CN104119621B - 一种多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料，其主要原料组份与重量份数为：聚氯乙烯(医用级，分子量2500)：50～100份；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物：5～25份；柠檬酸三丁酯：40～100份；环氧树脂(E-51)：5～8份；2-甲基咪唑：0.5～1份；纳米二氧化钛：5～10份；碳酸钙：20～30份；抗菌剂：1～2份；环氧大豆油：3～10份；聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚：1～2份；钙锌稳定剂：2～5份。其优点是能获得具有很好的自清洁性、除挥发溶剂性和抗菌性。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡塑复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种汽车脚垫用多功能橡塑复合材料及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，也对汽车脚垫提出了更高的要求，除了舒适、美观、环保、阻燃等特点外，还希望脚垫具有自清洁、处理车内甲醛、抗菌等功能，因此，开发多功能汽车脚垫已成为脚垫行业研究的热点。
传统的汽车脚垫大多以聚氯乙烯(PVC)或橡胶作为主体材料，随着性能要求的提高，也开发了以弹性体为主体材料的汽车脚垫，汽车的力学性能、阻燃性能、防滑性能已大为提高，但人们还期待汽车脚垫拥有更多的功能。例如，购买新车时车内挥发气体超标，是否能吸收或处理这些挥发气体呢？脚垫使用时间长时，会发现经常用洗脱不掉的颜色附着于脚垫上，是否有方法处理呢？是否能够实现抗菌功能呢？因此，亟待汽车脚垫新配方的出现，提升生活品质，获取新的自主知识产品，赶超国外同类产品的性能。在同类研究中有较多的学者研究了聚氯乙烯、氯化聚丙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物两两组合的复合高韧性材料，取得了一定的效果，虽然显著提高复合材料的力学、耐候性能，但仍未能获得更多的功能。有学者在上述材料中加入了纳米银抗菌，但成本太贵，而且抗菌效果及范围仍不够广，亟待新的材料开发。因此，采用本申请专利开发的产品，对增加复合材料多功能性，对拥有自主知识产权、增强产品的市场竞争力及推动汽车用品和橡塑制品行业的进一步发展具有重要意义，市场前景十分广阔。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料和制备方法以及应用。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料，其原料组份与重量份数为：
聚氯乙烯(医用级，分子量2500)：50～100份；
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物：5～25份；
柠檬酸三丁酯：40～100份；
环氧树脂(E-51)：5～8份；
2-甲基咪唑：0.5～1份；
纳米二氧化钛：5～10份；
碳酸钙：20～30份；
抗菌剂：1～2份；
环氧大豆油：3～10份；
聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚：1～2份；
钙锌稳定剂：2～5份。
其制备方法为：
先将聚氯乙烯、柠檬酸三丁酯、环氧树脂、纳米二氧化钛、碳酸钙、环氧大豆油、抗菌剂、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和钙锌稳定剂加入搅拌釜中，在温度为20-40℃下，搅拌速率为10-20转/分钟搅拌0.5-1小时，然后加入2-甲基咪唑，在温度为60-80℃下，搅拌速率为10-20转/分钟搅拌0.5-1小时。最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，在开炼机以150-190℃下开炼4-8分钟即可。
所述的纳米二氧化钛晶型为锐钛矿。
所述的抗菌剂为三氯生与纳米银的共混物，三氯生与纳米银的质量比例为1:0.2-0.5。
与现有技术相比，本发明的优点在于
(a)自清洁能力高。由于二氧化钛的自清洁性，一般灰尘不容易沾染，也不容易变色，用清水冲洗即可。
(b)吸收挥发气体能力强。特别是对于新车，含甲醛、二甲苯等多种有机溶剂浓度高，可以利用二氧化钛的光催化性能边吸收边降解，达到车内环保的要求。
(c)抗菌性能好。因为采用无机和有机复合抗菌剂，所以抗菌范围、抗菌率等都达99％以上，而且抗菌时间长。
(d)生产价格便宜，生产工艺简单。采用的无论是二氧化钛，还是复合抗菌剂，成本都十分低廉，而且与原有脚垫复合材料的生产方式基本不做改变，生产工艺十分简单。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细描述。
实施例1：一种多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料，其原料组份与重量份数为：
聚氯乙烯(医用级，分子量2500)：50份；
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物：25份；
柠檬酸三丁酯：40份；
环氧树脂(E-51)：5份；
2-甲基咪唑：0.5份；
纳米锐钛矿二氧化钛：5份；
碳酸钙：20份；
抗菌剂：1份；
环氧大豆油：3份；
聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚：1份；
钙锌稳定剂：2份。
其制备方法为：
先将聚氯乙烯、柠檬酸三丁酯、环氧树脂、纳米二氧化钛、碳酸钙、环氧大豆油、抗菌剂、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和钙锌稳定剂加入搅拌釜中，在温度为20℃下，搅拌速率为10转/分钟搅拌0.5小时，然后加入2-甲基咪唑，在温度为60℃下，搅拌速率为10转/分钟搅拌0.5小时。最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，在开炼机以190℃下开炼8分钟即可。
所述的抗菌剂为三氯生与纳米银的共混物，三氯生与纳米银的质量比例为1:0.2。
实施例2：
一种多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料，其原料组份与重量份数为：
聚氯乙烯(医用级，分子量2500)：100份；
