本发明涉及材料,特别涉及一种适合内饰使用的pcr材料。
背景技术:
1、中国作为汽车的生产和消费大国,每年汽车生产和消费量都高居世界第一。消费后回收(pcr)塑料已经成为减少塑料环境污染,助力汽车行业迈向“碳中和”的重要方向之一。将废弃的塑料从回收流中收集,再经过机械回收系统的分选、清洗和造粒过程,就产生了新的塑料颗粒。全新的塑料颗粒与回收前的塑料结构相同,但是总体性能会有所下降。同时,由于其本身的一些缺点(如气味较大、性能不如石油基全新材料),限值了其在汽车行业,特别是汽车内饰领域的应用。如何在消耗量巨大的汽车内饰材料中使用pcr材料,成为现在汽车内饰材料厂家以及整车企业共同面对的问题。
2、近年来我国聚碳酸酯消费呈现高速增长。消费后回收(pcr)聚碳酸酯,包括水桶料,光学介质,报废汽车车灯及其它组件等引起的环境和能源问题,以及其有效再生利用在国内相关行业还没有引起足够的重视。目前大量的pcr材料仅以低端的废旧塑料回收处理,技术含量低,导致产品质量不稳定。pc及pc/abs改性材料因具有良好的物理力学性能和加工性能,在汽车内饰件他,如中高档车中,立柱、门板、中央通道、仪表板等中得到广泛的应用。由pcr材料共混改性而成的pc/abs材料由于其气味、voc较差,难以满足汽车材料对散发的要求。目前,pcr-pc及其合金化的材料基本只能满足普通的力学性能和注塑成型的外观要求,满对材料的散发性问题未能很好的解决,从而导致pcr-pc及其和合金化的材料未能拓宽再汽车内饰材料领域的应用。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种适合内饰使用的pcr材料,其大分子扩链剂1的加入通过活性基团的反应,提高了pcr-pc的整体分子量,改善pcr材料降解的情况;小分子扩链剂2的加入可以将已经降解产生的小分子物质交联化,避免这些小分子物质作为产生气味的分子析出,降低材料气味。同时,弱酸处理玻璃纤维,可以钝化玻璃纤维中的金属离子,减少对pc物质产生的降解效果。
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、一种适合内饰使用的pcr材料,包括以下重量份组分:pcr-pc树脂30~70;abs树脂10~40;增韧剂2~20;扩链剂1 2~5;扩链剂2 0.3~1.2;改性玻璃纤维10~30;抗氧剂0.2~0.6;润滑剂0.2~0.5。
4、优选地,上述技术方案中,包括以下重量份组分:pcr-pc树脂30~45;abs树脂18~23;增韧剂11~15;扩链剂1 2~3;扩链剂2 0.3~0.6;改性玻璃纤维24~30;抗氧剂0.2~0.4;润滑剂0.4~0.5。
5、优选地,上述技术方案中,所述pcr-pc树脂为300℃/1.2kg下,熔融指数为10-35g/10min的共聚物;所述abs的聚合方法为本体法聚合,丁二烯粒径为800-1500μm。
6、优选地,上述技术方案中,所述增韧剂为mbs核壳类共聚物或abs高胶粉类,所述abs高胶粉的丁二烯粒径为500-700nm。
7、优选地,上述技术方案中,所述扩链剂1为甲基丙烯酸缩水甘油酯与苯乙烯、丙烯腈以及甲基丙烯酸甲酯的至少两种形成的无规共聚物;所述扩链剂1的重均分子量(mw)为6500-80000,所述扩链剂1的环氧当量为200-600g/mol。
8、优选地,上述技术方案中,所述扩链剂2为由2,2’-双(2-恶唑啉)、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂组成的混合物,三者的摩尔占比为(40~60):(10~30):(20~40)。
9、优选地,上述技术方案中,所述改性玻璃纤维为短切玻纤、短玻纤中的至少一种。
10、优选地,上述技术方案中,所述改性方法包括以下步骤:
11、(1)采用酸性溶液浸泡玻璃纤维3~5h,酸液温度20~30℃;其中,所述酸液为乙酸或柠檬酸中的至少一种;所述酸液的浓度为2~8%;
12、(2)将酸液倒去,用去离子水冲洗至ph为中性;
13、(3)用浓度为1%~5%的双氧水浸泡1~2小时;
14、(4)过滤,用去离子水洗涤至中性,并烘干至含水率0.15%以内。
15、优选地,上述技术方案中,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与磷酸酯类抗氧剂复配而成,二者按重量复配比例为(0.4~2):(2~0.4)。
