一種低VOC、抗菌玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及應(yīng)用制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種低VOC、抗菌玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及應(yīng)用。包括如下重量份數(shù)的組分：聚丙烯35?75份、空心玻璃微珠4.5?6份、玻璃纖維15?45份、滑石粉0?4份、抗氧化劑0.2?0.5份、抗紫外助劑0.3?0.5份、相容劑1?3份、抗菌劑1.0?2.0份、VOC抑制劑3?4份，所述VOC抑制劑包括納米光觸媒、凹凸棒土、海泡石和硅藻土，所述抗菌劑為無機(jī)銀系抗菌劑。本發(fā)明專利技術(shù)的復(fù)合材料無需借助外部紫外光源或者設(shè)備即可高效、節(jié)能、環(huán)保地催化降解車內(nèi)VOC；同時(shí)添加了表面涂覆相容劑的空心玻璃微珠，可有效降低密度，少量抗菌劑的添加使得抗菌性能大大提高，該復(fù)合材料可在汽車、家電中應(yīng)用。

Low VOC, antibacterial glass fiber reinforced polypropylene composite material and application thereof

The invention discloses a low VOC, antibacterial glass fiber reinforced polypropylene composite material and application thereof. The weight includes the following components: 75, 35 polypropylene hollow glass bead 4.5 6 copies, 45 copies, 15 glass fiber talcum powder 0 4 copies, 0.5 copies of the 0.2 antioxidant and anti UV agent 0.3 0.5 copies, 3 copies, 1 compatilizers 1 antibacterial agent 2, VOC inhibitor 3 4 copies of the VOC inhibitors include nano photocatalyst, attapulgite, sepiolite and diatomite, the antibacterial agent for inorganic silver antibacterial agent. The composite material of the invention without external UV light or equipment can be efficient, energy saving and environmental protection to the photocatalytic degradation of VOC in the vehicle; while adding a surface coated hollow glass bead compatible agent, can effectively reduce the density of a small amount of antibacterial agent adding antibacterial performance is greatly improved, the composite material can be used in automobile, home appliances.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種低VOC、抗菌玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及應(yīng)用。
技術(shù)介紹
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車已在百姓生活中不可或缺。由于現(xiàn)代人每天長(zhǎng)時(shí)間呆在在汽車內(nèi)，因此汽車內(nèi)部空氣質(zhì)量與人體健康之間密切關(guān)聯(lián)。影響車內(nèi)空氣質(zhì)量的因素主要有兩方面：一是汽車本身內(nèi)飾物中有害氣體的釋放；二是車主選擇的汽車裝飾物釋放的有害氣體。這兩方面歸根到底都是汽車內(nèi)部裝飾件中有害氣體的揮發(fā)，該有害氣體主要是揮發(fā)性有機(jī)物(volatile organic compounds)，即VOC，WHO將VOC定義為沸點(diǎn)在50-260℃之間的揮發(fā)性有機(jī)物主要包括甲醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯等。由于汽車內(nèi)空間狹小密閉，車內(nèi)VOC濃度遠(yuǎn)高于室內(nèi)空氣，對(duì)人體健康存在潛在的重大威脅。聚丙烯復(fù)合材料常用作汽車塑料內(nèi)飾，需要具有較好的耐熱性能、抗彎曲疲勞性能、低廉的價(jià)格等。由于汽車車廂內(nèi)空間密閉及陽(yáng)光照射的關(guān)系，聚丙烯材料尤其是復(fù)合聚丙烯材料會(huì)有不同程度的揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)釋放出來。因此，研究開發(fā)環(huán)保型低VOC聚丙烯樹脂及材料可拓展PP的應(yīng)用領(lǐng)域并符合綠色環(huán)保材料的要求。目前，關(guān)于低VOC聚丙烯材料研究的報(bào)道較多，他們大多采用化學(xué)反應(yīng)、物理吸附以及熔體脫揮技術(shù)來改善原有聚丙烯材料中VOC的散發(fā)問題。