本发明属于聚丙烯改性材料的技术领域，特别是指一种汽车内饰用聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
随着人类社会的发展进步，人们对生活水平的认识也在逐步提高，环保这个字眼逐步映入大众的眼帘；而在高速发展的城市道路上，汽车的环保，也显得尤为重要，汽车内饰的材料选择也朝着低气味、低voc和耐刮擦的方向努力。聚丙烯(pp)塑料综合物理性能较为优异，具有良好的耐冲击性能以及抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀的特性，并且，价格便宜，成为制作汽车内饰主要材料。
但是，现有的pp塑料气味具有强烈的刺鼻气味，令人难以忍受，长期处在这种环境中也会对人体健康造成危害。因此，现有技术通过采用除味剂和抗氧化剂等加工助剂对pp材料进行改性，以降低其气味和voc含量，并提高其耐刮擦性能。例如：中国专利cn102372873a公开了一种用于汽车内饰的低气味、低voc、高性能聚丙烯复合材料，该聚丙烯复合材料的原料组成为聚丙烯50-90％、无机填料0-40％、增韧剂5-15％、相容剂5-10％、气味吸附母粒0.5-5％、抗氧剂0.1-1.0％、色母1.0-2.5％，通过优选低气味树脂原料和助剂，并使用气味吸附母粒，从而达到低气味和低voc含量的效果，然而，该聚丙烯复合材料的耐刮擦性能差，不能满足易损的汽车内饰环境的要求。中国专利cn104448571a公开了一种低voc耐刮擦汽车内饰专用聚丙烯复合材料及制备方法，该聚丙烯复合材料包括以下成分：共聚pp65-80％，增韧剂10-15％，滑石粉5-20％，超细活性纳米钙1-5％，气味吸收剂0.5-1％，耐候耐老化助剂0.5-1％，润滑剂0.1-0.5％，耐刮擦剂1-3％；以低voc的共聚聚丙烯烃为基材，通过加入乙烯-辛烯共聚物、复合填充剂、气味吸收剂、耐刮擦剂和耐候耐老化助剂，达到了超低收缩、低voc和耐刮擦性的要求；但是，这种聚丙烯复合材料由于耐刮擦剂的使用，提高了其生产成本，同时，其气味等级较低，voc含量还有待于进一步降低。
技术实现要素：
本发明提供一种汽车内饰用聚丙烯复合材料及其制备方法，解决了现有技术中的问题。
本发明的一种汽车内饰用聚丙烯复合材料，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括以下重量份的组分：均聚pp33.5-47份，共聚pp20-33.5份，滑石粉15-30份，抗氧化剂0.2-0.5份，除味剂1-1.5份，分散剂0.1-0.3份，硬脂酸钙0.5-1份，光稳定剂0.1-0.2份，成核剂0.3-0.5份。
本发明通过均聚pp和共聚pp复配，其中，均聚pp的强度较大，模量较高，价格低，在其内复配适量的共聚pp，这种共聚pp具有较高的冲击强度，然后，在滑石粉、成核剂和分散剂的协同作用下，提高了复合材料的模量，可以不使用耐刮擦剂，即可提高复合材料的耐刮擦性能，大大降低了生产成本；同时，由于除味剂、滑石粉、成核剂和分散剂的添加，还大大降低了复合材料的气味和voc含量，使得其气味等级降低至4级以下，voc含量降低至21-33μgc/g，满足了汽车内饰使用环境的要求。除此之外，加入高含量的滑石粉，进一步提高了材料的热稳定性，在高温天气下，车内的温度相比于车外会高10-20度，汽车内部材料的耐热稳定性能，也是企业选取材料的一个关键点。
作为一种优选的实施方案，所述滑石粉为3000目滑石粉、5000目滑石粉或10000目滑石粉中的任意一种或几种。滑石粉添加到均聚pp和共聚pp中，对其进行有效填充，起到很好的支撑骨架的作用，提高了复合材料的稳定性和刚性；同时，滑石粉的加入还有效的降低了复合材料的成本，提高了企业的经济效益；本发明进一步控制了滑石粉的粒径大小，采用这种目数的滑石粉，还可以进一步的提高复合材料的模量，进而提高其耐刮擦性能，其耐热变形的温度也有所提高，抗冲击能力也是较为优异的。
作为一种优选的实施方案，所述成核剂为2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠、二(3,4-二甲基苯亚甲基)山梨醇、松香树脂、庚二酸或苯甲酸钠中的任意一种或几种。成核剂的加入促进了均聚pp和共聚pp以及滑石粉、除味剂和分散剂的相互协同作用，使其更好的混溶和成核，从而提高了复合材料的各项性能；成核剂在聚丙烯的结晶过程中充当异相晶核作用，成核剂的非极性部分在表面形成凹痕，容纳聚丙烯的分子链并使其排列整齐，促进成核。成核剂分子和聚丙烯分子的结构相似性有助于结晶成核作用，加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化，提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能。
