改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术适用于环保型高分子材料领域，提供了一种改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料及其制备方法，所述复合材料包含的原料及各原料质量份配比如下：聚丙烯树脂60-95份；剑麻纤维5-40份；相容剂5-10份；抗氧化剂0.1－1份；偶联剂0.5－2份；润滑剂0.1－2份；选料后，在混合器中进行混合，最后投入双螺杆挤出机，经过熔融挤出、造粒。本发明专利技术采用剑麻纤维制备汽车内饰复合材料，降低材料质量同时，保证了其硬度、韧性；在优选方式中，剑麻纤维为束状，经碱处理后切割后形成剑麻纤维小段，具有质量轻、生产可操作性强等优点，制得的复合材料具有密度低、韧性好、模量高等优点，可作为汽车内饰材料，极具推广意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保型高分子材料
，尤其涉及一种改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料及其制备方法。
技术介绍
轻量化、安全化、舒适及环保是当前世界汽车工业发展的趋势，塑料及其复合材料是汽车上常用的非金属材料之一，车用塑料用量已经占到了整个塑料产量的15％。有统计资料显示，汽车的自重减少1％，可节油1％；运动部件减轻1％，可节油2％。在车用塑胶材料中，聚丙烯(PP)具有密度小、性价比高、易加工及易成型等优点，广泛用于汽车中，而成为了品种最多、用量最大的车用塑料。汽车中以PP为材料的零件依车型不同而有所差异，但涉及的品种或品牌达数十种，而零件涉及到：(1)外饰件，如汽车保险杆、挡泥板、测护板、后导流板等；(2)内饰件，如仪表板、门内板、杂物箱盖、车顶篷基材等；(3)功能件，如转向盘、空气过滤器外壳、风扇叶片等。PP材质的零件主要采用玻璃纤维、化学纤维或者滑石粉填充增强，所获得的材料强度高，但是加工困难，耗能大，也给环境带来了巨大的压力，与汽车材料的发展趋势不符。目前丰田汽车、宝马汽车以及其他一些汽车零部件供应商也加大投入开发利用天然纤维增强聚合物新材料，直接应用于汽车中，如苎麻增强PLA，黄麻增强PP等。剑麻纤维作为天然纤维，密度低，强度高，价格低廉，资源丰富，是一种综合性能优异的绿色新材料，但目前仍未见将剑麻纤维用作增强聚合物原料的相关报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料及其制备方法，旨在开发出一种机械性能优良且环境友好的剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料，降低生产成本。为解决上述技术问题，本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一方面，所述改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料，其包含的原料及各原料质量份配比如下：进一步的，所述聚丙烯树脂为均聚PP树脂，其熔融指数为16g/10min，熔点为162℃。进一步的，所述剑麻纤维为束状，在1000mm长度下，束状剑麻纤维其纤维强力≥880N/g，所述束状剑麻纤维经切割形成一定长度的纤维小段，并经过碱液浸泡处理。进一步的，所述纤维小段的长度为5mm，所述碱液为质量浓度为10％的NaOH碱液。进一步的，所述相容剂为PP接枝马来酸酐。进一步的，所述抗氧剂由三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和亚磷酸三[2，4-二叔丁基苯基]酯按重量比2：1复配而成。进一步的，所述偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。进一步的，所述润滑剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙。另一方面，所述改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料的制备方法，包括下述步骤：按照上述改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料的原料质量份配比称取各原料；将称取的各原料在混合器中混合3-5分钟，得到混合料；将所述混合料投置于双螺杆挤出机，经过熔融挤出、造粒。进一步的，所述双螺杆挤出机的工艺条件为：所述双螺杆挤出的螺杆分为四个加温区，其中一区温度设置为160－170℃，二区温度设置为150－160℃，三区温度设置为150－160℃，四区温度设置为150－160℃，所述混合料在所述双螺杆挤出机的螺杆中输送时间为1-2分钟。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用剑麻纤维作为原料，并选用合适的相容剂、润滑剂、偶联剂、抗氧化剂，来制备汽车内饰用的增强聚丙烯复合材料，剑麻纤维作为天然纤维，相较于其他纤维，其密度低、强度高、价格低廉、资源丰富，可降低生产成本；另外，本专利技术中剑麻纤维原料优选为长条束状，强度高，韧性好，填充至PP树脂中有助于增加材料强度。