燕山石化聚丙烯K7015-GD PP拉伸屈服强度大
汽车内饰用聚丙烯材料,主要涉及汽车内门板、仪表台、中央扶手、立柱等。然而聚丙烯材料在聚合、改性、加工、储运过程中因降解、氧化等原因产生大量VOC,造成车内环境质量下降。VOC主要包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯,甲醛、乙醛、丙烯醛等。VOC很容易越过血液—大脑的障碍,从而导致中枢神经系统受到抑制,因此,当VOC达到一定浓度时,会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状,严重时甚至引发抽搐、昏迷,伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统,造成记忆力减退等严重后果。近年来,国内外学者、机构对聚丙烯材料中气味、VOC控制方面进行了大量研究。
1.1 汽车内饰聚丙烯材料气味来源
车用内饰聚丙烯材料主要涉及聚丙烯原料、矿物填充、加工助剂以及颜料,通过对各项组分进行挥发性物质分析,发现气味来源主要是烷烃类和含有羰基的醛酮类等小分子物质。崔伟等采用顶空固相微萃取-气质联用法,标定聚丙烯散发的气味物质,测试的气体有28种组成,主要是烷烃类、醇醚类以及烯烃类化合物。罗忠富等通过气相色谱-质谱对车用聚丙烯复合材料进行气味分析研究,结果发现,气味大的试样产生的VOC是羰基化合物与烃基化合物,而气味小的试样产生的多产烃基化合物,证明了产生气味的化合物是羰基化合物,如酮、醛与酯,这些物质是在高温加工过程中热降解产生的。而ESPERT等人同样利用该方法研究了高温降解后聚丙烯复合材料中VOC的组成,发现抗氧剂高温降解后生成了酚类化合物。有研究表明,降解法生产的聚丙烯原料,其气味比氢调法生产的聚丙烯原料气味差;玻纤增强聚丙烯材料中使用的相容剂马来酸酐接枝聚丙烯材料是其气味的主要来源。而一些有功能助剂,如耐刮擦剂在增加聚丙烯材料耐刮擦性能的同时,也增加了聚丙烯材料的气味。
1.2 汽车内饰聚丙烯材料气味控制方法
针对汽车内饰用聚丙烯材料的涉及到的聚丙烯原料、无机矿物、加工助剂、功能助剂等,从原料的选材、生产过程的控制以及聚丙烯材料后处理等几个方面着手改善。从而减少汽车内饰用聚丙烯材料对人类的影响。
1.原料——聚丙烯基料的选择
当前国内外各石化厂生产聚丙烯的方法,按聚合终端断链方式分类,可分为降解法和氢调法。降解法是通过过剩的自由基促使聚丙烯断链,断链易导致小分子和端基的氧化反应。而氢调法通过通入氢气对聚丙烯链段进行调节,不会产生强烈的异味物质,已逐渐替代降解法聚丙烯原料应用于汽车内饰用聚丙烯材料。
2.原料——无机矿物的选择
在聚丙烯复合材料生产过程中,主要涉及的无机矿物包括滑石粉、碳酸钙、玻璃纤维,硫酸钡等。在选用矿物时,优选高纯度的矿物质。
3.助剂——低气味助剂的选择
加入助剂是为改善聚丙烯复合材料的综合性能,但同时也给聚丙烯材料带来了气味问题。其原因是有些助剂自身的气味,或是加工过程中高温降解生成了气味物质。汽车主副仪表板、门板、立柱等有外露面的零件,对材料的耐刮擦性要求较高,因此,在生产这些零件时需加入耐刮擦剂进行性能优化,耐刮擦剂主要有聚硅氧烷类和酰胺类。范潇潇等采用低气味耐刮擦剂改性型高聚硅氧烷制备的聚丙烯材料,具有优异的耐刮擦性及低气味性,可以满足汽车内饰件用聚丙烯材料的要求。季孟渊等探讨了在真空度为0.08 MPa下,采用PE 5502S、吸附母粒(以聚丙烯 Daploy WB130HMS 为载体)、耐刮擦剂MB50-001、抗氧剂Irganox1010、润滑剂硬脂酸钙的体系,以得到一种耐刮擦低气味低VOC 聚乙烯复合材料。闫溥等通过以氢调法聚丙烯为基础的树脂,同时添加除味母粒LDV1040,使得复合材料的VOC 含量显著降低,当LDV1040 的质量分数不低于3%,真空度不低于0.08 MPa 时,可以制备力学性能优良、TVOC 含量为20.0 μg/g 的汽车内饰用低VOC含量聚丙烯复合材料。