作为一种优选的实施方案，所述成核剂为2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠、松香树脂和苯甲酸钠按照质量比为1-2：1-2：1-2组成的复合成核剂。本发明所得的这几种成核剂，其来源广，价廉易得，使用方便；同时，由这三种成核剂组成的复合成核剂，其成核作用得到明显加强，改善了复合材料的各方面性能，更大程度的提高了复合材料的模量、冲击性能和强度，所得复合材料的耐刮擦性能得到提升，气味和voc含量得到进一步降低且此种聚丙烯熔融非敏感型成核剂，对聚丙烯的力学性能，尤其是刚性提高明显，在此复配成核剂当中，它们之间形成了相互隔离的分散状态，使有机成核剂和无机纳米粒子可以在聚丙烯基体中实现良好分散。
作为一种优选的实施方案，所述分散剂为ebs、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、亚乙基双硬脂酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺中的任意一种或几种。使聚丙烯材料加工中既有良好的润滑性，又有良好的分散性，同时使聚丙烯材料的加工性有所提高，这些分散剂来源广，价格便宜，使用方便。
作为一种优选的实施方案，所述分散剂为ebs、硬脂酸锌和乙撑双硬脂酸酰胺按照质量比为1：1：1-2组成的复合分散剂。这种复合分散剂的分散效果增强，可以进一步提高复合材料的综合性能，提高聚丙烯材料的耐热养老化能力，在炎炎夏日里，汽车内饰材料的耐热性能也是至关重要的。
作为一种优选的实施方案，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂3114、抗氧剂168和抗氧剂627a按照质量比为1-2：1-2：1：1组成的复合抗氧化剂。本发明采用受阻酚类抗氧剂1010和抗氧剂3114与亚磷酸酯类抗氧剂168和抗氧剂627a进行复配使用，这种复合使用的抗氧化剂，其抗氧化作用更强，进一步提高了复合材料的综合性能；后期测试发现，这几种抗氧剂的复配，在一定程度上提高了材料的力学性能，而且对材料的抗黄变性能更好，在150度热氧老化的测试当中，表面裂纹的时间更是大大延长至600小时以上。
作为一种优选的实施方案，所述除味剂为xw-17、沸石、分子筛、纳米二氧化硅、硅藻土、电气石、活性氧化铝中的任意一种或几种。本发明除味剂有多种选择，这些除味剂均可以使用，其价格低，除味效果好，使用方便，采购方式多样，国内大多数除味剂厂家都可以采购的到，非常便利。
作为一种优选的实施方案，所述光稳定剂为3808pp5、770、944中的任意一种或几种。本发明的光稳定剂可以提高复合材料的耐光照老化能力，这些光稳定剂性能好，用量少，成本低，使用方便，对光吸收效率高，无厚度限制，抗黄变性能优异，与抗氧剂并用，还能提高耐热性。
本发明的一种汽车内饰用聚丙烯复合材料的制备方法，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括以下步骤：取均聚pp和共聚pp，混合均匀，加入滑石粉、抗氧化剂、除味剂、分散剂、硬脂酸钙、光稳定剂和成核剂进行共混，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中；挤出机各区温度为：一段至四段170-185℃，五段至七段190-215℃，八段至九段180-190℃，机头215-220℃；冷却，切粒，干燥，得聚丙烯复合材料。
