一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料及其制备方法，其包括以下重量份计的原料：聚丙烯再生料：34.5

【技术实现步骤摘要】
一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚合物改性与加工
，涉及一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着世界各国二氧化碳的持续排放，温室气体的增加，带来的气候变暖问题日益严重，已对地球的生命系统造成威胁。我国率先提出2030年前碳排放达峰、2060年前实现碳中和这一国家战略。因此，大力发展低碳、绿色循环产业经济已成为中国经济转型的重要内容之一。在实现碳达峰、碳中和目标的过程中，作为传统制造型的汽车工业，需要改变其现有的生产模式，造车过程需重点关注低碳、绿色循环概念。VOVLO汽车公司首先提出2025年目标实现每辆汽车全生命周期碳排放较2018年平均降低40％，每辆汽车二氧化碳的减排目标≥25％。因此，开发出一种低碳、绿色循环汽车用材料具有重要意义。
[0003]植物纤维作为一种可再生的绿色循环材料，因其来源丰富，比玻璃纤维和合成纤维、矿粉、碳纤维等填料具有环境友好，易降解，比性能突出等优点，使得植物纤维增强树脂复合材料也作为一种低碳、绿色循环复合材料在汽车材料中得到日益的关注，如采用植物纤维增强聚丙烯复合材料可以做成车门内饰板、仪表板饰件、座椅靠背、立柱、护顶内饰件等零件。
[0004]聚丙烯因具有质轻、价廉、良好的物理加工性能被广泛的应用于建筑、交通、汽车、家电等领域、是目前增长速度最快用量较大的一种通用型塑料。用量多也就意味着将来扔的多，废弃的塑料制品给人的正常生活和环境带来了负担，塑料的回收再利用已迫在眉睫，特别是在碳达峰、碳中和国家战略背景下，回收再利用聚丙烯塑料具有重要意义。
[0005]回收再利用聚丙烯塑料，也称为聚丙烯再生料，因其循环使用特点，当其被再次生产挤出、注塑加工使用时会容易产生难闻的气味，同时力学性能也会出现部分损失，这会在对气味及力学性能具有一定要求的汽车内饰件的应用推广带来不便。
[0006]所以，为了实现碳达峰、碳中和这一国家战略目标，在汽车工业方面，大力发展低碳、绿色循环汽车用复合材料，通过优化配方设计，开发出一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料具有非常重大的意义。

