一种新能源汽车用生物质复合材料及其制备方法技术

技术编号：41314560 阅读：6 留言：0更新日期：2024-05-13 14:56

本发明专利技术公开了一种新能源汽车用生物质复合材料及其制备方法，复合材料采用以下方法制备得到：1)将氨基硅油稀释后倒入到生物质纤维素中，制备出共混液；2)将共混液置于超声波振动仪中进行氨基硅油改性；3)将共混液进行抽滤，滤饼于60℃条件下干燥；4)将滤饼和尿素、磷酸盐一并加热反应，然后过滤沉淀，用去离子水洗涤数次，然后真空干燥粉末；5)将粉末溶解于蒸馏水中加入氯化铁溶液中反应；6)将改性生物质纤维素与干燥后的聚丙烯、偶联剂、增韧剂放入喂料机经过混料、挤出、造粒，最后再经过注塑机注塑后，即可得到生物质复合材料。本发明专利技术可以有效解决现有的新能源汽车内外饰材料成本高、密度大以及环境污染等问题。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新材料，特别涉及一种新能源汽车用生物质复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、全球电动化趋势不断提速，新能源汽车发展迅猛。新能源汽车的轻量化成为提升其续航能力、节能减排的首要途径。相关研究表明，新能源汽车每减少100kg重量，续航里程可提升10％-11％，还可以减少20％的电池成本以及20％的日常损耗成本。

2、天然的生物质材料密度低，可生物降解的，具有优良的生物相容性、加工性和可回收性，比传统材料更具有绿色环保的优势。此外，由于材料的来源是植物，其施工成本也相对较低，有机材料在自然环境中又具有很强的适应能力。然而新能源汽车车身外壳绝大部分是金属材料，钢板、碳纤维、铝、强化塑料等，不同用途的汽车外壳、不同部位的材料不同。使得现有的新能源汽车内外饰材料存在成本高、密度大以及环境污染等问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种新能源汽车用生物质复合材料及其制备方法，可以有效解决现有的新能源汽车内外饰材料成本高、密度大以及环境污染等问题。

2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种新能源汽车用生物质复合材料，其原料按照质量份计，包括：改性生物质纤维素15-30份，聚丙烯65-80份，偶联剂1-5份，增韧剂1-5份。

4、本专利技术还提供一种新能源汽车用生物质复合材料的制备方法，所述复合材料采用以下方法制备得到：

5、1)将氨基硅油稀释后倒入到生物质纤维素中，制备出共混液；

<p>6、2)将步骤1)的共混液置于超声波振动仪中进行氨基硅油改性，期间需不断搅拌溶液；

7、3)将步骤2)的共混液进行抽滤，滤饼于60℃条件下，干燥至恒重；

8、4)将步骤3)的滤饼和尿素、磷酸盐一并加热反应，然后将反应后产物倒入去离子水和乙醇的混合物中，过滤沉淀，用去离子水洗涤数次，然后真空干燥粉末；

9、5)将步骤4)的粉末溶解于蒸馏水中，然后将混合物滴入氯化铁溶液中，反应数小时后，过滤干燥至恒重，得到改性生物质纤维素；

10、6)将步骤5)改性生物质纤维素与干燥后的聚丙烯、偶联剂、增韧剂放入喂料机经过混料、挤出、造粒，最后再经过注塑机注塑后，即可得到生物质复合材料。

11、进一步优选的，步骤1)中，所述氨基硅油稀释十倍，氨基硅油与生物质纤维素质量比1:2。

12、进一步优选的，步骤2)中，氨基硅油乳液于50℃下超声波振动30-60min改性生物质纤维素。

13、进一步优选的，步骤4)中，所述磷酸盐可为亚磷酸、聚磷酸铵、磷酸中的一种或几种混合。

14、进一步优选的，步骤4)中，生物质纤维素/尿素/磷酸盐摩尔比为1:5.2:3。

15、进一步优选的，步骤4)中，反应温度为150℃，反应时间7h，去离子水和乙醇按1:1混合，干燥温度为60℃。

16、进一步优选的，步骤5)中，所述氯化铁溶液浓度0.5mol/l，于50℃条件下反应6h。

17、进一步优选的，步骤6)中，挤出机机头温度180℃，ⅰ区温度185℃，ⅱ区温度185℃，ⅲ区温度190℃，ⅳ区温度185℃；喂料机转速18rpm，螺杆转速20rpm；

18、注塑机温度为185℃-190℃-190℃-180℃，注射压力为60mpa，保压时间10s，冷却时间为30s。

19、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：

20、其一、本专利技术提供的复合材料，密度低，成本低、绿色环保可回收、易加工、可大批量生产；

21、其二、改性生物质纤维不仅可以提高复合材料的力学性能，而且还有符合汽车轻量化发展趋势；

22、其三、氨基硅油、磷酸化和金属离子的混合改性可大大提高生物质纤维素的热性能及阻燃性，延缓新能源汽车内外饰件的燃烧，为驾乘人员争取宝贵的逃生时间；

23、其四、fe3+与磷酸化后的纤维素形成金属盐，且fe3+具有催化炭形成的作用，与磷酸化纤维素具有协同阻燃效果。

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【技术保护点】

1.一种新能源汽车用生物质复合材料，其特征在于，其原料按照质量份计，包括：改性生物质纤维素15-30份，聚丙烯65-80份，偶联剂1-5份，增韧剂1-5份。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用生物质复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料采用以下方法制备得到：

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用生物质复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述氨基硅油稀释十倍，氨基硅油与生物质纤维素质量比1:2。

4.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用生物质复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，氨基硅油乳液于50℃下超声波振动30-60min改性生物质纤维素。

5.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用生物质复合材料的制备方法，其特征在于：步骤4)中，所述磷酸盐可为亚磷酸、聚磷酸铵、磷酸中的一种或几种混合。

6.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用生物质复合材料的制备方法，其特征在于：步骤4)中，生物质纤维素/尿素/磷酸盐摩尔比为1:5.2:3。

7.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用生物质复合材

8.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用生物质复合材料的制备方法，其特征在于：步骤5)中，所述氯化铁溶液浓度0.5mol/L，于50℃条件下反应6h。

9.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用生物质复合材料的制备方法，其特征在于：步骤6)中，挤出机机头温度180℃，Ⅰ区温度185℃，Ⅱ区温度185℃，Ⅲ区温度190℃，Ⅳ区温度185℃；喂料机转速18rpm，螺杆转速20rpm；

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【技术特征摘要】

1.一种新能源汽车用生物质复合材料，其特征在于，其原料按照质量份计，包括：改性生物质纤维素15-30份，聚丙烯65-80份，偶联剂1-5份，增韧剂1-5份。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用生物质复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料采用以下方法制备得到：

5.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用生物质复合材料的制备方法，其特征在于：步骤4)中，所述磷酸盐可为亚磷酸、聚磷酸铵、磷酸中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐世伟，袁泉，何莉萍，秦云，
申请(专利权)人：湖南大学苏州研究院，
类型：发明
国别省市：

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