本发明的复合材料的制备方法中先通过物理共混的方式在高混锅中将均聚pp、共聚pp和助剂混合，之后通过双螺杆挤出机将高模量的均聚pp、高冲击的共聚pp、滑石粉以及各种助剂共挤挤出，其制备方法简单，控制方便，均聚pp、共聚pp和助剂在共挤的过程中通过熔融共挤相互发生协同作用，形成均一的复合材料。所得复合材料的生产成本低，耐刮擦剂性能强，气味低，voc含量低，满足了汽车内饰使用环境的要求，生产过程采用双抽真空的设备，可将里面的杂质和小分子物质排出的更为高效和干净，很大程度上提高了材料的外观洁净度，并降低了气味和voc含量。其次制作工艺属于共混方法，生产方式较为简单，只需混合完成之后一次性倒入进料筒中即可，无需分步完成，可减少生产人员的劳动力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过均聚pp和共聚pp复配，其中，均聚pp的强度较大，模量较高，价格低，在其内复配适量的共聚pp，这种共聚pp具有较高的冲击强度，然后，在滑石粉、成核剂和分散剂的协同作用下，提高了复合材料的模量，可以不使用耐刮擦剂，即可提高复合材料的耐刮擦性能，大大降低了生产成本；同时，由于除味剂、滑石粉、成核剂和分散剂的添加，还大大降低了复合材料的气味和voc含量，使得其气味等级降低至4级以下，voc含量降低至21-33μgc/g，满足了汽车内饰使用环境的要求；其制备方法简单，控制方便，易于实现产业化。
具体实施方式
下面将结合本发明的具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种汽车内饰用聚丙烯复合材料，包括以下重量份的组分：均聚pp33.5-47份，共聚pp20-33.5份，滑石粉15-30份，抗氧化剂0.2-0.5份，除味剂1-1.5份，分散剂0.1-0.3份，硬脂酸钙0.5-1份，光稳定剂0.1-0.2份，成核剂0.3-0.5份。
优选地，所述滑石粉为3000目滑石粉、5000目滑石粉或10000目滑石粉中的任意一种或几种。
进一步地，所述成核剂为2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠、二(3,4-二甲基苯亚甲基)山梨醇、松香树脂、庚二酸或苯甲酸钠中的任意一种或几种。
具体地，所述成核剂为2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠、松香树脂和苯甲酸钠按照质量比为1-2：1-2：1-2组成的复合成核剂。
更优选地，所述分散剂为ebs、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、亚乙基双硬脂酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺中的任意一种或几种。
更进一步地，所述分散剂为ebs、硬脂酸锌和乙撑双硬脂酸酰胺按照质量比为1：1：1-2组成的复合分散剂。
更具体地，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂3114、抗氧剂168和抗氧剂627a按照质量比为1-2：1-2：1：1组成的复合抗氧化剂。
再优选地，所述除味剂为xw-17、沸石、分子筛、纳米二氧化硅、硅藻土、电气石、活性氧化铝中的任意一种或几种。
再具体地，所述光稳定剂为3808pp5、770、944中的任意一种或几种。
本发明的一种汽车内饰用聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：取均聚pp和共聚pp，混合均匀，加入滑石粉、抗氧化剂、除味剂、分散剂、硬脂酸钙、光稳定剂和成核剂进行共混，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中；挤出机各区温度为：一段至四段170-185℃，五段至七段190-215℃，八段至九段180-190℃，机头215-220℃；冷却，切粒，干燥，得聚丙烯复合材料。
实施例一
本发明的一种汽车内饰用聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照如下重量份称取原料：均聚pp33.5份，共聚pp33.5份，5000目滑石粉15份，3000目滑石粉15份，抗氧化剂0.5份，除味剂1份，分散剂0.3份，硬脂酸钙0.5份，光稳定剂0.2份，成核剂0.5份；
2)取均聚pp和共聚pp，加入高速混合机内，混合均匀，然后，再加入滑石粉、抗氧化剂、除味剂、分散剂、硬脂酸钙、光稳定剂和成核剂进行共混，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中；挤出机各区温度为：一段至四段170-185℃，五段至七段190-215℃，八段至九段180-190℃，机头215-220℃；挤出料条经过水槽冷却到室温，通过吹风机吹干，切粒机切粒，得聚丙烯复合材料。