16、优选地,上述技术方案中,所述受阻酚类抗氧剂包含以下一种或多种:β-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯,四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇甲酯,4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚);所述磷酸酯类抗氧剂包含以下一种或多种:4,4-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁苯基)-四(十三烷基)二亚磷酸酯,(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯,二(2,4-二叔丁基)季戊四醇磷酸酯中的至少一种,聚(二丙二醇)苯基亚磷酸酯。
17、优选地,上述技术方案中,所述润滑剂为硬脂酸酰胺类、硅油、pe蜡、ope蜡、蒙坦蜡中的一种或多种组合。
18、一种适合内饰使用的pcr材料的制备方法,包括以下步骤:
19、(1)按重量份称取pcr-pc、abs树脂、相容增韧剂、扩链剂、抗氧剂、润滑剂;
20、(2)将步骤(1)各种原料搅拌均匀;
21、(3)将步骤(2)中的搅拌设备采用高速混合机,混合3~5分钟待用;
22、(4)将步骤(3)中得到的预混料经主喂料口送入双螺杆挤出机,从侧喂料处加入改性玻璃纤维,经过熔融、挤出、水冷、风干、切粒后即得到耐热低气味的pcr材料。
23、优选地,上述技术方案中,双螺杆挤出机长径比(l/d)为30~40,并有侧喂料装置。
24、优选地,上述技术方案中,步骤(4)的温度为100~250℃,螺杆转速为250~400rpm,更优选地,双螺杆挤出机从加料口到出口分为8个温控区,各温控区的具体温度为100~120℃、240~250℃、240~250℃、240~250℃、240~250℃、240-250℃、240-250℃、245-250℃,螺杆转速为280~350rpm。
25、本发明上述技术方案,具有如下有益效果:
26、1、大分子扩链剂1的加入,通过活性基团的反应,提高了pcr-pc的整体分子量,改善pcr材料降解的情况。
27、2、小分子扩链剂2的加入,可以将pcr-pc中降解产生的小分子物质进行交联化,避免其散发行程对气味有负面影响的小分子物质;
28、3、采用弱酸对玻璃纤维进行处理,可以钝化玻璃纤维中的金属离子,使玻璃纤维减少对pc物质产生的降解效果;
29、4、pcr-pc来源广泛,回收再利用后,可避免环境污染,减少资源浪费与碳排放。
1.一种适合内饰使用的pcr材料,其特征在于,包括以下重量份组分:pcr-pc树脂30~70;abs树脂10~40;增韧剂2~20;扩链剂12~5;扩链剂2 0.3~1.2;改性玻璃纤维10~30;抗氧剂0.2~0.6;润滑剂0.2~0.5。
2.根据权利要求1所述的适合内饰使用的pcr材料,其特征在于,包括以下重量份组分:pcr-pc树脂30~45;abs树脂18~23;增韧剂11~15;扩链剂1 2~3;扩链剂2 0.3~0.6;改性玻璃纤维24~30;抗氧剂0.2~0.4;润滑剂0.4~0.5。
3.根据权利要求1所述的适合内饰使用的pcr材料,其特征在于,所述pcr-pc树脂为300℃/1.2kg下,熔融指数为10-35g/10min的共聚物;所述abs的聚合方法为本体法聚合,丁二烯粒径为800-1500μm。
4.根据权利要求1所述的适合内饰使用的pcr材料,其特征在于,所述增韧剂为mbs核壳类共聚物或abs高胶粉类,所述abs高胶粉的丁二烯粒径为500-700nm。
5.根据权利要求1所述的适合内饰使用的pcr材料,其特征在于,所述扩链剂1为甲基丙烯酸缩水甘油酯与苯乙烯、丙烯腈以及甲基丙烯酸甲酯的至少两种形成的无规共聚物;所述扩链剂2为由2,2’-双(2-恶唑啉)、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂组成的混合物,三者的摩尔占比为(40~60):(10~30):(20~40)。
6.根据权利要求1所述的适合内饰使用的pcr材料,其特征在于,所述改性玻璃纤维为短切玻纤、短玻纤中的至少一种;所述改性方法包括以下步骤:
7.根据权利要求1所述的适合内饰使用的pcr材料,其特征在于,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与磷酸酯类抗氧剂复配而成,二者按重量复配比例为(0.4~2):(2~0.4)。
8.根据权利要求1所述的适合内饰使用的pcr材料,其特征在于,所述润滑剂为硬脂酸酰胺类、硅油、pe蜡、ope蜡、蒙坦蜡中的一种或多种组合。
9.根据权利要求1-8任一所述的适合内饰使用的pcr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9所述的适合内饰使用的pcr材料的制备方法,其特征在于,双螺杆挤出机从加料口到出口分为8个温控区,各温控区的具体温度为100~120℃、240~250℃、240~250℃、240~250℃、240~250℃、240-250℃、240-250℃、245-250℃,螺杆转速为280~350rpm。
