一种再生改性PP、PE汽车内饰专用料及其制备方法

技术领域

本发明属于汽车内饰专用料技术领域，具体涉及一种再生改性PP、PE汽车内饰专用料及其制备方法。

背景技术

很多汽车的内饰都是由聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)组成的，也就是我们俗称的塑料。平时散发出来的异味主要来自于PP，而这些难闻的味道我们又可以叫做VOC，就是可挥发性有机物。在工业生产过程中，丙烯通过催化剂发生了聚合反应变成了聚丙烯，为了运输方便还需要通过挤压变成塑料颗粒，而这个VOC就是在造粒时产生的。废弃塑料垃圾质轻又体积庞大，化学性质稳定，废弃后难以被环境消除，随着塑料的大量使用，废弃塑料垃圾随处可见，通常采用填埋的方法处理塑料垃圾，废弃塑料垃圾的填埋会占用大量的土地资源，塑料垃圾性质比较稳定，难以降解，长期留在土壤中，会破坏土壤结构，造成土壤板结，妨碍作物呼吸和吸收养分，甚至减产；此外焚烧处理会产生大量的有毒气体，会造成大气污染。

一般来说，以目前的技术和工艺都是无法保证聚合反应是百分之百的成功率的，所以聚合不了那些物质就会以挥发的方式进行运动，所以也就产生了难闻的气味，汽车内饰专用料原料中含有芳香烃和烯烃类物质，是汽车内饰难闻气味的主要来源。

发明内容

本发明提供一种再生改性PP、PE汽车内饰专用料及其制备方法。

本发明要解决的技术问题：

汽车内饰专用料原料中含有芳香烃和烯烃类物质，是汽车内饰难闻气味的主要来源，废弃塑料垃圾的焚烧和填埋处理污染环境。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种再生改性PP、PE汽车内饰专用料，包括如下重量份原料：

回收颗粒80-100份、增强剂40-45份、间苯二甲酸0.2-0.4份、双三嗪氨基二苯乙烯4-6份、抗氧剂1-3份和光稳定剂1-3份；

该再生改性PP、PE汽车内饰专用料通过如下步骤制备：

第一步、将回收颗粒、增强剂、间苯二甲酸、双三嗪氨基二苯乙烯、抗氧剂和光稳定剂，加入到高速混合机中，在转速600r/min下混合15min，即得预混料；

第二步、将预混料倒入热混机，热混至100-110℃时，排料至冷混机，然后开始冷混至室温，得到干混料；将干混料在145℃-155℃下熔融共混，经双螺杆挤出机后，造粒，双螺杆挤出机的转速为100r/min，双螺杆挤出机各区的挤出温度设定为：一区145℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区180℃以及机头175℃切粒；得到再生改性PP、PE汽车内饰专用料。

进一步地，回收颗粒通过如下步骤制备：

将PP和PE回收料经水洗后，用乙二醇洗涤2次，洗涤温度为35℃，洗涤结束后在100-120℃干燥2-4h后破碎，破碎成粒径为2-4mm的颗粒得到回收颗粒。

进一步地，抗氧剂为抗氧剂1010；光稳定剂为光稳定剂2002。

进一步地，增强剂通过如下步骤制备：

步骤A11、将石墨粉加入三口烧瓶中，在温度为0-5℃加入混合酸，然后缓慢加入高锰酸钾，控制高锰酸钾的加入速度，使得反应体系的温度不超过5℃，高锰酸钾加完后，保持温度不变，继续搅拌30-40min，然后将温度升至25℃，继续搅拌2-4h，搅拌结束后，加入两倍反应液体积的去离子水稀释，将温度升为100℃，加入质量分数20％的双氧水溶液，搅拌6-10min，搅拌结束后趁热过滤，将得到的滤饼用质量分数3％的盐酸溶液洗涤3遍，用去离子水洗涤3遍，50℃干燥至恒重得到载体a；

步骤A12、将微晶纤维素和无水乙醇混合后，设置温度为48-50℃、转速为400r/min，依次加入氢氧化钠溶液、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，搅拌4h，将反应液调节至中性，然后减压抽滤，将得到的滤饼和硝酸铈铵等质量混合加入去离子水中，室温搅拌30min，然后加入与滤饼等质量的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，室温搅拌50min，然后在40℃条件下，继续搅拌3h，减压抽滤，将得到的滤饼干燥至恒重，得到固体b；