实施例二
本发明的一种汽车内饰用聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照如下重量份称取原料：均聚pp33.5份，共聚pp33.5份，5000目滑石粉20份，3000目滑石粉10份，抗氧化剂0.5份，除味剂1份，分散剂0.3份，硬脂酸钙0.5份，光稳定剂0.2份，成核剂0.3份，其中，抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂3114、抗氧剂168和抗氧剂627a按照质量比为1：2：1：1组成的复合抗氧化剂，除味剂为沸石，分散剂为ebs、硬脂酸锌和乙撑双硬脂酸酰胺按照质量比为1：1：2组成的复合分散剂，光稳定剂为944，成核剂为2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠、松香树脂和苯甲酸钠按照质量比为1：1：1组成的复合成核剂；
2)取均聚pp和共聚pp，加入高速混合机内，混合均匀，然后，再加入滑石粉、抗氧化剂、除味剂、分散剂、硬脂酸钙、光稳定剂和成核剂进行共混，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中；挤出机各区温度为：一段至四段170-185℃，五段至七段190-215℃，八段至九段180-190℃，机头215-220℃；冷却，切粒，干燥，得聚丙烯复合材料。
实施例三
本发明的一种汽车内饰用聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照如下重量份称取原料：均聚pp33.5份，共聚pp33.5份，5000目滑石粉30份，抗氧化剂0.5份，除味剂1份，分散剂0.3份，硬脂酸钙0.5份，光稳定剂0.2份，成核剂0.3份，其中，抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂3114、抗氧剂168和抗氧剂627a按照质量比为2：1：1：1组成的复合抗氧化剂，除味剂为分子筛，分散剂为ebs、硬脂酸锌和乙撑双硬脂酸酰胺按照质量比为1：1：1组成的复合分散剂，光稳定剂为3808pp5，成核剂为2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠、松香树脂和苯甲酸钠按照质量比为1：2：1组成的复合成核剂；
2)取均聚pp和共聚pp，加入高速混合机内，混合均匀，然后，再加入滑石粉、抗氧化剂、除味剂、分散剂、硬脂酸钙、光稳定剂和成核剂进行共混，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中；挤出机各区温度为：一段至四段170-185℃，五段至七段190-215℃，八段至九段180-190℃，机头215-220℃；挤出料条经过水槽冷却到室温，通过吹风机吹干，切粒机切粒，得聚丙烯复合材料。
实施例四
本发明的一种汽车内饰用聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照如下重量份称取原料：均聚pp47份，共聚pp20份，5000目滑石粉5份，3000目滑石粉10份，抗氧化剂0.3份，除味剂1.2份，分散剂0.2份，硬脂酸钙0.8份，光稳定剂0.15份，成核剂0.3份；
2)取均聚pp和共聚pp，加入高速混合机内，混合均匀，然后，再加入滑石粉、抗氧化剂、除味剂、分散剂、硬脂酸钙、光稳定剂和成核剂进行共混，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中；挤出机各区温度为：一段至四段170-185℃，五段至七段190-215℃，八段至九段180-190℃，机头215-220℃；冷却，切粒，干燥，得聚丙烯复合材料。
实施例五
本发明的一种汽车内饰用聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照如下重量份称取原料：均聚pp47份，共聚pp20份，5000目滑石粉20份，3000目滑石粉10份，抗氧化剂0.5份，除味剂1份，分散剂0.3份，硬脂酸钙0.5份，光稳定剂0.2份，成核剂0.3份，其中，抗氧化剂为抗氧剂1010，除味剂为xw-17，分散剂为ebs，光稳定剂为3808pp5，成核剂为苯甲酸钠；
