本發(fā)明屬于汽車密封件應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，尤其涉及一種低TVOC揮發(fā)量的PVC/NBR熱塑性彈性體材料。同時，本發(fā)明還涉及一種低TVOC揮發(fā)量的PVC/NBR熱塑性彈性體材料的制備方法。
背景技術(shù)：
TVOC是“總揮發(fā)性有機化合物”的簡稱，主要指C6到C16之間的揮發(fā)性有機化合物。汽車內(nèi)有TVOC超標(biāo)對人體的危害程度很大，長時間會造成頭痛、眩暈、惡心等，嚴重者可能導(dǎo)致貧血甚至致癌。車內(nèi)這種空氣污染還會導(dǎo)致司機焦躁不安、注意力無法集中、影響駕車安全，造成交通事故。我們國家在2012年3月份出臺了《GBT 27630-2011 乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》對車內(nèi)TVOC的量提出了標(biāo)準(zhǔn)。
PVC/NBR熱塑性彈性體材料是聚合度大于1300的PVC樹脂，經(jīng)增塑劑和NBR改性后制得的材料，具有良好的物理化學(xué)性能，廣泛用于汽車頂飾條、車門內(nèi)、外擋水條、三角窗的制造，是汽車防水、防塵、隔音不可缺少的重要部件材料。熱塑性彈性體是車內(nèi)TVOC的重要來源之一，傳統(tǒng)的PVC/NBR熱塑性彈性體在檢測TVOC揮發(fā)量時很難達到≤5000μg/m3的限值，特別是車內(nèi)溫度在50℃以上時析出量更是大大增加，對人體健康造成危害。
目前，制備低TVOC的車用高分子材料的方法主要有三種: 一是添加活性炭、多孔氧化鋁、硅藻土等多孔物質(zhì)（CN1727391A）；二是采用專業(yè)的脫揮設(shè)備與工藝進行脫揮；三是采用揮發(fā)性更小的鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）作為增塑劑，取代揮發(fā)性較高的傳統(tǒng)增塑劑，如鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）。第一種方法吸附的效率較低，達不到汽車主機廠對材料TVOC的檢測要求，第二種方法效率有所提高，但受到生產(chǎn)工藝及設(shè)備的局限，且成本較高，不被廣泛應(yīng)用，第三種方法制得的材料在夏天太陽暴曬下TVOC量仍會超標(biāo)。開發(fā)在較高溫度下具有低TVOC揮發(fā)量的PVC/NBR熱塑性彈性體具有重要的價值。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種低TVOC揮發(fā)量的PVC/NBR熱塑性彈性體材料及其制備方法，采用VOC散發(fā)－1m3艙測試TVOC揮發(fā)量，0.3kg樣品在70℃下2h的TVOC量小于5000μg/m3。制備PVC/NBR熱塑性彈性體材料的主要組分包括PVC樹脂、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）、重鈣粉、色素碳黑、穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、加工助劑、粉末丁腈橡膠（NBR）和石墨烯；以鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）為增塑劑，大大降低了材料的TVOC揮發(fā)量，石墨烯在材料里均勻分散，使材料的熱穩(wěn)定性和散熱性得到顯著提高；鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）和石墨烯的協(xié)同作用，使材料在高溫下仍然只有很低的TVOC揮發(fā)量。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種低TVOC揮發(fā)量的PVC/NBR熱塑性彈性體材料，由以下按照重量份數(shù)的原料組成：PVC樹脂100份、鄰苯二甲酸二異壬酯50~100份、重鈣粉5~20份、色素碳黑1~2份、穩(wěn)定劑3~5份、抗氧劑0.1~0.5份、紫外線吸收劑0.1~0.5份、加工助劑3~6份、粉末丁腈橡膠10~50份、石墨烯0.1~1.0份。
優(yōu)選的，所述PVC樹脂為聚合度1300、1800或2500的懸浮法樹脂。
優(yōu)選的，所述重鈣粉是經(jīng)過表面活化處理的重質(zhì)碳酸鈣粉，其粒徑≤10μm。
優(yōu)選的，所述色素碳黑是指專用于塑料著色的碳黑粉。