步骤A13、在室温条件下，将载体a、固体b、助剂和去离子水按质量比5：2：5-10：15混合后在60kHz的频率条件下超声分散40min，-70℃冷冻8h，得到增强剂。

进一步地，步骤A11中混合酸为质量分数80％的硫酸和质量分数78％的硝酸按体积比9：1混合而成；石墨粉、混合酸、高锰酸钾和质量分数20％的双氧水溶液的用量比为1g：26-30mL：5g：150mL；步骤A12中氢氧化钠溶液的浓度为2-10％；微晶纤维素、无水乙醇、氢氧化钠溶液、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的用量比为1g：10-14mL：1mL：2g；去离子水和无水乙醇体积相等。

进一步地，助剂通过如下步骤制备：

步骤A21、将盐酸多巴胺和去离子水混合后，设置温度为50℃、转速为200r/min，滴加1mol/L的氢氧化钠溶液，滴加结束后，保持温度和转速不变，继续搅拌5h，搅拌结束后，将得到的反应液用去离子水离心洗涤3-5遍，将离心得到的固体在40℃真空条件下干燥至恒重，即可得到粉末c；

步骤A22、将步骤A21得到的粉末c和质量分数50％的乙醇水溶液混合，混合后在频率为40-50kHz的条件下，超声分散6-10min得到分散液，向分散液中加入苯基三甲氧基硅烷，设置温度为50℃、转速为300r/min，搅拌12-14h，搅拌结束后，将得到的反应液在12000r/min条件下，离心16-20min，将离心得到的固体在40℃真空条件下干燥至恒重，得到助剂。

进一步地，步骤A21中盐酸多巴胺、去离子水和1mol/L的氢氧化钠溶液的用量比为0.2g：100mL：0.5-0.7mL；步骤A22中粉末c、质量分数50％的乙醇水溶液和苯基三甲氧基硅烷的用量比为60mg：120mL：1.3-1.5g。

进一步地，一种再生改性PP、PE汽车内饰专用料的制备方法，包括如下步骤：

第一步、将回收颗粒、增强剂、间苯二甲酸、双三嗪氨基二苯乙烯、抗氧剂和光稳定剂，加入到高速混合机中，在转速600r/min下混合15min，即得预混料；

第二步、将预混料倒入热混机，热混至100-110℃时，排料至冷混机，然后开始冷混至室温，得到干混料；将干混料在145℃-155℃下熔融共混，经双螺杆挤出机后，造粒，双螺杆挤出机的转速为100r/min，双螺杆挤出机各区的挤出温度设定为：一区145℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区180℃以及机头175℃切粒；得到再生改性PP、PE汽车内饰专用料。

本发明的有益效果：

以石墨粉经过高锰酸钾以及双氧水的氧化后，引入了大量的羟基、羧基和环氧基等含氧官能团，碳平面的共轭大π键被含氧官能团破坏，石墨平面内的sp2区域变小导致其无序度增大，并产生sp3碳原子的无规则振动，促进石墨片层间距增大，在制备预混料的过程中加入制得的载体a，载体A的片层结构有利于增加预混料的力学性能，提高其在制备的汽车内饰专用料的韧性。3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵作为阳离子单体、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸作为阴离子单体接入到微晶纤维素表面，可得到表面呈纳米多孔结构，增强剂的多孔结构和表面性质，增强剂既可作为载体又具有增韧作用，提高PP和PE回收料的回收效率。

利用苯基三甲氧基硅烷对粉末c进行表面修饰，粉末c为多巴胺类黑色素粒子，表面修饰后，多巴胺类黑色素粒子表面的酚羟基并未完全消耗，仍保留了一定的自由基清除效果，改性后得到的助剂可提高制备的汽车内饰专用料的耐热稳定性，选用硅烷偶联剂苯基三甲氧基硅烷作为偶联剂，苯基三甲氧基硅烷修饰完粉末c后，苯基三甲氧基硅烷上的苯基官能团能与芳香类、烯烃类物质等挥发性物质产生更强的相互作用，产生化学结合力，不易于解吸，从而减少汽车内饰专用料中芳香烃和烯烃类物质的释放。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种再生改性PP、PE汽车内饰专用料，包括如下重量份原料：回收颗粒80份、增强剂40份、间苯二甲酸0.2份、双三嗪氨基二苯乙烯46份、抗氧剂1份和光稳定剂1份；

