刚韧性均达到较为平衡的状态，完全可以用来制作高端奢华的汽车中的汽车内饰件。但是当聚丙烯含量超过85％以后，得到的聚丙烯复合材料的弯曲模量急剧下降，不适合应用在汽车内饰件上。
将本实施例中得到的聚丙烯复合材料应用在高端汽车的汽车内饰件上，有效减轻了汽车零件的重量，实现了汽车的轻量化，相比于现有零件重量约减轻了9％～12％。同时，通过本实施例制备的聚丙烯复合材料加工得到的内饰件，能够在减薄其厚度的情况下，其弯曲模量还能满足内饰件的使用需求。其厚度相比于现有的2.5mm减薄了将近0.5mm，具体厚度在2.0～2.2mm，实现了内饰件的薄壁化。并且，通过增加挤出段的通过吸附剂对voc的吸附捕捉和后处理段的干燥热烘程序两种方式降低了材料voc，降低了生产成本；减少耐刮擦剂等小分子助剂的添加量，减轻聚丙烯复合材料的气味；减少voc超标等所带来的不利影响，降低应用风险；解决聚丙烯复合材料填充量过大的问题，满足聚丙烯复合材料轻量化的设计需求，实现9％～12％的减重。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。