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物：5份；
柠檬酸三丁酯：100份；
环氧树脂(E-51)：8份；
2-甲基咪唑：1份；
纳米锐钛矿二氧化钛：10份；
碳酸钙：30份；
抗菌剂：2份；
环氧大豆油：10份；
聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚：2份；
钙锌稳定剂：5份。
其制备方法为：
先将聚氯乙烯、柠檬酸三丁酯、环氧树脂、纳米二氧化钛、碳酸钙、环氧大豆油、抗菌剂、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和钙锌稳定剂加入搅拌釜中，在温度为40℃下，搅拌速率为20转/分钟搅拌1小时，然后加入2-甲基咪唑，在温度为80℃下，搅拌速率为20转/分钟搅拌1小时。最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，在开炼机以150℃下开炼4分钟即可。
所述的抗菌剂为三氯生与纳米银的共混物，三氯生与纳米银的质量比例为1:0.5。
实施例3：
一种多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料，其原料组份与重量份数为：
聚氯乙烯(医用级，分子量2500)：75份；
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物：15份；
柠檬酸三丁酯：60份；
环氧树脂(E-51)：6.5份；
2-甲基咪唑：0.75份；
纳米锐钛矿二氧化钛：7.5份；
碳酸钙：25份；
抗菌剂：1.5份；
环氧大豆油：6.5份；
聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚：1.5份；
钙锌稳定剂：3.5份。
其制备方法为：
先将聚氯乙烯、柠檬酸三丁酯、环氧树脂、纳米二氧化钛、碳酸钙、环氧大豆油、抗菌剂、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和钙锌稳定剂加入搅拌釜中，在温度为30℃下，搅拌速率为15转/分钟搅拌0.75小时，然后加入2-甲基咪唑，在温度为70℃下，搅拌速率为15转/分钟搅拌0.75小时。最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，在开炼机以170℃下开炼6分钟即可。
所述的抗菌剂为三氯生与纳米银的共混物，三氯生与纳米银的质量比例为1:0.35。
实施例4：
一种多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料，其原料组份与重量份数为：
聚氯乙烯(医用级，分子量2500)：50份；
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物：5份；
柠檬酸三丁酯：40份；
环氧树脂(E-51)：5份；
2-甲基咪唑：0.5份；
纳米锐钛矿二氧化钛：10份；
碳酸钙：20份；
抗菌剂：2份；
环氧大豆油：3份；
聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚：1份；
钙锌稳定剂：2份。
其制备方法为：
先将聚氯乙烯、柠檬酸三丁酯、环氧树脂、纳米二氧化钛、碳酸钙、环氧大豆油、抗菌剂、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和钙锌稳定剂加入搅拌釜中，在温度为30℃下，搅拌速率为15转/分钟搅拌0.75小时，然后加入2-甲基咪唑，在温度为70℃下，搅拌速率为15转/分钟搅拌0.75小时。最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，在开炼机以170℃下开炼6分钟即可。
所述的抗菌剂为三氯生与纳米银的共混物，三氯生与纳米银的质量比例为1:0.35。
抗菌测试方法如下：主要采用测定接种后的活菌数的菌(落)数减少法之一的改进AATCC试验法100进行评定。先将测试样和对照样接种测试菌，然后加入已知总量的中和液并振荡，将菌从试样上洗脱下来，测定洗脱液中的菌含量，计算抗菌试样上细菌减少的百分率。其计算公式为：
式中，M为细菌减少的百分率；A为试样接种细菌并培养18～24h后洗脱液中的菌浓度；B为试样接种细菌后立即洗脱液中的菌浓度；C为对照样与细菌零接触时间洗脱液中的菌浓度。
上述实施例测试结果如下表
通过测试表明，实施例1～4的各项指标均远远优于现有产品的指标，具有很好的自清洁性、除挥发溶剂性和抗菌性。
Claims (4)
1.一种多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料，其特征在于原料组份与重量份数为：
医用级且分子量为2500的聚氯乙烯：50～100份；
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物：5～25份；
柠檬酸三丁酯：40～100份；
E-51型环氧树脂：5～8份；
2-甲基咪唑：0.5～1份；
纳米二氧化钛：5～10份；
碳酸钙：20～30份；
抗菌剂：1～2份；
环氧大豆油：3～10份；
聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚：1～2份；
钙锌稳定剂：2～5份。
2.根据权利要求1所述的多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料，其特征在于所述的纳米二氧化钛晶型为锐钛矿。
3.根据权利要求1所述的多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料，其特征在于所述的抗菌剂为三氯生与纳米银的共混物，三氯生与纳米银的质量比例为1:0.2-0.5。
4.根据权利要求1所述一种多功能橡塑汽车脚垫用的复合材料的制备方法，其特征在于，
先将聚氯乙烯、柠檬酸三丁酯、环氧树脂、纳米二氧化钛、碳酸钙、环氧大豆油、抗菌剂、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和钙锌稳定剂加入搅拌釜中，在温度为20-40℃下，搅拌速率为10-20转/分钟搅拌0.5-1小时，然后加入2-甲基咪唑，在温度为60-80℃下，搅拌速率为10-20转/分钟搅拌0.5-1小时，最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，在开炼机以150-190℃下开炼4-8分钟即可。
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