一种汽车用高性能复合材料制造技术

本发明专利技术属于汽车用塑料制备技术领域，具体涉及一种汽车用高性能复合材料，是采用电纺丝法在基体表面上形成抗老化膜；所述基体主要原料包括以下重量百分数计的组分组成：聚苯醚20

【技术实现步骤摘要】
一种汽车用高性能复合材料


[0001]本专利技术属于汽车用塑料制备
，具体涉及一种汽车用高性能复合材料。

技术介绍

[0002]聚丙烯作为汽车用塑料，聚丙烯是结晶性的高聚物，具有良好的耐溶剂性，流动性高、电绝缘性和耐化学腐蚀性，但其有如下缺陷限制了其应用：1)分子链节上侧甲基的规则排列使聚丙烯材料具有较高的结晶度，在通常的加工条件下，由熔体自然冷却的均相结晶主要为α晶型，球晶颗粒较大，受到冲击时易成为应力集中点，使材料低温下易脆断，抗冲能力差；2)聚丙烯是一种非极性聚合物，其染色性、粘接性、抗静电性以及与无机填料的相容性都较差；3)聚丙烯的结晶行为使材料的加工成型收缩率大，制品的尺寸稳定性较低；4)聚丙烯分子中的叔碳原子和甲基上带有活泼氢，易在紫外线和氧气的作用下发生氧化降解反应，不利于零件的长期使用。
[0003]聚硅氧烷具有优异的润滑性能，可降低材料的摩擦因数，从而提高材料的耐刮擦性能，但是聚硅氧烷与聚丙烯的相容性较差，添加聚硅氧烷可能会造成聚丙烯复合材料出现相分离，进而降低聚丙烯复合材料的其力学性能。
[0004]聚苯醚是一种性能优异的非结晶工程塑料，具有优异的力学性能，成炭率高，耐热性好、吸水性低、尺寸稳定性好和密度小等优点，但其分子结构中的苯环导致了分子链刚性大，熔融流动性差，而且玻璃化温度在热塑性塑料中最高，加工时需要加热到300℃，因此极大地限制了其的应用。
[0005]再考虑到极性非结晶的聚苯醚和非极性结晶的聚丙烯相容性较差，并且熔体粘度相差较大，若相容剂选择不当，会造成分散相的分布不规则，易产生分离现象，导致力学性能等下降。所以将聚苯醚、聚丙烯、聚硅氧烷形成优势互补仍值得研究。
[0006]专利申请号CN201711402116.8公开了一种汽车内饰材料及其制备方法，尤其是一种高质感汽车内饰材料及其制备方法。本专利技术的材料包括以下重量份数的组分：聚丙烯40
‑
70份，柔软剂1
‑
10份，补强剂10
‑
25份，促进剂2
‑
5份，高弹体5
‑
20份，矿物粉5
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25份，功能助剂1
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3份，该专利技术通过强剪切、超高速拉伸方法实现取向成纤，大幅提高了原有聚丙烯材料强度、刚性、韧性和耐热性，同时获得了高品质外观制品，再通过高剪切分散实现了高弹体在体系中的良好分散，获得了表面柔软触感、低光泽度，消除制品硬塑感，提升汽车塑料内饰视觉档次和手感舒适度，有利于营造出最舒适的车内空间，但该文献并未解决聚苯醚和聚丙烯相容性较差、熔体粘度相差较大的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种汽车用高性能复合材料。
[0008]具体是通过以下技术方案来实现的：
[0009]一种汽车用高性能复合材料，是采用电纺丝法在基体表面上形成抗老化膜，基体由以下重量百分数计的组分组成：聚苯醚20
‑
25％、改性聚硅氧烷5
‑
10％，表面活性剂0.1
‑
0.3％，相容剂0.5
‑
0.8％，余量为聚丙烯。
[0010]所述电纺丝法具体为：将基体依次置于质量浓度为1
‑
2％的壳聚糖溶液浸泡5
‑
10min，然后将基体置于静电纺丝仪接收板上，将电纺丝液液注入注射器，电纺丝溶液在静电力的作用下从针尖喷出，通过水凝胶粘附所纺的抗老化膜，然后置于质量浓度为3
‑
7％的氯化钙溶液中浸泡3
‑
10min，然后置于真空冷冻干燥机中冻干即得汽车用高性能复合材料。
[0011]所述电纺丝法的工作条件为：电压10
‑
20kV，推进速度3
‑
8mL/min，距离15
‑
20cm，温度<30℃，湿度<45％。
[0012]所述电纺丝液是先将纳米TiO2溶于15wt％的乙醇溶液，制得纳米二氧化钛含量为1
‑
5％的分散液，再将纳米TiO2分散液与WPU乳液混合按质量比1:1超声分散45