優(yōu)選的，所述穩(wěn)定劑為鈣鋅類環(huán)保復(fù)合穩(wěn)定劑。
優(yōu)選的，所述抗氧劑為β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯。
優(yōu)選的，所述紫外線吸收劑為2-(2′-羥苯-5′-甲基苯基)苯并三唑UV-P。
優(yōu)選的，所述加工助劑為丙烯酸酯類聚合物K-125P。
優(yōu)選的，所述粉末丁腈橡膠（NBR）為丁腈橡膠粉P83。
本發(fā)明還提供一種低TVOC揮發(fā)量的PVC/NBR熱塑性彈性體材料的制備方法，包括如下步驟：
S1、根據(jù)重量份數(shù)稱取原料；
S2、將石墨烯加入到鄰苯二甲酸二異壬酯中，采用高剪切力攪拌機強烈攪拌，使石墨烯在鄰苯二甲酸二異壬酯中均勻分散，直至溶液靜止后石墨烯仍均勻分散，沒有沉降現(xiàn)象；
S3、將PVC樹脂、重鈣粉、色素碳黑、穩(wěn)定劑、抗氧劑和紫外線吸收劑投入混合鍋低速攪拌1-3分鐘，然后加入S2中均勻分散了石墨烯的鄰苯二甲酸二異壬酯，高剪切力攪拌機調(diào)至高速攪拌，當(dāng)溫度達到120~140℃時停止高速攪拌，混合物冷卻到60℃后出料過篩；
S4、將過篩后的物料加入加工助劑丙烯酸酯類聚合物K-125P和丁腈橡膠粉P83，混合均勻后出料，混合時間1~3 min，混合機轉(zhuǎn)速600~800 rpm；
S5、將S4制備好的混合粉料通過自動加料裝置加入錐形雙螺桿擠出機料倉，然后擠出塑化造粒，擠出機溫度控制在110~150℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制在20~30 rpm；
S6、將擠出切好的粒料經(jīng)三級風(fēng)冷后得到低TVOC汽車密封件用PVC/NBR熱塑性彈性體材料。
本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點：本發(fā)明提供的一種低TVOC揮發(fā)量的PVC/NBR熱塑性彈性體材料及其制備方法，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明具有理化性能好和加工容易的特性，可用作連續(xù)擠出成型、復(fù)合擠出和注塑成型、模壓成型，同時有優(yōu)異的耐光照和耐熱老化性能，特別的，其TVOC揮發(fā)量非常低，采用VOC散發(fā)－1m3艙測試TVOC揮發(fā)量，0.3kg樣品在70℃／2h時仍小于5000μg/m3。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
（1）將如下各物料質(zhì)量組份精確計量：聚合度1300的PVC樹脂100份、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）50份、活性重質(zhì)碳酸鈣粉20份、色素碳黑1份、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑4份、抗氧劑（1076）0.3份、紫外線吸收劑（UV-P）0.25份、加工助劑（K-125P）4份、丁腈橡膠粉（P83）30份、石墨烯0.5份；
（2）將石墨烯加入到鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）中，采用高剪切力攪拌機強烈攪拌，使石墨烯在鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）中均勻分散，直至溶液靜止后石墨烯仍均勻分散，沒有沉降現(xiàn)象；
（3）將PVC樹脂、重鈣粉、色素碳黑、穩(wěn)定劑、抗氧劑和紫外線吸收劑投入混合鍋低速攪拌1分鐘，然后加入上述均勻分散了石墨烯的DINP，調(diào)至高速攪拌，當(dāng)溫度達到120℃時停止高速攪拌，混合物冷卻到60℃后出料過篩；
（4）將過篩后的物料加入加工助劑丙烯酸酯類聚合物K-125P和丁腈橡膠粉P83，混合均勻后出料，混合時間1 min，混合機轉(zhuǎn)速800 rpm；
（5）將（4）制備好的混合粉料通過自動加料裝置加入錐形雙螺桿擠出機料倉，然后擠出塑化造粒，擠出機溫度控制在110℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制在25 rpm；
（6）將擠出切好的粒料經(jīng)三級風(fēng)冷后得到低TVOC汽車密封件用PVC/NBR熱塑性彈性體材料。
采用VOC散發(fā)－1m3艙測試TVOC揮發(fā)量，0.3kg樣品在70℃下2h的TVOC量為3913μg/m3，低于5000μg/m3。
