本发明涉及材料,特别涉及一种具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术:
1、聚丙烯(pp)的耐热性能优异、抗弯曲疲劳性好、价格低,广泛用于汽车内饰件。但聚丙烯内饰材料在加工过程中容易产生小分子挥发物(voc),主要是来自聚合过程中催化剂残留、单体化合物生产过程中添加的溶剂残留和加工过程中的热氧降解产生的小分子化合物,严重影响了车内空气质量。挥发性有机物(voc)会对人体的呼吸系统、心血管系统和神经系统等造成危害。因此必须改善车内的voc,从而改善车辆的驾乘环境。而降低内饰聚丙烯的voc成为改善车内voc的重要途径。
2、目前,降低聚丙烯材料中voc的方法主要有以下几种:采用多孔的矿物填料对voc进行吸附;采用加热烘烤的方式降低材料中的voc,水萃取及乳酸进行萃取等方法。
3、采用多孔吸附填料如分子筛、沸石等对于有机小分子物质吸附存在脱附的过程;其次,多孔的填料一般对pp的材料性能造成一定程度的下降。加热烘烤需要额外的设备和时间,但所需烘烤时间较长,耗电量大,不利于节能环保要求。而雾化萃取技术通过对聚丙烯材料熔体进行注水,利用雾化萃取技术将热裂解的小分子去除,以此改善聚丙烯材料的voc,但水的用量很根据voc的实际含量进行精确控制,过量的水会残留在材料粒子中会导致材料在注塑成型过程中难以烘干并造成外观缺陷。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料及其制备方法,其克服了现有技术的上述缺陷。
2、本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的:
3、一种具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料,包括以下重量份组分:聚丙烯40-90份、无机填料0-40份、功能母粒3-10份、增韧剂0-30份、润滑剂0.3-1.5份以及加工稳定剂0.2-0.8份。
4、优选地,包括以下重量份组分:聚丙烯79份、无机填料10份、功能母粒4.4份、增韧剂7份、润滑剂0.7份以及加工稳定剂0.6份。
5、优选地,所述聚丙烯为均聚聚丙稀和/或共聚聚丙烯,其在温度230℃和载荷2.16kg条件下的熔融指数为1-200g/10min。
6、优选地,所述无机填料为滑石粉、玻纤、晶须、硅灰石以及云母粉中的一种或多种。
7、优选地,所述功能母粒为脂肪醇、改性植物纤维粉、甲基硅酸低聚物以及无机填料的混合物,其中,脂肪醇、改性植物纤维粉、甲基硅酸低聚物以及无机填料的质量比为(1.2-3.5):(0.4-1.8):(3.5-7.8):(5.5-10.5)。
8、优选地,所述脂肪醇为无水乙醇、乙二醇以及丙三醇中一种或多种;所述甲基硅酸低聚物的聚合度为10-300。
9、优选地,所述改性植物纤维粉为经过改性处理的麻纤维和/或芹菜纤维粉;所述改性处理是将未改性的植物纤维粉与偶联剂在60-80℃下进行偶联处理,所述偶联剂为钛酸酯、铝酸酯以及硅氧烷类偶联剂中的一种或多种。
10、优选地,所述增韧剂为乙烯-辛烯类、乙烯-丙烯类弹性体、三元乙丙橡胶、苯乙烯类弹性体或马来酸酐共聚物;所述润滑剂为硬脂酸类、酰胺类、小分子硅酮类以及聚乙烯蜡类中的一种或多种;所述加工稳定剂为受阻酚类、受阻胺类以及亚磷酸酯类热稳定剂中的一种或多种。
11、一种具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料的制备方法,包括以下步骤:
12、(1)制备功能母粒:
13、将配方中脂肪醇、改性植物纤维粉、甲基硅酸低聚物和无机填料按比例水放入低混机中,在20-30℃下混合搅拌5-10min,制得功能母粒;
14、(2)复合材料的制备:
15、按配方中重量份比例将聚丙烯、无机填料、增韧剂、润滑剂、加工稳定剂进行混合均匀后,在双螺杆挤出机中进行熔融、混合、分散,再将功能母粒从双螺杆挤出机的侧喂料加入,在180-220℃温度下进行塑化,再通过双螺杆挤出造粒,得到具有自清洁功能的低散发聚丙烯材料。
16、一种具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料在制备汽车内饰件或零部件中的应用。
17、本发明上述技术方案,具有如下有益效果:
18、1、本发明引入植物纤维粉,利用植物纤维粉的超显微细孔结构,在吸收低分子醛、酮、胺类和苯类等低分子活性物质,可降低voc含量,且基本不影响材料的性能;
19、2、脂肪醇对小分子voc物质具有一定的萃取作用,在高真空抽提工艺下,可以降低材料voc;
20、3、加入甲基硅酸低聚物可以利用体系中的微量水分,发生水解反应,生成-si-oh基团,提高材料的清水性,从而使材料具有更好的自清洁效果。
1.一种具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料,其特征在于,包括以下重量份组分:聚丙烯40-90份、无机填料0-40份、功能母粒3-10份、增韧剂0-30份、润滑剂0.3-1.5份以及加工稳定剂0.2-0.8份。
2.根据权利要求1所述的具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料,其特征在于,包括以下重量份组分:聚丙烯79份、无机填料10份、功能母粒4.4份、增韧剂7份、润滑剂0.7份以及加工稳定剂0.6份。
3.根据权利要求1所述的具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料,其特征在于,所述聚丙烯为均聚聚丙稀和/或共聚聚丙烯,其在温度230℃和载荷2.16kg条件下的熔融指数为1-200g/10min。
4.根据权利要求1所述的具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料,其特征在于,所述无机填料为滑石粉、玻纤、晶须、硅灰石以及云母粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料,其特征在于,所述功能母粒为脂肪醇、改性植物纤维粉、甲基硅酸低聚物以及无机填料的混合物,其中,脂肪醇、改性植物纤维粉、甲基硅酸低聚物以及无机填料的质量比为(1.2-3.5):(0.4-1.8):(3.5-7.8):(5.5-10.5)。
6.根据权利要求5所述的具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料,其特征在于,所述脂肪醇为无水乙醇、乙二醇以及丙三醇中一种或多种;所述甲基硅酸低聚物的聚合度为10-300。
7.根据权利要求5所述的具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料,其特征在于,所述改性植物纤维粉为经过改性处理的麻纤维和/或芹菜纤维粉;所述改性处理是将未改性的植物纤维粉与偶联剂在60-80℃下进行偶联处理,所述偶联剂为钛酸酯、铝酸酯以及硅氧烷类偶联剂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料,其特征在于,所述增韧剂为乙烯-辛烯类、乙烯-丙烯类弹性体、三元乙丙橡胶、苯乙烯类弹性体或马来酸酐共聚物;所述润滑剂为硬脂酸类、酰胺类、小分子硅酮类以及聚乙烯蜡类中的一种或多种;所述加工稳定剂为受阻酚类、受阻胺类以及亚磷酸酯类热稳定剂中的一种或多种。
9.根据权利要求1-8任一所述的具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
10.根据权利要求1-8任一所述的具备自清洁功能的低散发聚丙烯材料在制备汽车内饰件或零部件中的应用。