如。專利CN101817953B添加了氣味吸附劑制備了一種低散發(fā)的改性聚丙烯復(fù)合材料，氣味吸附劑包括：粘土、膨潤(rùn)土、多孔二氧化硅、活性氧化鋁或分子篩。然而，通過控制原材料來源降低VOC只解決了VOC產(chǎn)生的一個(gè)因素，不能解決加工過程中新產(chǎn)生的VOC物質(zhì)。而吸附法，無論是物理吸附還是化學(xué)吸附，均存在吸附的選擇性和平衡性的問題。中國(guó)專利CN105001525A通過添加由活性炭、分子篩、沸石粉中的至少一種和納米無機(jī)粉體(TiO2或ZnO)混合制備的吸附劑來降低氣味和VOC，前者主要用于吸附，后者主要用于吸附降解VOC，但20-80nm的納米無機(jī)粉體易團(tuán)聚，其吸附降解的能力就大打折扣，且未加修飾，需要在紫外光激發(fā)下才能發(fā)揮作用，因此，效果十分有限。歐洲專利EP 1988122A1采用茂金屬聚丙烯樹脂為基體樹脂制備低VOC的汽車內(nèi)飾材料。專利CN101255252B公開了一種低散發(fā)型汽車內(nèi)飾件專用料，由聚丙烯80-90份，超細(xì)滑石粉10-20份，低分子有機(jī)物驅(qū)除劑1.0-3.0份，抗氧劑1.0-2.0份組成。其中低分子有機(jī)驅(qū)除劑包括碳酸氫鈣、碳酸氫鈉、碳酸氫鎂、水、沸點(diǎn)低于200℃的脂肪醇。其制備方法是將低分子有機(jī)物驅(qū)除劑先后與聚丙烯、超細(xì)滑石粉共混得到預(yù)混料經(jīng)擠出機(jī)三級(jí)真空擠出造粒得到成品。然而，該方法所使用的低分子有機(jī)驅(qū)除劑，其中碳酸鹽類及其分解物與聚丙烯樹脂存在相容性的問題，而水和沸點(diǎn)低于200℃的脂肪醇，由于其沸點(diǎn)較低且和預(yù)混料在主喂料中加入擠出機(jī)，則存在與改性聚丙烯材料熔體的持久性和均勻性問題。上述專利技術(shù)僅針對(duì)產(chǎn)生VOC的某個(gè)因素進(jìn)行改善，并不能在原材料和生產(chǎn)工藝兩方面同時(shí)解決產(chǎn)生的VOC問題。另一方面，目前中國(guó)對(duì)塑料制品的抗菌已經(jīng)有一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，今后轎車內(nèi)的塑料零部件都應(yīng)按此標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范，以減少塑料件表面滋生細(xì)菌。因此，開發(fā)一種能夠全面解決各種氣味問題而又具有良好抗菌效果的PP復(fù)合材料顯得十分重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本專利技術(shù)的目的是提供一種低VOC、抗菌玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，以提高PP復(fù)合材料獲得良好的機(jī)械性能，大大降低PP復(fù)合材料中的VOC，具備優(yōu)良的抗菌效果，同時(shí)對(duì)該材料的應(yīng)用領(lǐng)域拓展研究。技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：本專利技術(shù)提供一種低VOC、抗菌玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，包括如下重量份數(shù)的組分：聚丙烯35-75份、空心玻璃微珠4.5-6份、玻璃纖維15-45份、滑石粉0-4份、抗氧化劑0.2-0.5份、抗紫外助劑0.3-0.5份、相容劑1-3份、抗菌劑1.0-2.0份、VOC抑制劑3-4份，所述VOC抑制劑包括納米光觸媒、凹凸棒土、海泡石和硅藻土，所述抗菌劑為無機(jī)銀系抗菌劑。作為優(yōu)選，所述VOC抑制劑中納米光觸媒、凹凸棒土、海泡石和硅藻土的質(zhì)量比為10-15：30-50：25-40：10-15，該VOC抑制劑利用凹凸棒土、海泡石和硅藻土的多孔結(jié)構(gòu)吸附有機(jī)揮發(fā)氣體，利用納米光觸媒催化降解有害氣體使其迅速氧化分解為穩(wěn)定且無害的物質(zhì)，以達(dá)到降低車內(nèi)VOC含量的目的。作為優(yōu)選，所述納米光觸媒為可見光納米光觸媒，所述納米光觸媒的粒徑為10-20nm。通過對(duì)普通的納米二氧化鈦顆粒進(jìn)行改性處理，使得該可見光納米光觸媒的可使用光譜范圍為400-750nm，該納米光觸媒粒徑均勻，分散不易團(tuán)聚，無需借助外部紫外光源或者設(shè)備即可高效催化降解車內(nèi)VOC。作為優(yōu)選，所述可見光納米光觸媒為表面摻雜銀納米簇的二氧化鈦量子點(diǎn)。將具有等離子共振效應(yīng)的銀納米簇合物嫁接在TiO2的表面，從而能實(shí)現(xiàn)了將產(chǎn)品的激發(fā)波長(zhǎng)延伸到了可見光區(qū)。作為優(yōu)選，所述無機(jī)銀系抗菌劑選自載銀碳微球抗菌劑、載銀碳納米管抗菌劑中的一種或幾種。作為優(yōu)選，所述VOC抑制劑中還包括電氣石和4A分子篩。作為優(yōu)選，所述空心玻璃微珠的粒徑為1-3mm，所述空心玻璃微珠的表面涂覆相容劑。該空心玻璃微珠的粒徑及在其表面涂覆相容劑使得其在加工過程中與玻纖增強(qiáng)PP磨損較小，且其作為填充劑可有效降低密度。作為優(yōu)選，所述相容劑選自酸酐與聚丙烯的接枝聚合物，其中優(yōu)選馬來酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH，所述PP-g-MAH的接枝率為2.5-3.0wt％、熔融指數(shù)為120-200g/10min。作為優(yōu)選，所述玻璃纖維為長(zhǎng)玻璃纖維，所述長(zhǎng)玻璃纖維的長(zhǎng)度為5～25mm。