此外，在本专利技术的优选技术方案中，采用特制切割机对剑麻纤维进行二次加工，切割成长5mm的剑麻纤维小段，可与树脂更好的预共混，提高实际生产时可操作性；另外，相容剂采用PP接枝马来酸酐(PP-g-MAH)，为自制相容剂，可以提高剑麻纤维与聚丙烯树脂间的相容性。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料，其包含的原料及各原料质量份配比如下：作为一种实际选料方式，所述聚丙烯树脂为均聚PP树脂，其熔融指数为16g/10min、熔点为162℃；所述剑麻纤维为束状，在1000mm长度下，束状剑麻纤维其纤维强力≥880N/g，所述束状剑麻纤维经特制切割机切割成一定长度的纤维小段，并经过碱液浸泡处理，在复合材料中，剑麻纤维的填充含量5-40％，作为优选的，这里纤维小段的长度为5mm，并且所述纤维小段经过浓度为10％的NaOH碱液浸泡处理，比如浸泡时间为2小时，也可以采用KOH等强碱液；所述相容剂为PP-g-MAH，为自制相容剂，可以提高剑麻纤维与聚丙烯树脂间的相容性；所述抗氧剂由三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和亚磷酸三[2，4-二叔丁基苯基]酯按重量比2：1复配而成；所述偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷；所述润滑剂为硬脂酸锌和硬脂酸钙。本实施例中，将束状剑麻纤维切成5mm长的纤维小段，可与树脂更好的预共混，提高实际生产时可操作性。另外，本专利技术利用去离子水配置浓度为10％的NaOH碱液浸泡剑麻纤维，对其进行改性是本专利技术的关键所在，经浓度为10％碱夜处理可祛除纤维表面的木质素、半纤维素、果胶以及杂质，使得纤维表面变得洁净，降低纤维表面的极性，且增大纤维表面积，可以提高纤维与树脂间的润湿性和相容性，从而达到提高材料强度的目的。另外，本专利技术实施例还提供了一种改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料的制备方法，包括下述步骤：S101、按照所述改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料的原料质量份配比称取各原料；S102、将称取的各原料在混合器中混合3-5分钟，得到混合料；S103、将所述混合料投置于双螺杆挤出机，经过熔融挤出、造粒。这里，称取的剑麻纤维为5mm长的束状剑麻纤维小段，并且经过浓度为10％的NaOH碱液浸泡两小时。原料称取完毕后，在中速混合器中混合3-5分钟，最后将混合均匀的原料投置于双螺杆挤出机，通过双螺杆挤出机的主喂料口进料，然后经过熔融挤出、造粒，得到改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料。生产工艺条件为：所述双螺杆挤出的螺杆分为四个加温区，其中一区温度设置为160－170℃，二区温度设置为150－160℃，三区温度设置为150本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料，其特征在于，其包含的原料及各原料质量份配比如下：

【技术特征摘要】
1.一种改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料，其特征在于，其包含
的原料及各原料质量份配比如下：
2.如权利要求1所述改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料，其特征
在于，所述聚丙烯树脂为均聚PP树脂，其熔融指数为16g/10min，熔点为162
℃。
3.如权利要求1所述改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料，其特征
在于，所述剑麻纤维为束状，在1000mm长度下，束状剑麻纤维其纤维强力≥
880N/g，所述束状剑麻纤维经切割形成一定长度的纤维小段，并经过碱液浸泡
处理。
4.如权利要求3所述改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料，其特征
在于，所述纤维小段的长度为5mm，所述碱液为质量浓度为10％的NaOH碱液。
5.如权利要求1所述改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料，其特征
在于，所述相容剂为PP接枝马来酸酐。
6.如权利要求1所述改性剑麻纤维增强聚丙烯汽车内饰复合材料，其特征
在于，所述抗氧剂由三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和亚磷酸三[2，4-二
叔丁基苯基]酯按重量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，莫品书，
申请(专利权)人：安徽科聚新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34