一种低刺激性气味的汽车内饰件用尼龙复合材料及其制备方法

摘要

一种低刺激性气味的汽车内饰件用尼龙复合材料及其制备方法，本发明复合材料主要由以下重量份的组分制成：尼龙6为52～56份，阻燃剂A为10～13份，阻燃剂B为2～4份，热稳定剂为0.4～0.6份，加工改性剂为0.7～0.9份，耐寒改性剂为3～6份，纳米金属氧化物1～2份，无碱玻璃纤维20～28份；制备方法为：首先将计量后的各种组分加入混料机中充分混合均匀得到混合料，然后将混合料经挤出机挤出造粒得到尼龙复合材料。本发明刺激性气味小，阻燃性能、热稳定性、耐老化性能和耐低温冲击性能均较好，生产工艺简单，易于操作，适于工业化应用；本发明可直接用来注塑成汽车内饰件后不需再烘，降低了生产成本和提高了生产效率。

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种低刺激性气味的汽车内饰件用尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

汽车内饰件是集安全性、功能性、舒适性与装饰性于一身的部件，采用塑料材料可减轻重量，降低成本，改进设计的柔韧性和零部件的集成度，提高安全性，如汽车座椅滑块、仪表板、天窗折板等，这就要求制作的材料具有无臭无味、对人体无害、安全环保的性能要求，一般为达到某种性能要求添加的材料对人体健康有害，不能满足人们对环保和性能的正常需求。

尼龙6是一种应用广泛的工程塑料，其来源丰富，具有刚性好、强度高、耐腐蚀、电气绝缘性好以及软硬可调等优良的综合性能，但其阻燃性能不好，一般只能达到UL-94V2级，从而限制其在某些领域的应用。因此，为了提高尼龙6材料的阻燃性能，尼龙6中约有80％是经过改性后的阻燃增强型品种。目前阻燃增强尼龙材料大部分是通过在原有尼龙6材料中加入溴系阻燃剂体系，然而，溴系阻燃剂及其他一些小分子的挥发，导致这类改性后的材料存在一些刺激性气味。为了降低溴系阻燃增强尼龙6的刺激性气味，防止这类材料应用于汽车内饰件时刺激性气味超标，目前采取的方法是将阻燃增强型尼龙6注塑成成品后，将注塑件放在100℃左右的烘房中烘12h，以降低注塑件的气味至合格标准后装配到汽车上，但是该方法成本高，且效率低，不利于工业化生产，从而使得阻燃增强型尼龙6在汽车内饰件的应用受到限制，且在尼龙复合材料的挤出成型工艺中，尼龙6的原料熔指高，不利于挤出成型。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低刺激性气味的汽车内饰件用尼龙复合材料，其刺激性气味小，阻燃性能好，同时其热稳定性、耐老化性能、耐低温性能和分散性能均能得到提高，并且适合挤出加工工艺；该复合材料可直接用来注塑成汽车内饰件，不需再烘注塑产品，可大大降低生产成本和提高生产效率。

本发明的另一目的在于提供一种低刺激性气味的汽车内饰件用尼龙复合材料的制备方法，其工艺简单，易于操作，适于工业化应用。

为实现上述目的，本发明提供了一种低刺激性气味的汽车内饰件用尼龙复合材料，主要由以下重量份的组分制成：

所述阻燃剂A为十溴二苯乙烷；

所述阻燃剂B为三氧化二锑或三氧化二锑与无水硼酸锌配合体系；

所述热稳定剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂配合体系；

所述纳米金属氧化物为纳米二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化铈的混合物。

优选的，所述加工改性剂为无味酯类流动改质剂Sanstab2303，所述无味酯类流动改质剂Sanstab2303为一种含羧基官能团的支链状树脂。

进一步的，所述尼龙波纹管复合材料中还添加有着色剂或颜料；所述着色剂的重量份数为2～3份；所述颜料重量份数为3～4份。

优选的，所述尼龙6的粘度为2.7～2.8cP。

优选的，所述纳米金属氧化物中纳米二氧化钛为1～2份、纳米氧化锆为2～3份、纳米氧化铈为1～4份。

优选的，所述三氧化二锑与无水硼酸锌的配比为3﹕2。

优选的，所述受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的配比为1﹕2。

一种低刺激性气味的汽车内饰件用尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备混合料：

将尼龙6、阻燃剂A、阻燃剂B、热稳定剂、加工改性剂、耐寒改性剂、纳米金属氧化物、着色剂或颜料计量后加入混料机混合8-10min得到混合料；

(2)制备汽车内饰件用尼龙复合材料：

将混合料在双螺杆挤出机上挤出造粒，从喂料口到模头一区温度240～250℃，二区温度230～240℃，三区温度220～230℃，四区温度210～220℃，五区温度200～210℃，六区温度190～200℃，七区温度190～200℃，模头温度220～240℃，驻留时间为0.5～2min，主机转速为300～340r/min，再从玻璃纤维入口处加入计量后的无碱玻璃纤维，出料、挤出后冷却、干燥、切粒，即成低刺激性气味的汽车内饰件用尼龙复合材料。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：

(1)本发明科学合理地添加了阻燃剂十溴二苯乙烷和三氧化二锑，不仅赋予了产品优异的阻燃性能，产品达到了V-0级(0.8mm)，而且与其他溴系阻燃剂(如溴化聚苯已烯，溴化环氧树脂)相比，其刺激性气味小，将该阻燃剂直接添加到尼龙6中，可用来直接注塑成汽车内饰件，不需再烘注塑产品，大大减低了生产成本和提高了生产效率；

