一种光催化降低VOC车用改性PP材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及注塑成型汽车内饰改性PP材料技术领域，具体涉及一种光催化降低VOC车用改性PP材料及其制备方法，按重量百分比计该材料包括以下组分：混合粉体10~30%，树脂基体70~90%；其中，混合粉体包括改性纳米TiO2和无机矿粉填充物，且改性纳米TiO2占混合粉体重量的1~3%。改性纳米TiO2通过IPDI进行表面改性，再使用硬脂酸处理，将硬脂酸分子链接枝在纳米TiO2表面，在聚合物注塑成型时，接枝在纳米TiO2表面的小分子硬脂酸向表面迁移，从而将纳米TiO2带到表面，使纳米TiO2在表面富集，从而达到光催化降解车内VOC的作用。

A modified PP material for photocatalytic reduction of VOC vehicle and its preparation method

The present invention relates to injection molding of automobile interior technical field of modified PP materials, in particular relates to a preparation method of photocatalytic reduction of VOC vehicle with modified PP material and method, according to the weight percentage of the material comprises the following components: the mixed powder of 10~30% resin matrix 70~90%; wherein, the mixed powder including modified nano TiO2 and inorganic mineral filler and modified nano TiO2 accounted for 1~3% of the weight of mixed powder. The modified nano TiO2 was modified by IPDI, and then use the stearic acid, stearic acid on the surface of nano TiO2 molecular link branches, in the polymer injection molding, graft migration to the surface in the small molecule of stearic acid nano TiO2 surface, which will be brought to the surface of nano TiO2, nano TiO2 enriched in the surface, thus the car reached the photocatalytic degradation effect of VOC.