该再生改性PP、PE汽车内饰专用料通过如下步骤制备：

第一步、将回收颗粒、增强剂、间苯二甲酸、双三嗪氨基二苯乙烯、抗氧剂和光稳定剂，加入到高速混合机中，在转速600r/min下混合15min，即得预混料；

第二步、将预混料倒入热混机，热混至100℃时，排料至冷混机，然后开始冷混至室温，得到干混料；将干混料在145℃℃下熔融共混，经双螺杆挤出机后，造粒，双螺杆挤出机的转速为100r/min，双螺杆挤出机各区的挤出温度设定为：一区145℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区180℃以及机头175℃切粒；得到再生改性PP、PE汽车内饰专用料。

其中，回收颗粒通过如下步骤制备：

将PP和PE回收料经水洗后，用乙二醇洗涤2次，洗涤温度为35℃，洗涤结束后在100℃干燥2h后破碎，破碎成粒径为2mm的颗粒得到回收颗粒。

其中，增强剂通过如下步骤制备：

步骤A11、将石墨粉加入三口烧瓶中，在温度为0℃加入混合酸，然后缓慢加入高锰酸钾，控制高锰酸钾的加入速度，使得反应体系的温度不超过5℃，高锰酸钾加完后，保持温度不变，继续搅拌30min，然后将温度升至25℃，继续搅拌2h，搅拌结束后，加入两倍反应液体积的去离子水稀释，将温度升为100℃，加入质量分数20％的双氧水溶液，搅拌60min，搅拌结束后趁热过滤，将得到的滤饼用质量分数3％的盐酸溶液洗涤3遍，用去离子水洗涤3遍，50℃干燥至恒重得到载体a；

步骤A12、将微晶纤维素和无水乙醇混合后，设置温度为48℃、转速为400r/min，依次加入氢氧化钠溶液、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，搅拌4h，将反应液调节至中性，然后减压抽滤，将得到的滤饼和硝酸铈铵等质量混合加入去离子水室温搅拌30min，然后加入与滤饼等质量的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，室温搅拌50min，然后在40℃条件下，继续搅拌3h，减压抽滤，将得到的滤饼干燥至恒重，得到固体b；

步骤A13、在室温条件下，将载体a、固体b、助剂和去离子水按质量比5：2：5：15混合后在60kHz的频率条件下超声分散40min，-70℃冷冻8h，得到增强剂。

其中，步骤A11中混合酸为质量分数80％的硫酸和质量分数78％的硝酸按体积比9：1混合而成；石墨粉、混合酸、高锰酸钾和质量分数20％的双氧水溶液的用量比为1g：26mL：5g：150mL；步骤A12中氢氧化钠溶液的浓度为2％；微晶纤维素、无水乙醇、氢氧化钠溶液、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的用量比为1g：10mL：1mL：2g；去离子水和无水乙醇体积相等。

其中，助剂通过如下步骤制备：

步骤A21、将盐酸多巴胺和去离子水混合后，设置温度为50℃、转速为200r/min，滴加1mol/L的氢氧化钠溶液，滴加结束后，保持温度和转速不变，继续搅拌5h，搅拌结束后，将得到的反应液用去离子水离心洗涤3遍，将离心得到的固体在40℃真空条件下干燥至恒重，即可得到粉末c；

步骤A22、将步骤A21得到的粉末c和质量分数50％的乙醇水溶液混合，混合后在频率为40kHz的条件下，超声分散6min得到分散液，向分散液中加入苯基三甲氧基硅烷，设置温度为50℃、转速为300r/min，搅拌12h，搅拌结束后，将得到的反应液在12000r/min条件下，离心16min，将离心得到的固体在40℃真空条件下干燥至恒重，得到助剂。

其中，，步骤A21中盐酸多巴胺、去离子水和1mol/L的氢氧化钠溶液的用量比为0.2g：100mL：0.5mL；步骤A22中粉末c、质量分数50％的乙醇水溶液和苯基三甲氧基硅烷的用量比为60mg：120mL：1.3g。

实施例2

一种再生改性PP、PE汽车内饰专用料，包括如下重量份原料：回收颗粒90份、增强剂42份、间苯二甲酸0.3份、双三嗪氨基二苯乙烯5份、抗氧剂2份和光稳定剂2份；

该再生改性PP、PE汽车内饰专用料通过如下步骤制备：

第一步、将回收颗粒、增强剂、间苯二甲酸、双三嗪氨基二苯乙烯、抗氧剂和光稳定剂，加入到高速混合机中，在转速600r/min下混合15min，即得预混料；

第二步、将预混料倒入热混机，热混至105℃时，排料至冷混机，然后开始冷混至室温，得到干混料；将干混料在150℃下熔融共混，经双螺杆挤出机后，造粒，双螺杆挤出机的转速为100r/min，双螺杆挤出机各区的挤出温度设定为：一区145℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区180℃以及机头175℃切粒；得到再生改性PP、PE汽车内饰专用料。