‑
60min。
[0013]所述改性聚硅氧烷，其制备方法为：采用乙醇溶解亚磷酸酯粉体，制得亚磷酸酯溶液，然后在亚磷酸酯溶液中加入聚硅氧烷和蒸馏水，使得体系固含量为50％，在100
‑
108℃的条件下反应30
‑
45min后，冷却至常温，过滤，于120
‑
137℃条件下真空干燥。
[0014]所述亚磷酸酯的用量是亚磷酸酯与聚硅氧烷的摩尔比为(0.1
‑
0.2)：100。
[0015]所述表面活性剂为聚山梨酯。
[0016]所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯和乙烯丙烯酸共聚物按质量比1:(0.4
‑
0.7)。
[0017]所述基体的制备方法为，包括如下步骤：
[0018]1)将聚苯醚溶于氯苯中搅拌至溶解，制得聚苯醚的氯苯溶液；
[0019]2)将改性聚硅氧烷充分溶于氯苯中，制得聚硅氧烷的氯苯溶液，然后加入硫酸、1/3表面活性剂，在108
‑
115℃条件下缓慢加入聚苯醚溶液，保温反应2
‑
3h后，过滤除去不溶物，用甲醇进行沉淀，抽滤、洗涤后，得到固形物；
[0020]3)将步骤2)所得固形物、聚丙烯、相容剂、剩余表面活性剂进行共混挤出造粒，挤出温度为250
‑
275℃。
[0021]所述硫酸，其浓度为0.2mol/L，用量为改性聚硅氧烷质量的1
‑
2％。
[0022]本专利技术的汽车用高性能复合材料用于制作汽车内饰零件。
[0023]有益效果：
[0024]本专利技术的复合材料具有如下优异的性能：
[0025]1)力学性能好；
[0026]本专利技术采用亚磷酸酯与聚硅氧烷进行反应，实现了亚磷酸酯对聚硅氧烷的修饰，利用聚硅氧烷的氨基能够与亚磷酸酯上的磷酰氯进行反应，将抗氧化剂良好的固化于复合材料中。
[0027]本专利技术引入聚硅氧烷结构，极大改善了以聚丙烯为主要原料制备的复合材料的耐刮擦性能，而采用亚磷酸酯对聚硅氧烷进行改性，对聚硅氧烷起到了扩链效果，进而改善了其与聚丙烯分子链间物理缠结和分子间的作用力。同时，本专利技术利用聚硅氧烷能够与聚苯醚进行交联反应生成共聚物，进而避免了聚硅氧烷、聚苯醚分别与聚丙烯相容性差的问题。
[0028]本专利技术在步骤2)中加入表面活性剂，利用聚山梨酯能够有助于增溶，进而保证聚苯醚、聚硅氧烷的良好反应，降低了反应温度，缩短了反应时间，提高了反应效率。
[0029]本专利技术在步骤3)中加入表面活性剂，利用聚山梨酯能够降低界面张力，进而加强了聚苯醚、聚硅氧烷与聚丙烯的良好结合。
[0030]2)耐热性能优；通过引入以Si
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车用高性能复合材料，其特征在于，是采用电纺丝法在基体表面上形成抗老化膜；所述基体由以下重量百分数计的组分组成：聚苯醚20
‑
25％、改性聚硅氧烷5
‑
10％，表面活性剂0.1
‑
0.3％，相容剂0.5
‑
0.8％，余量为聚丙烯。2.如权利要求1所述一种汽车用高性能复合材料，其特征在于，所述电纺丝法具体为：将基体依次置于质量浓度为1
‑
2％的壳聚糖溶液浸泡5
‑
10min，然后将基体置于静电纺丝仪接收板上，将电纺丝液液注入注射器，电纺丝溶液在静电力的作用下从针尖喷出，通过水凝胶粘附所纺的抗老化膜，然后置于质量浓度为3
‑
7％的氯化钙溶液中浸泡3
‑
10min，然后置于真空冷冻干燥机中冻干即得汽车用高性能复合材料。3.如权利要求2所述一种汽车用高性能复合材料，其特征在于，所述电纺丝法的工作条件为：电压10
‑
20kV，推进速度3
‑
8mL/min，距离15
‑
20cm，温度<30℃，湿度<45％。4.如权利要求1所述一种汽车用高性能复合材料，其特征在于，所述电纺丝液是先将纳米TiO2溶于15wt％的乙醇溶液，制得纳米二氧化钛含量为1
‑
5％的分散液，再将纳米TiO2分散液与WPU乳液混合按质量比1:1超声分散45
‑
60min。5.如权利要求1所述一种汽车用高性能复合材料，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘渝，郑红开，熊晏安，宋世豪，吴俊，杨荣强，靳灵杰，蔡孝生，文淳智，
申请(专利权)人：贵州凯科特材料有限公司，
类型：发明
国别省市：