技术实现思路

[0007]本方面提供了一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料及其制备方法，通过配方的合理设计，以再生聚丙烯材料为基体树脂、植物纤维为填充增强材料，再引入气味改善剂、各种助剂制备出一种气味较低、性能较高的植物纤维增强再生聚丙烯复合材料。其中气味改善母粒是由多孔活性碳、低密度聚乙烯、纳米二氧化钛、润滑剂等组成，疏松多孔的活性碳可以表现较好的吸附能力，能够吸附聚丙烯再生料在熔融挤出产生的小分子物质，纳米二氧化钛加入之后，在可见光催化作用下，能有效分解材料体系散发出的有
机小分子，与具有物理吸附功能的多孔活性碳发挥协同作用，共同改善材料体系的气味散发性能。同时为了避免植物纤维在双螺杆的高剪切力、高剪切热的作用下产生的损伤与降解，本专利技术采用密炼共混工艺与单螺杆挤出造粒工艺相结合方式，确保制备出的植物纤维增强再生聚丙烯材料具有较高的综合性能。
[0008]为实现上述目的，本专利技术具体采用以下技术方案：
[0009]一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料，其包括以下重量份计的原料：
[0010]聚丙烯再生料：34.5
‑
69.5；
[0011]植物纤维：20
‑
50；
[0012]弹性体：5
‑
10；
[0013]气味改善母粒：0
‑
5；
[0014]相容剂：1
‑
3；
[0015]偶联剂：0.5
‑
2；
[0016]抗氧剂：0
‑
1；
[0017]其它助剂：0
‑
3。
[0018]其中，所述的聚丙烯再生料原料灰分≤5％，熔融指数(230℃，2.16KG)≥10g/10min。
[0019]所述的植物纤维为黄麻纤维、剑麻纤维、竹纤维中的一种，植物纤维为常规短切纤维，纤维长度为5mm左右。
[0020]所述的弹性体为一种乙烯和丁烯共聚物、乙烯和辛烯共聚物中的一种或两种混合物，其密度在0.86
‑
0.90g/cm3，熔融指数在0.5
‑
6g/10min。
[0021]所述的气味改善母粒是下列组分按重量份数制备而成：
[0022]低密度聚乙烯25份、多孔活性碳40份、纳米二氧化钛33份、润滑剂2份。其中所述的低密度聚乙烯为常规低密度聚乙烯，所述的多孔活性碳表面的微孔直径在10
‑
30nm，所述的纳米二氧化钛为一种白色粉末状，粒子尺寸在10
‑
50nm，晶型为锐钛型结构，所述的润滑剂为硬脂酸钙。
[0023]所述的相容剂采用极性单体接枝聚合物，接枝聚合物基体选用聚乙烯或聚丙烯，接枝单体选用马来酸酐，即所用的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐(PP
‑
g
‑
MAH)。
[0024]所述的偶联剂选自硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种。优选为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)、3
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)和的一种。
[0025]所述的抗氧剂选用四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、硫代二丙酸十八酯(抗氧剂DSTP)、β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)、三[2，4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)中的一种或者两种以上混合。
[0026]所述的其它助剂为主要为本领域技术人员认为所需的各种颜色成分、光稳定剂、加工助剂等的一种或几种的组合物。
[0027]上述一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0028](1)气味改善母粒的制备
[0029]按重量组分将低密度聚乙烯、多孔活性碳、纳米二氧化钛、润滑剂一同加入高速混料机进行混合均匀后，接着转入到密炼机的混炼室内进行高速密炼混合，接着将密炼混合好的块状物料转移到双腕式喂料口进行喂料，由单螺杆挤出机对其进行挤出、风冷、造粒制备出气味改善母粒。其中密炼机中的密炼室的温度设置在160
‑
180℃，单螺杆直径为60mm,长径比为10，单螺杆挤出机分为三段控制温度，从喂料口到机头各段的温度依次为165℃、170℃、180℃
[0030](2)植物纤维的改性处理。
[0031]本专利技术选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料，其特征在于：其包括以下重量份计的原料：聚丙烯再生料：34.5
‑
69.5；植物纤维：20
‑
50；弹性体：5
‑
10；气味改善母粒：0
‑
5；相容剂：1
‑
3；偶联剂：0.5
‑
2；抗氧剂：0
‑
1；其它助剂：0
‑
3。2.根据权利要求1所述的一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯再生料原料灰分≤5％，熔融指数(230℃，2.16KG)≥10g/10min。3.根据权利要求1所述的一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的植物纤维为黄麻纤维、剑麻纤维、竹纤维中的一种，植物纤维为常规短切纤维，纤维长度为5mm左右。4.根据权利要求1所述的一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的弹性体为一种乙烯和丁烯共聚物、乙烯和辛烯共聚物中的一种或两种混合物，其密度在0.86
‑
0.90g/cm3，熔融指数在0.5
‑
6g/10min。5.根据权利要求1所述的一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的气味改善母粒是下列组分按重量份数制备而成：低密度聚乙烯25份、多孔活性碳40份、纳米二氧化钛33份、润滑剂2份；其中所述的低密度聚乙烯为常规低密度聚乙烯，所述的多孔活性碳表面的微孔直径在10
‑
30nm，所述的纳米二氧化钛为一种白色粉末状，粒子尺寸在10
‑
50nm，晶型为锐钛型结构，所述的润滑剂为硬脂酸钙。6.根据权利要求1所述的一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的相容剂采用极性单体接枝聚合物，接枝聚合物基体选用聚乙烯或聚丙烯，接枝单体选用马来酸酐，即所用的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。7.根据权利要求1所述的一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的偶联剂选自硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种。8.根据权利要求1所述的一种低气味、高性能、植物纤维增强再生聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的偶联剂选自3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)、3
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)和的一种。9.根据权利要求1所述的一种低气味、高性能...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩祥壮，蔡龙龙，马伏林，王溢，徐美玲，周炳，张锴，蔡莹，蔡青，周文，
申请(专利权)人：浙江普利特新材料有限公司重庆普利特新材料有限公司上海普利特化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：