植物纖維增強聚丙烯復合材料及其制備方法和在制備汽車部件中應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚丙烯復合材料領(lǐng)域，具體涉及一種植物纖維增強聚丙烯復合材料及 其制備方法和在制備汽車部件中應用。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了解決"能源短缺"和"環(huán)境污染"給全球經(jīng)濟及人們生存環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)，并 促進汽車產(chǎn)品進步、保護環(huán)境、推進能源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展，汽車節(jié)能減排越來越受到人們 的關(guān)注。近年來，新材料改性技術(shù)的發(fā)展促進了汽車的小型化與輕量化，成為促進汽車節(jié)能 減排的另一重要的新途徑。汽車工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)將塑料及其復合材料用量作為衡量現(xiàn)代 汽車設(shè)計與制造技術(shù)水平高低的一個重要標志。
[0003] 作為五大通用塑料之一，聚丙烯具有力學性能優(yōu)異、比重小、易于成型加工的優(yōu) 勢，在汽車工業(yè)中具有廣泛的應用。纖維增強聚丙烯具有質(zhì)量輕、強度高、抗沖擊韌性強、尺 寸穩(wěn)定性好、耐腐蝕、成型加工性能優(yōu)異、綠色環(huán)保等卓越性能。纖維增強聚丙烯在汽車前 端模塊、儀表板、門模塊和汽車車身底板等領(lǐng)域具有廣闊的應用空間?，F(xiàn)有的汽車用增強聚 丙烯的纖維主要包括玻璃纖維、碳纖維和硼纖維等化學纖維。但是，化學纖維增強聚丙烯存 在加工困難、耗能大和耐柔性差的缺陷。相對于以上纖維，植物纖維具有綠色環(huán)保、可再生、 來源廣泛、比重輕和價格低廉的優(yōu)勢。另外，植物纖維的大量使用有利于緩解石油資源短缺 和促進綠色、低碳及可持續(xù)性經(jīng)濟的發(fā)展。因此，植物纖維增強聚丙烯在汽車領(lǐng)域的應用前 景廣闊。
[0004] 中國專利CN102516665A、CN101781424A和CN102417660A分別公開 了一種PP汽 車保險杠用料，但是其組分完全來源于石油基材料，在低碳、綠色環(huán)保和價格方面存在著不 足。中國專利CN101747560B和CN102827425A分別報道了一種選用滑石粉填充改性的汽車 用聚丙烯，雖然改善了聚丙烯的抗沖擊性以及降低其成本，但是削弱了聚丙烯密度小的優(yōu) 勢。
[0005] 申請公布號為CN102382374A(申請?zhí)枮?01110300377. 7)的中國發(fā)明專利申請 公開了一種纖維增強聚丙烯汽車內(nèi)飾材料及其制備方法，該材料由以下重量百分比的組分 組成：PP樹脂40%~70%;植物纖維10%~40%;填料5%~20%;偶合劑0. 3%~0. 8%; 抗氧劑〇. 2%~0. 6%以及潤滑劑0. 3%~1. 0%。雖然該技術(shù)方案中采用了植物纖維，但 是各組分之間相容性較差，其力學性能不佳。
[0006] 現(xiàn)有的汽車用高分子材料存在以下幾個缺點：1.汽車用高分子材料組分幾乎全 部來源于石化資源，不利于低碳、綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。2.更小的材料比重。為了有效降 低材料成本，以及盡可能的促進汽車輕量化，密度更小的植物纖維將會成為聚丙烯的重要 增強材料。3.作為典型的非極性結(jié)晶高分子材料，聚丙烯存在尺寸穩(wěn)定性差、易著色性差、 不易涂裝以及顏色穩(wěn)定性差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種植物纖維增強聚丙烯復合材 料及其制備方法和在制備汽車部件中應用，成本低、生產(chǎn)工藝簡單的。
[0008] -種植物纖維增強聚丙烯復合材料，由以下重量百分比的原料制成：
【主權(quán)項】
1. 一種植物纖維增強聚丙烯復合材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物纖維增強聚丙烯復合材料，其特征在于，由以下重量百 分比的原料制成：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植物纖維增強聚丙烯復合材料，其特征在于，所述的植物 纖維為竹纖維、洋麻纖維、劍麻纖維、亞麻纖維、黃麻纖維、苧麻纖維中的一種或兩種以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植物纖維增強聚丙烯復合材料，其特征在于，所述的植物 油為蓖麻油、環(huán)氧大豆油、棕櫚油、椰子油、桐油中的一種或兩種以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植物纖維增強聚丙烯復合材料，其特征在于，所述的增韌 劑為三元乙丙橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烴彈性體中一種或兩種以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植物纖維增強聚丙烯復合材料，其特征在于，所述的助劑 為抗氧劑，所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑DLTP、抗氧劑168的一種或兩種以上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物纖維增強聚丙烯復合材料，其特征在于，由以下重量百 分比的原料制成：
所述的植物纖維為洋麻纖維； 所述的植物油為蓖麻油； 所述的增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項所述的植物纖維增強聚丙烯復合材料的制備方法，其特 征在于，包括以下步驟： 利用混合機將聚丙烯、植物纖維、植物油、增韌劑和助劑混合均勻，然后利用雙螺桿擠 出機熔融擠出、拉條、風冷、造粒后，得到植物纖維增強聚丙烯復合材料； 所述的雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為35:1~45:1，熔融共混的溫度為170°C~180°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項所述的植物纖維增強聚丙烯復合材料在制備汽車部件中 應用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種植物纖維增強聚丙烯復合材料及其制備方法和在制備汽車部件中應用，該復合材料由以下重量百分比的原料制成：聚丙烯40％～77％；植物纖維20％～40％；植物油1％～10％；增韌劑1％-10％；助劑0.1％～5％。其中植物纖維和植物油均來自于可再生的生物質(zhì)，符合低碳、綠色環(huán)保和可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展的需求。另外，低密度生物質(zhì)材料可以進一步促進汽車的輕量化，對汽車節(jié)能減排具有重要意義。本發(fā)明公開的汽車用植物纖維增強聚丙烯復合材料的制備方法可一次擠出制備，方法簡單，易于操作，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C08L23-16, B29B9-06, B29C47-92, C08L23-08, C08L97-02, C08L91-00, C08L23-14
【公開號】CN104693606
【申請?zhí)枴緾N201510107292
【發(fā)明人】陳虎嘯, 湯兆賓, 王熊, 李鵬
【申請人】寧波家聯(lián)塑料科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月11日