實施例2
（1）將如下各物料質(zhì)量組份精確計量：聚合度1800的PVC樹脂100份、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP） 80份、活性重質(zhì)碳酸鈣粉5份、色素碳黑2份、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑3份、抗氧劑（1076）0.1份、紫外線吸收劑（UV-P）0.5份、加工助劑（K-125P）6份、丁腈橡膠粉（P83）10份、石墨烯1.0份；
（2）將石墨烯加入到鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）中，采用高剪切力攪拌機強烈攪拌，使石墨烯在鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）中均勻分散，直至溶液靜止后石墨烯仍均勻分散，沒有沉降現(xiàn)象；
（3）將PVC樹脂、重鈣粉、色素碳黑、穩(wěn)定劑、抗氧劑和紫外線吸收劑投入混合鍋低速攪拌2分鐘，然后加入上述均勻分散了石墨烯的鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP），調(diào)至高速攪拌，當(dāng)溫度達到130℃時停止高速攪拌，混合物冷卻到60℃后出料過篩；
（4）將過篩后的物料加入加工助劑丙烯酸酯類聚合物K-125P和丁腈橡膠粉P83，混合均勻后出料，混合時間2 min，混合機轉(zhuǎn)速700 rpm；
（5）將（4）制備好的混合粉料通過自動加料裝置加入錐形雙螺桿擠出機料倉，然后擠出塑化造粒，擠出機溫度控制在140℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制在20 rpm；
（6）將擠出切好的粒料經(jīng)三級風(fēng)冷后得到低TVOC汽車密封件用PVC/NBR熱塑性彈性體材料。
采用VOC散發(fā)－1m3艙測試TVOC揮發(fā)量，0.3kg樣品在70℃下2h的TVOC量為4128μg/m3，低于5000μg/m3。
實施例3
（1）將如下各物料質(zhì)量組份精確計量：聚合度2500的PVC樹脂100份、DINP 100份、活性重質(zhì)碳酸鈣粉10份、色素碳黑1份、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑5份、抗氧劑（1076）0.5份、紫外線吸收劑（UV-P）0.1份、加工助劑（K-125P）3份、丁腈橡膠粉（P83）50份、石墨烯0.1份；
（2）將石墨烯加入到鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）中，采用高剪切力攪拌機強烈攪拌，使石墨烯在鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）中均勻分散，直至溶液靜止后石墨烯仍均勻分散，沒有沉降現(xiàn)象；
（3）將PVC樹脂、重鈣粉、色素碳黑、穩(wěn)定劑、抗氧劑和紫外線吸收劑投入混合鍋低速攪拌3分鐘，然后加入上述均勻分散了石墨烯的DINP，調(diào)至高速攪拌，當(dāng)溫度達到140℃時停止高速攪拌，混合物冷卻到60℃后出料過篩；
（4）將過篩后的物料加入加工助劑丙烯酸酯類聚合物K-125P和丁腈橡膠粉P83，混合均勻后出料，混合時間3 min，混合機轉(zhuǎn)速600 rpm；
（5）將（4）制備好的混合粉料通過自動加料裝置加入錐形雙螺桿擠出機料倉，然后擠出塑化造粒，擠出機溫度控制在150℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制在30 rpm；
（6）將擠出切好的粒料經(jīng)三級風(fēng)冷后得到低TVOC汽車密封件用PVC/NBR熱塑性彈性體材料。
采用VOC散發(fā)－1m3艙測試TVOC揮發(fā)量，0.3kg樣品在70℃下2h的TVOC量為4201μg/m3，低于5000μg/m3。
實施例4
（1）將如下各物料質(zhì)量組份精確計量：聚合度2500的PVC樹脂70份、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP） 100份、活性重質(zhì)碳酸鈣粉15份、色素碳黑2份、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑3份、抗氧劑（1076）0.2份、紫外線吸收劑（UV-P）0.2份、加工助劑（K-125P）5份、丁腈橡膠粉（P83）20份、石墨烯0.3份；