其中，回收颗粒通过如下步骤制备：

将PP和PE回收料经水洗后，用乙二醇洗涤2次，洗涤温度为35℃，洗涤结束后在110℃干燥3h后破碎，破碎成粒径为3mm的颗粒得到回收颗粒。

其中，增强剂通过如下步骤制备：

步骤A11、将石墨粉加入三口烧瓶中，在温度为2℃加入混合酸，然后缓慢加入高锰酸钾，控制高锰酸钾的加入速度，使得反应体系的温度不超过5℃，高锰酸钾加完后，保持温度不变，继续搅拌35min，然后将温度升至25℃，继续搅拌3h，搅拌结束后，加入两倍反应液体积的去离子水稀释，将温度升为100℃，加入质量分数20％的双氧水溶液，搅拌8min，搅拌结束后趁热过滤，将得到的滤饼用质量分数3％的盐酸溶液洗涤3遍，用去离子水洗涤3遍，50℃干燥至恒重得到载体a；

步骤A12、将微晶纤维素和无水乙醇混合后，设置温度为49℃、转速为400r/min，依次加入氢氧化钠溶液、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，搅拌4h，将反应液调节至中性，然后减压抽滤，将得到的滤饼和硝酸铈铵等质量混合加入去离子水室温搅拌30min，然后加入与滤饼等质量的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，室温搅拌50min，然后在40℃条件下，继续搅拌3h，减压抽滤，将得到的滤饼干燥至恒重，得到固体b；

步骤A13、在室温条件下，将载体a、固体b、助剂和去离子水按质量比5：2：8：15混合后在60kHz的频率条件下超声分散40min，-70℃冷冻8h，得到增强剂。

其中，步骤A11中混合酸为质量分数80％的硫酸和质量分数78％的硝酸按体积比9：1混合而成；石墨粉、混合酸、高锰酸钾和质量分数20％的双氧水溶液的用量比为1g：28mL：5g：150mL；步骤A12中氢氧化钠溶液的浓度为8％；微晶纤维素、无水乙醇、氢氧化钠溶液、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的用量比为1g：12mL：1mL：2g；去离子水和无水乙醇体积相等。

其中，助剂通过如下步骤制备：

步骤A21、将盐酸多巴胺和去离子水混合后，设置温度为50℃、转速为200r/min，滴加1mol/L的氢氧化钠溶液，滴加结束后，保持温度和转速不变，继续搅拌5h，搅拌结束后，将得到的反应液用去离子水离心洗涤4遍，将离心得到的固体在40℃真空条件下干燥至恒重，即可得到粉末c；

步骤A22、将步骤A21得到的粉末c和质量分数50％的乙醇水溶液混合，混合后在频率为45kHz的条件下，超声分散8min得到分散液，向分散液中加入苯基三甲氧基硅烷，设置温度为50℃、转速为300r/min，搅拌12h，搅拌结束后，将得到的反应液在12000r/min条件下，离心18min，将离心得到的固体在40℃真空条件下干燥至恒重，得到助剂。

其中，，步骤A21中盐酸多巴胺、去离子水和1mol/L的氢氧化钠溶液的用量比为0.2g：100mL：0.6mL；步骤A22中粉末c、质量分数50％的乙醇水溶液和苯基三甲氧基硅烷的用量比为60mg：120mL：1.4g。

实施例3

一种再生改性PP、PE汽车内饰专用料，包括如下重量份原料：回收颗粒100份、增强剂45份、间苯二甲酸0.4份、双三嗪氨基二苯乙烯6份、抗氧剂3份和光稳定剂3份；

该再生改性PP、PE汽车内饰专用料通过如下步骤制备：

第一步、将回收颗粒、增强剂、间苯二甲酸、双三嗪氨基二苯乙烯、抗氧剂和光稳定剂，加入到高速混合机中，在转速600r/min下混合15min，即得预混料；

第二步、将预混料倒入热混机，热混至110℃时，排料至冷混机，然后开始冷混至室温，得到干混料；将干混料在155℃下熔融共混，经双螺杆挤出机后，造粒，双螺杆挤出机的转速为100r/min，双螺杆挤出机各区的挤出温度设定为：一区145℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区180℃以及机头175℃切粒；得到再生改性PP、PE汽车内饰专用料。

