一种用于汽车内饰材料的低挥发性聚丙烯复合材料及其制备及方法
【技术领域】： 本发明涉及高分子材料改性领域，尤其涉及一种用于汽车内饰材料的低挥发性聚丙烯 复合材料及其制备及方法。
[0002]
【背景技术】： 聚丙烯材料由于成本低、质量轻、耐化学性能好、加工性能优异、易回收等优点，近年来 广泛应用于汽车和家电行业，尤其应用于汽车内外饰件，如：门内饰板、仪表板、立柱、座椅 护板、保险杠、侧包围、导流板、挡泥板等。
[0003] 随着汽车工业的日益发展和消费者环保健康意识不断地增强，人们不仅要求轿车 要有宽敞的车内空间、视野开阔和乘座舒适，还要求车内空气新鲜、质量好。车内挥发性有 害物质已引起了人们的关注，其直观反映为对气味的感知，研究表明，车内气味的来源是多 方面的，来自内饰部件的挥发性有机化合物（volatile organic compounds,简称"V0C")是 影响车内空气质量的主要原因之一。大多数内饰部件中都含有一定量的挥发性有机化合 物，它们主要是烷烃、烯烃、芳烃、胺、苯酚、硫醇、过氧化物、醛、酮类的物质，这些物质的沸 点通常在50~260°C的范围之内。当气温达到一定高度时，在光热的作用下就会挥发出有害 物质，甚至引起头疼、干咳和过敏等不适反应。2012年3月1日，GB/T27630-2011《乘用车 内空气质量评价指南》开始实施，对整车车厢空气里的苯类和醛类8种物质的提出限值要 求。由于汽车内饰件是汽车车厢里面主要的空气污染源之一，而改性聚丙烯材料又是制造 汽车内饰件的主要材料之一，因此制备低气味、低挥发性有机物(苯类和醛类8种物质)的改 性聚丙烯材料成为改性塑料一个新热点。
[0004] 为了减少改性聚丙烯材料中有毒气味的散发等级，专利CN 1730542 B利用多孔硅 胶作为吸附剂；专利CN 100580022 C和专利CN 100506907 C利用分子筛作为吸附剂；如专 利CN 103059409利用活性炭和分子筛复配作为吸附剂。从以上可看出，目前作为挥发物吸 附剂的材料有活性炭、分子筛、多孔硅胶等材料。然而以上吸附材料总有一个吸附饱和值， 且小分子还在内饰件里面，没有达到根除的目的。
[0005]
【发明内容】
： 本发明的目的在于提供一种用于汽车内饰材料的低挥发性聚丙烯复合材料及其制备 及方法，制得的聚丙烯复合材料具有低气味、低挥发，可用做汽车内饰材料。
[0006] -种用于汽车内饰材料的低挥发性聚丙烯复合材料，由以下组分按重量份制备而 成： 聚丙烯 100份， 无机填料 10~50份， 增韧剂 5~30份， 偶联剂 0. 2~0. 8份， 抗氧剂 0. 2~0. 8份， 光稳剂 0. 2~0. 8份， 润滑剂 0. 2~1份， 除挥发物质母粒 3~8份； 所述除挥发物质母粒是将发泡聚丙烯材料浸入蒸馏水或无水乙醇中进行充分的物理 吸附并达到吸附饱和即为除挥发物质母粒；所述吸附饱和的标准是将吸附了蒸馏水或无水 乙醇的发泡聚丙烯在80°C的干燥2小时后的失重率达50%以上。
[0007] 进一步，所述聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种。
[0008] 所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母、碱式硫酸镁晶须中的至少一种。
[0009] 所述增韧剂为聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、三元异丙橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙 烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。
[0010] 所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
[0011] 所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类和硫代酯类三者复配使用。
[0012] 所述光稳剂为受阻胺类、苯并三唑类和二苯甲酮类三者复配使用。
[0013] 所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺和硬脂酸钙两者复配使用。
