汽车内饰改性聚丙烯配方组份对VOC的影响研究.docx

? ? 汽车内饰改性聚丙烯配方组份对VOC的影响研究 ? ? 侯智谋，郝源增，胡俊龙，吴建伟 (广州市聚赛龙工程塑料股份有限公司，广东 广州 510940) 聚丙烯因其低密度、易成型以及优异的性价比等特性，在汽车内外饰件中得到广泛应用[1]。随着人们健康环保意识的增强，消费者对汽车内饰零件散发的有害物质关注度越来越高。环境保护部和国家质量监督检验检疫总局也联合发布了《乘用车内空气质量评价指南》，对车内五苯三醛等有机物浓度做了明确限值要求，详见表1。 表1 车内空气中有机物浓度要求 汽车内饰中的仪表板、门板、立柱、中控台等零部件大多采用改性聚丙烯复合材料成型[2-3]，因此控制聚丙烯复合材料的VOC水平，对控制整车的VOC有着重要作用。 汽车内饰用聚丙烯复合材料一般由以下组份组成：聚丙烯基体树脂，弹性体增韧剂，滑石粉填充、抗氧剂、润滑剂、耐候剂、耐刮剂、色粉等，本文研究了上述各组份对最终聚丙烯复合材料VOC的影响，以期制备一种低VOC水平的聚丙烯复合材料，为车内环境的净化做出有益贡献。 1 实验部分 1.1 实验原料 共聚聚丙烯:EP548R-Z、EP300M，中海壳牌,J842、PP7727，PP8009，广州石化;弹性体POE:POE8200，陶氏,POE565，LG;滑石粉3000目，广西龙广；滑石粉3000目，辽宁北海;抗氧剂1010、168巴斯夫；抗氧剂1010、168汉光;硬脂酸锌，中山华明泰;耐候剂(牌号：T-81)，天罡；LA402AF，艾迪科；耐刮剂(HG-600S)，浙江佳华。酞氰蓝：K7090，巴斯夫，NRE53，鼎泰化工。 1.2 主要仪器和设备 平行双螺杆挤出机，STS-35，科倍隆科亚(南京)机械有限公司；注塑机，CJ80M3V，震德集团公司；GCMS-QP2020，LC-20AT，日本岛津。 1.3 试样的制备 熔融挤出法制备聚丙烯复合材料：将PP、POE、滑石粉、抗氧剂、润滑剂、耐刮剂、耐候剂、色母粒按一定比例准确称量后，在高速混合机中搅拌5 min，然后通过同向平行双螺杆挤出机进行挤出，经过水冷、风干、切粒，制得聚丙烯复合材料；然后再通过注塑机制得VOC测试用的150 mm×150 mm×3 mm的样片。 1.4 性能测试 VOC测试：按VS-00.28-L-06017-2018标准执行，即长安汽车《内饰零部件/材料 VOC 采样测定试验规范》，HPLC测试甲醛、乙醛、丙烯醛，GCMS测试苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯和TVOC。袋子体积，10 L，测试样本量：PP原料：200 g；滑石粉:50 g；POE:50 g；其他所有助剂类，色母粒：5 g。 ND：表示未检出(小于检出限);醛系物：检出限为15 μg/m3(甲醛为30 μg/m3);苯系物：检出限为16 μg/m3。 2 结果与讨论 2.1 聚丙烯树脂原料对复合材料VOC的影响 聚丙烯树脂原料包括均聚，嵌段共聚，无规共聚等多种类型，且不同生产厂家的聚合工艺，聚合装置，丙烯原料及催化剂都存在一定差异。本文选用汽车改性聚丙烯中常用的嵌段聚丙烯做为研究对象，选用几种典型的聚合工艺下的产品对对比研究。 表2 不同聚丙烯原料VOC含量对比 中海壳牌的PP548R和EP300M聚合工艺为Spherizone，分子量调节方式为氢调，熔融指数分别为30 g/10 min，10 g/10 min。广石化的J842、7227、8009为Horizone 工艺，分子量调节方式，J82为降解法，7227和8009为氢调，熔融指数分别为35 g/10 min，30 g/10 min，10 g/10 min，其中k8009为高乙烯含量的高抗冲PP。由上表可见，采用过氧化物降解法生产的J842原料其VOC整体水平明显高于氢调法PP，这说明合成方法对共聚PP原材料的VOC含量影响很大，氢调法要优于过氧化物法。采用过氧化物法控制聚丙烯的分子量，通常要使用一些含有苯环的 过氧化物。其分解产 物也一定含有苯系物; 而其他脂肪族过氧化物，其主要分解产物为丙酮、叔丁醇、甲烷、叔戊醇和乙 烷，这些小分子化合物会造成材料散发性提高。而对比中海壳牌的548R和广石化的7227两种原料的VOC发现，在性能指标接近的前提下，不同聚合工艺对PP原料的VOC也有较大区别，合成PP548R的Spherizone工艺，因为存在汽蒸干燥工艺，而合成7227的Horizone 工艺，仅有脱气工艺并无汽蒸干燥工艺，说明汽蒸干燥工艺对PP原材料的VOC组份脱除具有积极作用[4]。而从PP548R和EP300M，7227和8009两组对比数据可以看出，在同样的聚合工艺方法下，不同分子量和乙烯含量，对VOC的影响不大。 2.2 助剂及颜料对复合材料VOC的影响 在汽车内饰聚丙烯复合材料中，抗氧剂1