其中，回收颗粒通过如下步骤制备：

将PP和PE回收料经水洗后，用乙二醇洗涤2次，洗涤温度为35℃，洗涤结束后在120℃干燥4h后破碎，破碎成粒径为4mm的颗粒得到回收颗粒。

其中，增强剂通过如下步骤制备：

步骤A11、将石墨粉加入三口烧瓶中，在温度为5℃加入混合酸，然后缓慢加入高锰酸钾，控制高锰酸钾的加入速度，使得反应体系的温度不超过5℃，高锰酸钾加完后，保持温度不变，继续搅拌40min，然后将温度升至25℃，继续搅拌4h，搅拌结束后，加入两倍反应液体积的去离子水稀释，将温度升为100℃，加入质量分数20％的双氧水溶液，搅拌10min，搅拌结束后趁热过滤，将得到的滤饼用质量分数3％的盐酸溶液洗涤3遍，用去离子水洗涤3遍，50℃干燥至恒重得到载体a；

步骤A12、将微晶纤维素和无水乙醇混合后，设置温度为50℃、转速为400r/min，依次加入氢氧化钠溶液、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，搅拌4h，将反应液调节至中性，然后减压抽滤，将得到的滤饼和硝酸铈铵等质量混合加入去离子水室温搅拌30min，然后加入与滤饼等质量的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，室温搅拌50min，然后在40℃条件下，继续搅拌3h，减压抽滤，将得到的滤饼干燥至恒重，得到固体b；

步骤A13、在室温条件下，将载体a、固体b、助剂和去离子水按质量比5：2：10：15混合后在60kHz的频率条件下超声分散40min，-70℃冷冻8h，得到增强剂。

其中，步骤A11中混合酸为质量分数80％的硫酸和质量分数78％的硝酸按体积比9：1混合而成；石墨粉、混合酸、高锰酸钾和质量分数20％的双氧水溶液的用量比为1g：30mL：5g：150mL；步骤A12中氢氧化钠溶液的浓度为2-10％；微晶纤维素、无水乙醇、氢氧化钠溶液、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的用量比为1g：14mL：1mL：2g；去离子水和无水乙醇体积相等。

其中，助剂通过如下步骤制备：

步骤A21、将盐酸多巴胺和去离子水混合后，设置温度为50℃、转速为200r/min，滴加1mol/L的氢氧化钠溶液，滴加结束后，保持温度和转速不变，继续搅拌5h，搅拌结束后，将得到的反应液用去离子水离心洗涤5遍，将离心得到的固体在40℃真空条件下干燥至恒重，即可得到粉末c；

步骤A22、将步骤A21得到的粉末c和质量分数50％的乙醇水溶液混合，混合后在频率为50kHz的条件下，超声分散10min得到分散液，向分散液中加入苯基三甲氧基硅烷，设置温度为50℃、转速为300r/min，搅拌14h，搅拌结束后，将得到的反应液在12000r/min条件下，离心20min，将离心得到的固体在40℃真空条件下干燥至恒重，得到助剂。

其中，，步骤A21中盐酸多巴胺、去离子水和1mol/L的氢氧化钠溶液的用量比为0.2g：100mL：0.7mL；步骤A22中粉末c、质量分数50％的乙醇水溶液和苯基三甲氧基硅烷的用量比为60mg：120mL：1.5g。

对比例1

本对比例为市面上常见的一种汽车内饰专用料。

对实施例1-3和对比例1的汽车内饰专用料进行性能测试：材料的有机物挥发性测试，取一定质量的试样，在100℃下放置10h；材料有机物挥发性的计算根据自定义公式计算：挥发性％＝(材料初始质量-材料在标准规定下放置后的质量)/材料初始质量×100％，进行计算，计算所得的数值越高表示材料有机化合物挥发性越大，反之则越小。拉伸强度和断裂伸长率按GB/T1040-2006标准进行测试。

表1

由上表1可知，本发明制备的一种再生改性PP、PE汽车内饰专用料，汽车内饰专用料中芳香烃和烯烃类物质的释放更少，更加健康；同时利用回收的PP、PE材料也可以保持较好的力学性能，更加环保。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。