[发明专利]一种低气味低挥发耐刮擦汽车用内饰聚丙烯复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种低气味低挥发汽车内饰聚丙烯复合材料及制备方法。复合材料由以下重量组分制得：聚丙烯100份，无机填料10~35份，增韧剂5~15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，POSS材料2~5份，液体蒸馏水1.5~3.5份，色粉0.3~1.0份。本发明在进行双螺杆挤出造粒时，液体蒸馏水汽化变成水蒸气可以将基体材料中的小分子带出以达到降低复合材料的气味和挥发物；通过加入POSS材料使其与聚丙烯构成互穿网络结构提高复合材料的耐刮擦性能，POSS材料硬度高、耐迁移、无气味等特性不会给聚丙烯复合材料带来气味和挥发物的增加。

技术领域：

本发明涉及高分子材料改性领域，尤其涉及一种低气味低挥发耐刮擦汽车用内饰聚丙烯复合材料及制备方法。

背景技术：

笼型聚倍半硅氧烷( 简称POSS) 是近年来新兴的一类真正分子水平上的有机/无机杂化纳米材料，其分子通式为(RSiO_1.5)_n，n一般为6、8、10、12 等，其中以n为8最为典型。POSS兼具有无机纳米粒子的纳米尺寸及笼状结构，同时具有机聚合物的优点，如：

1、POSS无机硅氧骨架结构决定其具有突出的耐热性、阻燃性和抗辐射性；

2、POSS可以提高聚合物的韧性，这是由于POSS纳米粒子能终止微裂纹尖端的发展，并能引发银纹或剪切带，或使分子链重新排列。在POSS笼型结构的顶角Si 原子上可根据需要连接反应性或非反应性的有机官能团，达到与聚合物基体反应性相容或分子级分散的目的，从而大幅提高复合材料的性能；

3、POSS的有机官能团使其与聚合物及有机单体在纳米结构尺寸上有很好的相容性，同时使得POSS单体更加容易接枝至聚合物中去，因此POSS独特的结构与性能为增强聚合物复合材料，提高材料的耐温性、抗氧化性、阻燃性、表面硬度及力学性能诸方面提供了机遇。

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。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（volatileorganic compounds，简称“VOC”）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℃的范围之内。当气温达到一定高度时，在光热的作用下，产生令人不舒服的气味，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，提出了对整车车厢里空气里的苯类和醛类8种物质的限值要求。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。另一方面，近年来很多汽车主机厂既要求汽车内饰材料低气味、低挥发物也要求其具有良好的耐刮擦性能。如上海大众汽车就有这样的要求。为了既达到低气味、低挥发以及良好的耐刮擦性能，目前改性塑料厂家主要采用的是加入活性炭、分子筛或多孔硅胶等材料来改善气味和挥发物，同时可加入硅酮类物质、酰胺类物质或聚硅氧烷来改善材料耐刮擦性能。然硅酮类物质、酰胺类物质或聚硅氧烷都会带来气味和挥发物的增加。如专利CN 1730542 B利用多孔硅胶作为吸附剂。如专利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。如专利CN 102329459 A利用硅酮类或聚硅氧烷作为耐刮擦剂，利用脂肪酸脂类化合物、纳米氧化锌、纳米氧化钛作为气味吸附剂，但最后复合材料的气味和耐刮擦性能一般。如专利CN 102532710 A利用纳米氧化硅作为耐刮擦剂，利用多孔氧化硅或沸石作为气味吸附剂，但最后复合材料的气味和耐刮擦性能一般。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。本发明利用液体蒸馏水在加工过程中汽化为水蒸气将材料中的挥发性小分子通过双真空将其部分或完全排出，以达到根除材料中的挥发性物质和有气味物质。另一方面加入POSS材料可显著提高复合材料耐刮擦性能，且不会带来气味和挥发物质。