一種汽車內飾用竹纖維增強聚丙烯複合材料及其製備方法與流程
2024-04-10 00:53:05 1
本發明涉及高分子複合材料技術領域，具體是一種汽車內飾用竹纖維增強聚丙烯複合材料及其製備方法。
背景技術：
天然竹纖維具有長徑比大、比強度高、比表面積大、密度低、價廉、可再生以及可生物降解等諸多優點，另外其自身具有抗菌、抑菌、抗紫外、透氣性好等特性，且竹子生長迅速、成材快、產量高，因而是一種資源豐富、生長周期短、環保功能強的可再生材料，由其增強的聚合物基複合材料具有優異的力學性能、耐水性能、熱穩定性及生物降解性等，可以代替石油基塑料材料應用在高性能戶外裝飾、建築結構材料、汽車配件等領域。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種汽車內飾用竹纖維增強聚丙烯複合材料及其製備方法，製備的竹纖維增強聚丙烯複合材料不僅具有優異的力學性能、耐水性能、熱穩定性及生物降解性能外，其低氣味性能也可以達到各汽車主機廠的規範要求，可以廣泛的應用於汽車內飾製件，具有廣闊的應用前景。
本發明的技術方案為：
一種汽車內飾用竹纖維增強聚丙烯複合材料，是由以下組分按重量百分比製備而成：
所述的竹纖維由以下方法製備而成：首先將竹纖維原材料在常溫下用濃度為5％的naoh溶液浸漬1h，其中，竹纖維原材料與naoh溶液浴比為1∶20，然後用濃度為3％的矽烷偶聯劑溶液在常溫下浸漬竹纖維2h，其中，竹纖維與偶聯劑溶液浴比為1∶20，最後用蒸餾水將竹纖維洗至中性，在50℃烘箱中烘乾至含水率≤0.2％即可。
所述的聚丙烯為均聚低氣味聚丙烯，按大眾氣味檢測標準測得的氣味為3.5級。
所述的抗氧劑為受阻酚類、硫代酯類和亞磷酸酯類抗氧劑中的至少一種。
所述的光穩定劑選用受阻胺類光穩定劑。
所述的潤滑劑選用矽酮類、芥酸類和醯胺類潤滑劑中的至少一種。
所述的除味劑選用畢克p4200系列和中科輕質的lvd1040系列中的至少一種。
所述的相容劑選用阿克瑪ca10低氣味相容劑。
一種汽車內飾用竹纖維增強聚丙烯複合材料的製備方法，具體包括有以下步驟：
(1)、按重量百分比稱取聚丙烯、抗氧劑、光穩定劑、潤滑劑、除味劑、相容劑和色粉一起加入到高速混煉機中高速混合5～10分鐘；
(2)、將步驟(1)混合好的物料經主餵料加入到雙螺杆擠出機中，同時竹纖維經側餵料口進入雙螺杆擠出機中一併熔融、擠出造粒；其中，料筒溫度為190～220℃，螺杆轉速為300～500r/min，真空度為-0.04～0.1mpa；在擠出過程中，在螺杆的第六段加入注水噴頭，注水量為總配比的4～6％，注水過程中，水體分散到熔體內部包覆揮發性小分子並通過真空排除，保證材料的低氣味性能；
(3)、將得到的物料在線進行烘料處理，烘乾溫度為120±5℃，時間為2-4小時，即得到汽車內飾用竹纖維增強聚丙烯複合材料。
本發明的優點：
(1)、本發明的原料組分選擇低氣味原材料，降低了製備材料的氣味；
(2)、本發明採用除味劑母粒，進一步在生產過程中降低材料的氣味；
(3)本發明的製備方法採用特種注水工藝，通過工藝不斷脫出揮發性小分子物質，進一步保證材料的低氣味性能。
本專利從三個方面保證低氣味的性能，使製備的竹纖維增強聚丙烯複合材料更廣泛的應用於汽車內飾材料的製作。
具體實施方式
下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
一種汽車內飾用竹纖維增強聚丙烯複合材料的製備方法，具體包括有以下步驟：
(1)、按重量百分比稱取聚丙烯、抗氧劑、光穩定劑、潤滑劑、除味劑、相容劑和色粉一起加入到高速混煉機中高速混合5～10分鐘；
(2)、將步驟(1)混合好的物料經主餵料加入到雙螺杆擠出機中，同時竹纖維經側餵料口進入雙螺杆擠出機中一併熔融、擠出造粒；其中，料筒溫度為190～220℃，螺杆轉速為300～500r/min，真空度為-0.04～0.1mpa；在擠出過程中，在螺杆的第六段加入注水噴頭，注水量為總配比的4～6％，注水過程中，水體分散到熔體內部包覆揮發性小分子並通過真空排除，保證材料的低氣味性能；
(3)、將得到的物料在線進行烘料處理，烘乾溫度為120±5℃，時間為2-4小時，即得到汽車內飾用竹纖維增強聚丙烯複合材料。
其中，竹纖維由以下方法製備而成：首先將竹纖維原材料在常溫下用濃度為5％的naoh溶液浸漬1h，其中，竹纖維原材料與naoh溶液浴比為1∶20，然後用濃度為3％的矽烷偶聯劑溶液在常溫下浸漬竹纖維2h，其中，竹纖維與偶聯劑溶液浴比為1∶20，最後用蒸餾水將竹纖維洗至中性，在50℃烘箱中烘乾至含水率≤0.2％即可。
聚丙烯為均聚低氣味聚丙烯，按大眾氣味檢測標準測得的氣味為3.5級；抗氧劑為受阻酚類、硫代酯類和亞磷酸酯類抗氧劑中的至少一種；光穩定劑選用受阻胺類光穩定劑；潤滑劑選用矽酮類、芥酸類和醯胺類潤滑劑中的至少一種；除味劑選用畢克p4200系列和中科輕質的lvd1040系列中的至少一種；相容劑選用阿克瑪ca10低氣味相容劑。
實施例1～3中的各組分分別選用不同的比例確值，具體見表1。
表1原料的組成
分別對實施例1～3製得的竹纖維增強聚丙烯複合材料進行性能的基本測試，測試結果如表2所示：
表2竹纖維增強聚丙烯複合材料的性能指標
從實施例1～3可以看出，本發明製備出的竹纖維增強聚丙烯複合材料除了具有優異的力學性能外，其氣味性能也可以滿足汽車主機廠的性能要求。同時，根據成本最優考慮，實施例2的在滿足汽車主機廠性能要求的同時，其成本也較便宜，屬於較優的方案。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。