作為優(yōu)選，所述抗氧化劑選自受阻酚類、硫代酯類、亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑中的至少一種，其中所述受阻酚類為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)，硫代酯類為硫代二丙酸二硬脂醇酯(抗氧劑DSTP)，亞磷酸酯類為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)中的一種或幾種，其中，抗氧劑1010與抗氧劑168按照質(zhì)量比2：1-1.2復(fù)配時(shí)該復(fù)合材料抗氧化性能較佳；所述抗紫外助劑選自受阻胺類光穩(wěn)定劑，如CYASORB UV-3808 PP5或CYASORB UV-V680。作用機(jī)理：納米光觸媒中二氧化鈦通過氫氧根自由基的氧化能力破壞了細(xì)胞內(nèi)的酶，從而使細(xì)菌或真菌的繁殖終止，同時(shí)當(dāng)正電荷的空穴接觸到帶負(fù)電荷的微生物細(xì)胞后，有效擊穿細(xì)胞膜，使細(xì)胞蛋白質(zhì)變性直至細(xì)胞死亡，完成滅菌，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解，因而還具有一定的自清潔能力；銀系抗菌劑從載體中溶出后，與細(xì)菌和真菌細(xì)胞中的巰基、氨基等含硫氮的官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，阻礙蛋白質(zhì)的合成和能量來源，破壞細(xì)胞膜或細(xì)胞原生質(zhì)中酶的活性，從而具有抗菌能力。本專利技術(shù)進(jìn)一步提供了上述低VOC低密度玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料在汽車、家電中的應(yīng)用。有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本專利技術(shù)的復(fù)合材料中VOC抑制劑利用凹凸棒土、海泡石和硅藻土的多孔結(jié)構(gòu)吸附有機(jī)揮發(fā)氣體，采用表面摻雜銀納米簇的二氧化鈦量子點(diǎn)作為納米光觸媒將光觸媒作用的激發(fā)光延伸到了可見光區(qū)，無需借助外部紫外光源或者設(shè)備即可高效、節(jié)能、環(huán)保地催化降解車內(nèi)VOC，該本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種低VOC、抗菌玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：所述復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的組分：聚丙烯35?75份、空心玻璃微珠4.5?6份、玻璃纖維15?45份、滑石粉0?4份、抗氧化劑0.2?0.5份、抗紫外助劑0.3?0.5份、相容劑1?3份、抗菌劑1.0?2.0份、VOC抑制劑3?4份，所述VOC抑制劑包括納米光觸媒、凹凸棒土、海泡石和硅藻土，所述抗菌劑為無機(jī)銀系抗菌劑。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種低VOC、抗菌玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：所述復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的組分：聚丙烯35-75份、空心玻璃微珠4.5-6份、玻璃纖維15-45份、滑石粉0-4份、抗氧化劑0.2-0.5份、抗紫外助劑0.3-0.5份、相容劑1-3份、抗菌劑1.0-2.0份、VOC抑制劑3-4份，所述VOC抑制劑包括納米光觸媒、凹凸棒土、海泡石和硅藻土，所述抗菌劑為無機(jī)銀系抗菌劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低VOC、抗菌玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：所述VOC抑制劑中納米光觸媒、凹凸棒土、海泡石和硅藻土的質(zhì)量比為10-15：30-50：25-40：10-15。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低VOC、抗菌玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：所述納米光觸媒為可見光納米光觸媒，所述可見光納米光觸媒為表面摻雜銀納米簇的二氧化鈦量子點(diǎn)，所述納米光觸媒的粒徑為10-20nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低VOC、抗菌玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：所述VOC抑制劑中還包括電氣石和4A分子篩。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低VOC、抗菌玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于：所述無機(jī)銀系抗菌劑選自載銀碳微球抗菌劑、載銀碳...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃仁軍，資玉明，朱正華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘇州榮昌復(fù)合材料有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32