(2)本发明科学合理地添加了具有吸附功能的纳米金属氧化物，显著降低了该复合材料的刺激性气味，从而使得该复合材料能被直接注塑成汽车内饰件；

(3)本发明科学合理地添加了耐寒改性剂，不仅赋予了产品很好的耐低温冲击性能，产品在-40℃环境下放置48h后仍能保持很好的韧性和较高的抗冲击强度，而且其刺激性气味小，从而降低了该复合材料的刺激性气味，使该材料能被直接注塑成汽车内饰件；

(4)本发明科学合理地添加了加工改性剂，不仅赋予了产品很好的分散性能，而且无刺激性气味，从而降低了该复合材料的刺激性气味，从而使得该复合材料能被直接注塑成汽车内饰件；

(5)本发明科学合理地添加了热稳定剂，产品在150℃高温条件下放置240h后仍能保持很好的机械性能和韧性，赋予了产品很好的热稳定性和耐老化性能，延长了汽车内饰件的使用寿命；

本发明一方面刺激性气味小，阻燃性能好，具有优异的热稳定性、耐老化性能、耐低温冲击性能和分散性能，同时还适用于挤出加工工艺，使用寿命长，另一方面其生产工艺简单，易于操作，适于工业化应用；该复合材料可直接用来注塑成汽车内饰件，不需再烘注塑产品，大大降低了生产成本和提高了生产效率。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

(1)制备混合料：

将尼龙6为52份、阻燃剂A为10份、阻燃剂B为2份、热稳定剂为0.4份、加工改性剂为0.7份、耐寒改性剂为3份、纳米金属氧化物为1份、无碱玻璃纤维为20份和着色剂为2份计量好，加入混料机混合，混合8-10min得到混合料；

(2)制备汽车内饰件用尼龙复合材料：

将混合料在双螺杆挤出机上挤出造粒，从喂料口到模头一区温度240～250℃，二区温度230～240℃，三区温度220～230℃，四区温度210～220℃，五区温度200～210℃，六区温度190～200℃，七区温度190～200℃，模头温度220～240℃，驻留时间为0.5～2min，主机转速为300～340r/min，再从玻璃纤维入口处加入计量后的无碱玻璃纤维，出料、挤出后冷却、干燥、切粒，即成低刺激性气味的汽车内饰件用尼龙复合材料。

实施例2-3：根据实施例1的流程，分别改变尼龙6、阻燃剂A、阻燃剂B、热稳定剂、加工改性剂、耐寒改性剂、纳米金属氧化物、无碱玻璃纤维、着色剂或颜料中各个组分的重量份，如表1所示：

表1实施例2和实施例3的各个组分重量份

上述实施例1～3中，所述阻燃剂A为十溴二苯乙烷；所述阻燃剂B为三氧化二锑或三氧化二锑与无水硼酸锌配合体系；所述热稳定剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂配合体系；所述纳米金属氧化物为纳米二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化铈的混合物；所述尼龙6选用广东新会美达型号为M2800，为了使产品的分散性能更好以及降低产品的刺激性气味，所述加工改性剂为无味酯类流动改质剂Sanstab2303，所述无味酯类流动改质剂Sanstab2303为一种含羧基官能团的支链状树脂，所述尼龙6的粘度为2.7～2.8cP；为了使纳米金属氧化物达到更好的吸附效果，所述纳米金属氧化物中纳米二氧化钛为1～2份、纳米氧化锆为2～3份、纳米氧化铈为1～4份；为了使产品获得更好的阻燃效果，所述三氧化二锑与无水硼酸锌的配比为3﹕2；为了使产品获得更好的热稳定性，所述受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的配比为1﹕2；。

将上述实施例一至实施例三所制得的尼龙复合材料应用于宇通客车内饰件中，采用标准Q/ZKJS10-000-201302来测试刺激性气味，测定结果不大于3.5级判定为合格，测试结果见表2：

表2刺激性气味测试表

将上述实施例一至实施例三所制得的尼龙复合材料分别制成国标拉伸样条和冲击样条，对制得的样条进行人工加速老化试验(150℃，240h)，并分别测定该材料人工加速老化前后的拉伸强度、断裂伸长率、悬臂梁缺口冲击强度，检测结果见表3；对制得的样条进行低温环境模拟，并分别测定该材料在室温(23℃±2℃，48h)和低温(-40℃，48h)下的悬臂梁缺口冲击强度，检测结果见表4；对制得的样条进行阻燃性测试，检测结果见表5。

表3抗老化性能测试表

表4室温和低温条件下悬臂梁缺口冲击强度测试表

表5阻燃性能测试表

由表2可以看出，本发明制备得到的尼龙复合材料的测定结果均小于3.5级，说明其刺激性均较低，符合郑州宇通集团有限公司对汽车内饰件的气味合格标准；由表3、表4和表5可以看出，本发明制备得到的尼龙复合材料在150℃高温条件下放置240h后，其拉伸强度、断裂伸长率、悬臂梁缺口冲击强度和弯曲模量均较高，仍能保持很好的机械性能，保持很好的韧性、耐老化性和热稳定性；该尼龙复合材料在-40℃的低温环境下放置48h后，其冲击强度与室温条件下相比相对较低，但总体的悬臂梁缺口冲击强度较高，仍能保持良好的韧性和较高的抗冲击强度；该尼龙复合材料达到了V-0级(0.8mm)，拥有良好的阻燃性能。本发明还适用于挤出加工，可直接用来注塑成汽车内饰件，不需再烘注塑产品，大大降低了生产成本和提高了生产效率。