2)取均聚pp和共聚pp，加入高速混合机内，混合均匀，然后，再加入滑石粉、抗氧化剂、除味剂、分散剂、硬脂酸钙、光稳定剂和成核剂进行共混，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中；挤出机各区温度为：一段至四段170-185℃，五段至七段190-215℃，八段至九段180-190℃，机头215-220℃；挤出料条经过水槽冷却到室温，通过吹风机吹干，切粒机切粒，得聚丙烯复合材料。
实施例六
本发明的一种汽车内饰用聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照如下重量份称取原料：均聚pp47份，共聚pp20份，5000目滑石粉30份，抗氧化剂0.2份，除味剂1.5份，分散剂0.1份，硬脂酸钙1份，光稳定剂0.1份，成核剂0.4份，其中，抗氧化剂为抗氧剂327a，除味剂为纳米二氧化硅，分散剂为硬脂酸锌，光稳定剂为944，成核剂为2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠；
2)取均聚pp和共聚pp，加入高速混合机内，混合均匀，然后，再加入滑石粉、抗氧化剂、除味剂、分散剂、硬脂酸钙、光稳定剂和成核剂进行共混，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中；挤出机各区温度为：一段至四段170-185℃，五段至七段190-215℃，八段至九段180-190℃，机头215-220℃；挤出料条经过水槽冷却到室温，通过吹风机吹干，切粒机切粒，得聚丙烯复合材料。
将本发明实施例一至实施例六所制备的六种聚丙烯复合材料、现有的聚丙烯改性材料(对照样一)、均聚聚丙烯(对照样二)和共聚聚丙烯(对照样三)分别进行性能测试实验，包括悬臂梁缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、tvoc、耐刮擦性能和气味等级，其中，悬臂梁缺口冲击强度参照gb/t1843规定的方法进行，拉伸强度参照gb/t1040规定的方法进行，弯曲强度采用gb/t9341规定的方法进行，弯曲模量采用gb/t9341规定的方法进行，tvoc采用气相色谱法，耐刮擦参照gmw14688规定的方法进行，气味等级在pgm-7320minirae3000voc的检测仪上进行测试，并计算其生产成本，结果如表1所示。
表1不同聚丙烯材料性能测试结果
由表1可以看出，本发明所得的聚丙烯复合材料的悬臂梁缺口冲击强度均在8.5-23.2j/m之间，其拉伸强度在22.4-37.5mpa之间，弯曲强度在31.8-47.8mpa之间，弯曲模量为3656-4425mpa，因此，本发明的聚丙烯复合材料具有很好的力学性能，同时，本发明的聚丙烯复合材料的tvoc含量为21-33μgc/g，这明显低于现有的聚丙烯改性材料即对照样一，也明显低于现有的均聚聚丙烯即对照样二和共聚聚丙烯即对照样三；本发明的聚丙烯复合材料的耐刮擦性能在1.95-3.51之间，这明显优于现有的聚丙烯改性材料即对照样一，也明显优于现有的均聚聚丙烯即对照样二和共聚聚丙烯即对照样三；本发明的聚丙烯复合材料的气味等级均为3.5级或4级，其气味等级低，明显优于现有的聚丙烯改性材料即对照样一、现有的均聚聚丙烯即对照样二和共聚聚丙烯即对照样三；另外，本发明的聚丙烯复合材料的价格在9.2-10.5元/kg之间，这明显低于现有的聚丙烯改性材料即对照样一。
因此，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过均聚pp和共聚pp复配，其中，均聚pp的强度较大，模量较高，价格低，在其内复配适量的共聚pp，这种共聚pp具有较高的冲击强度，然后，在滑石粉、成核剂和分散剂的协同作用下，提高了复合材料的模量，可以不使用耐刮擦剂，即可提高复合材料的耐刮擦性能，大大降低了生产成本；同时，由于除味剂、滑石粉、成核剂和分散剂的添加，还大大降低了复合材料的气味和voc含量，使得其气味等级降低至4级以下，voc含量降低至21-33μgc/g，满足了汽车内饰使用环境的要求；其制备方法简单，控制方便，易于实现产业化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。