[发明专利]一种抗老化、低气味、低散发的车用改性聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型的抗老化、低气味、低散发的车用改性聚丙烯复合材料及其制备方法，该聚丙烯复合材料主要由多巴胺改性纳米二氧化硅1～5份、常规聚丙烯60～90份、多孔硅酸钙5～40份、弹性体8～20份、其他助剂0.5～4份组成。本发明中将多孔的硅酸钙粒子以及多巴胺改性纳米二氧化硅改性聚丙烯粒子。多巴胺修饰过的纳米二氧化硅作为抗老化助剂以及成核剂，进一步赋予了改性聚丙烯复合材料的抗老化性能以及优异的力学性能。同时，避免添加小分子抗氧剂以及多巴胺改性纳米二氧化硅高效的抗氧化能力减少了加工过程中难闻气味的产生，多孔硅酸钙的多孔特性有效的“捕捉”吸附挤出过程中聚丙烯降解产生的小分子物质，赋予其低气味、低散发特性。

技术领域

本发明涉及一种功能性聚丙烯材料及其制备方法，尤其涉及一种新型的抗老化、低气味、低散发的车用改性聚丙烯复合材料及其制备方法，属于聚丙烯技术领域。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展，对汽车轻量化、安全化以及车内舒适化、环保化提出了更高的要求。改性聚丙烯作为汽车零件常用材料，具备来源广泛、密度小、力学均衡性好、耐化学腐蚀、易加工及价格低廉等突出优点。

然而聚丙烯分子链上存在大量不稳定的叔碳原子，在有氧和光照环境下，分子链会发生热氧老化和光氧老化，最终导致聚丙烯失效脆化，影响其在车用零件上的使用。目前改性聚丙烯的配方设计中，是通过添加主流的抗氧剂以及光稳定剂达到抑制聚丙烯老化降解的目的，但添加量过多以及和其他添加剂的相容性会造成材料表面在经过长周期的老化测试后析出，对材料厂商造成较大的困扰。因此，开发出一种新型的抗老化体系势在必行。多巴胺是邻苯二酚的衍生物，具备与天然黑色素几乎相同的构造和性质，如高光吸收和抗氧化能力，可在几乎任何固体表面自聚和粘附。同时，纳米二氧化硅的体积效应和量子隧道效应与聚丙烯的电子云发生重叠，形成空间网状结构，实现增强增韧的效果。因此，将多巴胺改性纳米二氧化硅添加到改性聚丙烯中不仅可提高其抗老化特性还可以起到增强增韧的特效。

另外，聚丙烯材料在合成、改性、注塑等工艺中不可避免会产生大量可挥发有机小分子，而且车内环境相对密闭，这会导致车内有机物散发类物质含量超标，从而影响车内乘客的健康；同时，聚丙烯树脂降解以及助剂的添加也会造成车内气味较差，影响乘客的舒适感。张伟等(低气味低VOC玻纤增强聚丙烯材料的研制[J].工程塑料应用,2017,45(1):35-38.)通过添加气味吸附功能母粒达到改善气味的目的，结果表明气味吸附剂有效的改善了材料气味及降低有机物散发，但是其价格昂贵，性价比较低，且加入量过多会导致改性聚丙烯材料力学性能的下降；因此，对于新型、高性价比的低散发聚丙烯的开发仍然迫在眉睫，其中多孔结构无机物添加降低聚丙烯散发引起人们的注意。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，发明一种新型的抗老化、低气味、低散发的车用改性聚丙烯复合材料，主要通过将多孔硅酸钙粒子以及多巴胺改性纳米二氧化硅与常规聚丙烯通过双螺杆或注塑机共混挤出条状共混物经过循环水冷却后进入切粒机切粒得改性聚丙烯粒子。其中多巴胺修饰的纳米二氧化硅起到抑制聚丙烯降解以及成核剂的作用；同时多孔硅酸钙作为一种新型矿物添加剂，其高效吸附能力有效的吸附挤出过程中聚丙烯降解产生的小分子物质以及难闻气味，赋予其低气味、低VOC特性。

本发明提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法，由多孔硅酸钙填充以及多巴胺改性纳米二氧化硅与常规聚丙烯通过双螺杆或注塑机共混挤出制备而来。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种抗老化、低气味、低散发的车用改性聚丙烯复合材料，由下列按照重量份计的原料制备而成：

常规聚丙烯：60～90份；

多孔硅酸钙：5～40份；

弹性体：8～20份；

多巴胺改性纳米二氧化硅：1～5份；

其他助剂：0.5～4份。