【技术实现步骤摘要】
一种光催化降低VOC车用改性PP材料及其制备方法
本专利技术涉及注塑成型汽车内饰改性PP材料
，具体涉及一种光催化降低VOC车用改性PP材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，具有力学性能优良、成本低廉、便于成型等特点广泛应用于汽车内外饰材料。随着人们对乘用车内环境的要求越来越高，对VOC的要求也越来越苛刻，汽车内饰PP在合成、改性、注塑等工艺中不可避免会产生大量可挥发有机小分子，而且车内环境相对密闭，这会导致车内的VOC含量超标，从而影响车内乘客的健康。本专利技术基于纳米TiO2光催化降解有机小分子的原理，将纳米TiO2改性加入到塑料中，在注塑成型后向制件表面迁移，使纳米TiO2在制件表面富集，与车内空气有更大的接触面积，在阳光的照射下，更高效地催化降解车内挥发性的小分子有机物，净化车内环境。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足，利用改性纳米TiO2的光催化降解有机小分子的原理制备出了一种利用阳光自主降解车内VOC的改性PP材料及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种光催化降低VOC车用改性PP材料，按重量百分比计包括以下组分：混合粉体10～30％，树脂基体70～90％；其中，混合粉体包括改性纳米TiO2和无机矿粉填充物，且改性纳米TiO2占混合粉体重量的1～3％。优选地，所述改性纳米TiO2的接枝改性剂为异氟尔酮二异氰酸酯，含量占纳米颗粒的10～25％wt，接口封端使用硬脂酸。优选地，所述无机矿粉填充物为滑石粉、碳酸钙、硫酸镁中的至少一种。更进一步地，所述滑石粉的目数为1000-10000目。制备所述的一种光催化降低VOC车用改性PP材料的方法，包括以下步骤：(1)称取改性纳米TiO2，利用高速粉碎机粉碎成细小颗粒，与无机矿粉填充物混合均匀，制成混合粉体。(2)将混合好的树脂基体倒入双螺杆挤出机的主喂料口，将步骤(1)得到的混合粉体加入双螺杆挤出机的侧喂料口，开机拉条造粒，即得光催化降低VOC车用改性PP材料。优选地，所述改性纳米TiO2是通过异氟尔酮二异氰酸酯进行表面改性，再使用硬脂酸处理，将硬脂酸分子链接枝在纳米TiO2表面。优选地，所述改性纳米TiO2的制备方法包括以下步骤：取纳米TiO230～50g，均匀分散在1500～2500mL甲苯、四氢呋喃或丙酮的混合溶剂中，分散均匀，加入3～12.5g的异氟尔酮二异氰酸酯，70～90℃回流8～10h，再向溶液中加入4～8g的硬脂酸，继续回流4～5小时，用旋转蒸发仪将混合物蒸干，取出混合物至于100℃烘箱烘干8～12h，所得固体即为改性纳米TiO2。优选地，步骤(2)所述造粒的加工温度为230-260℃。本专利技术的有益效果在于在使用过程中，将材料加入注塑机进料口，注塑成型，注塑工艺因制件的形状调整而调整，在熔融料粒进入模腔还未冷却时，改性纳米TiO2表面的硬脂酸小分子向材料表面迁移，从而带动纳米TiO2向表面富集，冷却后，制件的表面TiO2的含量较高，与空气接触，在阳光的作用下，可以起到降解小分子有机物的能力，净化效果明显，以甲醛为例，250cm2的制件在10h光照可以将200L空间中的甲醛浓度由80ppm降低到5ppm。制作成本低廉，改性方法简单，无须高温高压。附图说明图1是实施例一制备出的光催化降低VOC车用改性PP材料的净化效果图。图2是实施例二制备出的光催化降低VOC车用改性PP材料的净化效果图。图3是实施例三制备出的光催化降低VOC车用改性PP材料的净化效果图。具体实施方式为更好理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步描述，以下实施例仅是对本专利技术进行说明而非对其加以限定。实施例一取纳米TiO230g，加入2500mL三口烧瓶中，加入甲苯1500mL，搅拌30min，呈悬浊液状态，再向悬浊液中加入IPDI3g，加热至80℃回流8h，再加入硬脂酸5g，继续回流5h，将溶剂蒸干，取出瓶中固体，放入鼓风烘箱中100℃烘干10h，冷却，得块状固体，用高速粉碎机粉碎，得改性纳米TiO2，将制得的改性纳米TiO215g与485g滑石粉混合摇匀，将混合好的树脂基体(聚丙烯和乙烯-辛烯共聚物及抗氧剂)2000g倒入双螺杆挤出机的主喂料口，将混合粉体加入双螺杆挤出机侧喂料口，开机拉条造粒，即得光催化降低车内VOC改性PP材料。将造得的粒料通过注塑机注塑出长200mm宽125mm厚4mm的平板。通过实验发现，表面积250cm2的制件在10h阳光的照射下可将200L空间中甲醛的浓度从80ppm降低到5ppm。具体数据如图1。实施例二取纳米TiO230g，加入2500mL三口烧瓶中，加入甲苯1500mL，搅拌30min，呈悬浊液状态，再向悬浊液中加入IPDI7.5g，加热至80℃回流8h，再加入硬脂酸5g，继续回流5h，将溶剂蒸干，取出瓶中固体，放入鼓风烘箱中100℃烘干10h，冷却，得块状固体，用高速粉碎机粉碎，得改性纳米TiO2，将制得的改性纳米TiO25g与495g碳酸钙混合摇匀，将混合好的树脂基体(聚丙烯和乙烯-辛烯共聚物及抗氧剂)4500g倒入双螺杆挤出机的主喂料口，将混合粉体加入双螺杆挤出机侧喂料口，开机拉条造粒，即得光催化降低车内VOC改性PP材料。将造得的粒料通过注塑机注塑出长200mm宽125mm厚4mm的平板。通过实验发现，表面积250cm2的制件在10h阳光的照射下可将200L空间中甲醛的浓度从64ppm降低到28ppm。具体数据如图2。实施例三取纳米TiO250g，加入2500mL三口烧瓶中，加入甲苯1500mL，搅拌30min，呈悬浊液状态，再向悬浊液中加入IPDI12.5g，加热至80℃回流8h，再加入硬脂酸8g，继续回流5h，将溶剂蒸干，取出瓶中固体，放入鼓风烘箱中100℃烘干10h，冷却，得块状固体，用高速粉碎机粉碎，得改性纳米TiO2，将制得的改性纳米TiO222.5g与727.5g硫酸镁混合摇匀，将混合好的树脂基体(聚丙烯和乙烯-辛烯共聚物及抗氧剂)1750g倒入双螺杆挤出机的主喂料口，将混合粉体加入双螺杆挤出机侧喂料口，开机拉条造粒，即得光催化降低车内VOC改性PP材料。将造得的粒料通过注塑机注塑出长200mm宽125mm厚4mm的平板。通过实验发现，表面积250cm2的制件在3h阳光的照射下可将200L空间中甲醛的浓度从82ppm降低到5ppm。具体数据如图3。对比实例一和实例二可以看出，改性纳米TiO2添加量较高时，光净化效果越好，这是由于TiO2的含量越高，其在制件表面存在的量也越多，光催化效率较高，效果更明显。对比实例一和实例三可以看出，改性剂用量越多，纳米TiO2的效率更高，光净化的速率越快，这是因为改性剂添加越多，纳米颗粒表面接枝的小分子越多，注塑时向表面迁移的动力越大，制件表面的TiO2含量更多，催化的效率越高。后期由于环境中存在的甲醛浓度太低，甲醛分子与纳米颗粒的接触概率降低，导致后期降解效果偏低。以上所述实施方式仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本专利技术的权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光催化降低VOC车用改性PP材料，其特征在于，按重量分数包括以下组分：混合粉体 10~30%，树脂基体 70~90%；其中，混合粉体包括改性纳米TiO2和无机矿粉填充物，且改性纳米TiO2占混合粉体重量的1~3%。

【技术特征摘要】
1.一种光催化降低VOC车用改性PP材料，其特征在于，按重量分数包括以下组分：混合粉体10~30%，树脂基体70~90%；其中，混合粉体包括改性纳米TiO2和无机矿粉填充物，且改性纳米TiO2占混合粉体重量的1~3%。2.根据权利要求1所述的一种光催化降低VOC车用改性PP材料，其特征在于：所述改性纳米TiO2的接枝改性剂为异氟尔酮二异氰酸酯，含量占纳米颗粒的10~25%wt，接口封端使用硬脂酸。3.根据权利要求1所述的一种光催化降低VOC车用改性PP材料，其特征在于：所述无机矿粉填充物为滑石粉、碳酸钙、硫酸镁中的至少一种。4.根据权利要求3所述的一种光催化降低VOC车用改性PP材料，其特征在于：所述滑石粉的目数为1000-10000目。5.制备权利要求1~4任一项所述的一种光催化降低VOC车用改性PP材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）称取改性纳米TiO2利用高速粉碎机粉碎成细小颗粒，与无机矿粉填充物混合均匀制成混合粉体；（2）将混合好的树脂基体倒入双螺杆挤出机的主喂料...

【专利技术属性】
技术研发人员：方超，王刚，康兴宾，李荣群，
申请(专利权)人：合肥会通新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34