（2）將石墨烯加入到鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）中，采用高剪切力攪拌機強烈攪拌，使石墨烯在鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）中均勻分散，直至溶液靜止后石墨烯仍均勻分散，沒有沉降現(xiàn)象；
（3）將PVC樹脂、重鈣粉、色素碳黑、穩(wěn)定劑、抗氧劑和紫外線吸收劑投入混合鍋低速攪拌2分鐘，然后加入上述均勻分散了石墨烯的DINP，調(diào)至高速攪拌，當(dāng)溫度達到140℃時停止高速攪拌，混合物冷卻到60℃后出料過篩；
（4）將過篩后的物料加入加工助劑丙烯酸酯類聚合物K-125P和丁腈橡膠粉P83，混合均勻后出料，混合時間3 min，混合機轉(zhuǎn)速800 rpm；
（5）將（4）制備好的混合粉料通過自動加料裝置加入錐形雙螺桿擠出機料倉，然后擠出塑化造粒，擠出機溫度控制在140℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制在25 rpm；
（6）將擠出切好的粒料經(jīng)三級風(fēng)冷后得到低TVOC汽車密封件用PVC/NBR熱塑性彈性體材料。
采用VOC散發(fā)－1m3艙測試TVOC揮發(fā)量，0.3kg樣品在70℃下2h的TVOC量為3987μg/m3，低于5000μg/m3。
實施例5
（1）將如下各物料質(zhì)量組份精確計量：聚合度1800的PVC樹脂100份、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP） 60份、活性重質(zhì)碳酸鈣粉10份、色素碳黑1份、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑5份、抗氧劑（1076）0.4、紫外線吸收劑（UV-P）0.3份、加工助劑（K-125P）3份、丁腈橡膠粉（P83）40份、石墨烯0.7份；
（2）將石墨烯加入到DINP中，采用高剪切力攪拌機強烈攪拌，使石墨烯在DINP中均勻分散，直至溶液靜止后石墨烯仍均勻分散，沒有沉降現(xiàn)象；
（3）將PVC樹脂、重鈣粉、色素碳黑、穩(wěn)定劑、抗氧劑和紫外線吸收劑投入混合鍋低速攪拌2分鐘，然后加入上述均勻分散了石墨烯的DINP，調(diào)至高速攪拌，當(dāng)溫度達到120℃時停止高速攪拌，混合物冷卻到60℃后出料過篩；
（4）將過篩后的物料加入加工助劑丙烯酸酯類聚合物K-125P和丁腈橡膠粉P83，混合均勻后出料，混合時間2 min，混合機轉(zhuǎn)速600 rpm；
（5）將（4）制備好的混合粉料通過自動加料裝置加入錐形雙螺桿擠出機料倉，然后擠出塑化造粒，擠出機溫度控制在120℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制在30 rpm；
（6）將擠出切好的粒料經(jīng)三級風(fēng)冷后得到低TVOC汽車密封件用PVC/NBR熱塑性彈性體材料。
采用VOC散發(fā)－1m3艙測試TVOC揮發(fā)量，0.3kg樣品在70℃下2h的TVOC量為3792μg/m3，低于5000μg/m3。
綜上所述：本發(fā)明提供的一種低TVOC揮發(fā)量的PVC/NBR熱塑性彈性體材料及其制備方法，采用VOC散發(fā)－1m3艙測試TVOC揮發(fā)量，0.3kg樣品在70℃下2h的TVOC量小于5000ug/m3。制備PVC/NBR熱塑性彈性體材料的主要組分包括PVC樹脂、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）、重鈣粉、色素碳黑、穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、加工助劑、粉末丁腈橡膠（NBR）和石墨烯；以鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）為增塑劑，大大降低了材料的TVOC揮發(fā)量，石墨烯在材料里均勻分散，使材料的熱穩(wěn)定性和散熱性得到顯著提高；鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）和石墨烯的協(xié)同作用，使材料在高溫下仍然只有很低的TVOC揮發(fā)量。
最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。