[0014] 所述发泡聚丙烯材料是由以下组分按重量份制备而成： 高熔体强度聚丙烯1〇〇份、发泡剂5~15份、助发泡剂1~5份、抗氧剂0. 1~0. 3份； 所述高烙体强度聚丙烯在230°C、2. 16kg测试条件下的烙融指数小于5g/10min ; 所述发泡剂为偶氮二甲酰胺； 所述助发泡剂为氧化锌或硬脂酸锌中的至少一种； 所述述抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类复配使用。
[0015] 本发明的另一个发明目的是提供一种制备上述用于汽车内饰材料的低挥发性聚 丙烯复合材料的方法，其制备方法如下： (1) 制备发泡聚丙烯材料： 将100份高熔体强度聚丙烯、5~15份发泡剂、1~5份助发泡剂、0. 1~0. 3份抗氧剂一起 于高速混合机中进行混合，然后加入双螺杆挤出机中进行熔融混合发泡、拉丝、切粒、冷却 得发泡聚丙烯材料；所述高速混合机的温度为50~60°C、转速为200~300转/分钟； (2) 制备除挥发物质母粒： 将（1)制备的发泡聚丙烯材料浸入过量的蒸馏水或无水乙醇中进行充分的物理吸附并 达到吸附饱和即得除挥发物质母粒；所述吸附饱和的判断标准是将吸附了蒸馏水或无水乙 醇的发泡聚丙烯置于80°C的鼓风干燥箱中干燥2小时后达到失重率50%以上的则认为吸附 饱和了； (3) 混合物料： 将100份聚丙烯、5~30份增韧剂、0. 2~0. 8份偶联剂先于转速为200~300转/分钟的高 速混合机中混合3~5分钟；接着加入10~50份无机填料再继续混合3~5分钟；然后再加入 0. 2~0. 8份抗氧剂、0. 2~0. 8份光稳剂、0. 2~1份润滑剂继续混合3~5分钟；最后加入（2)制 备的除挥发物质母粒3~8份以转速为30~60转/分钟进行混合5~10分钟； (4) 制备低挥发性聚丙烯复合材料： 将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒、干燥、冷却制得低挥 发性聚丙烯复合材料；所述双螺杆挤出机为双真空且真空度要求< -0. 05bar的挤出机， 其温度从喂料段到机头依次为不开加热的常温、常温、200°C、21(TC、21(rC、21(rC、215°C、 215°C、215°C、215°C。
[0016] 其中：失重率=[(吸附饱和的发泡聚丙烯质量-干燥后的发泡聚丙烯质量）/吸 附饱和的发泡聚丙烯质量]*100%。
[0017] 所以本发明的有益效果有： 1、本发明通过除挥发物质母粒作为改性聚丙烯材料挤出造粒过程中的脱挥物质，使其 在聚丙烯复合材料加工过程中，除挥发物质母粒的微孔中吸附的蒸馏水或无水乙醇经汽化 为蒸气，能将聚丙烯复合材料中的挥发性小分子通过双螺杆挤出机中的双真空环境将其部 分或完全排出，以达到根除复合材料中的挥发性物质和有气味物质。
[0018] 2、本发明采用发泡聚丙烯作为蒸馏水或无水乙醇的载体一起加入改性聚丙烯材 料中，使得其不会提前挥发而散失效果。比直接添加蒸馏水或无水乙醇效果好。如果直接 在改性聚丙烯材料中添加蒸馏水或无水乙醇，会使得蒸馏水或无水乙醇在没有充分发挥其 作用就已经挥发了。从而使最终制备的聚丙烯复合材料具有低气味、低挥发性等优点，环保 而安全，适合用作汽车内饰件。
[0019] 3、本发明将发泡聚丙烯材料制成的除挥发物质母粒比传统的活性炭、分子筛、多 孔硅胶材料价格便宜，且来源广泛。
[0020] 4、本发明在制备聚丙烯复合材料时，最后加入除挥发物质母粒与其他物料进行低 速共混，其高速混合机的转速为30~60转/分钟。如果转速过快会将吸附蒸馏水或无水乙 醇的发泡聚丙烯中的液体蒸馏水或无水乙醇甩出。
[0021] 5、本发明的聚丙烯复合材料的挤出造粒工艺要求严格，其双螺杆挤出机的第一段 和第二段的加热不能开，保持常温即可。如果开了加热，温度超过蒸馏水或无水乙醇的沸 点，使其提前汽化，其脱挥效果不明显；另外，双螺杆挤出机采用双真空设计，且真空度要求 < -0. 05bar，如果真空度不够的话，其蒸汽和小分子挥发物抽离不干净，其脱挥效果也不明 显。
[0022]
【具体实施方式】： 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