一種汽車內(nèi)飾用聚乳酸纖維復合可降解型材料及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車內(nèi)飾材料技術(shù)領域，尤其涉及一種汽車內(nèi)飾用聚乳酸纖維復合可降解型材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]轎車的內(nèi)飾件一般是指轎車車廂的隔板、門內(nèi)裝飾板、儀表板總成、扶手、地毯等零部件和材料。相對于車上其它部件而言，它們對車輛的運行性能沒有什么影響，但其面目一覽無遺，代表了整部車子的形象，孰優(yōu)孰劣，決定著轎車的聲譽和檔次，決定著人們選擇轎車的意向。另外，對于轎車來講，雖然內(nèi)飾件只是一些輔助性的零配件，但它們要承擔起減振、隔熱、吸音和遮音等功能，對轎車的舒適性起到十分重要的作用。汽車產(chǎn)業(yè)在世界各地蓬勃發(fā)展的同時，也帶來環(huán)境污染和能源短缺兩大嚴重的負面影響。據(jù)調(diào)查，石油消費品中多達35%是作為汽車的燃料被使用，隨著石油資源的過度消耗，使得汽車行業(yè)必須進行相應的調(diào)整，輕量化和節(jié)能環(huán)保成為國際汽車工業(yè)研究的主題。
[0003]可生物降解高分子及其制品是近些年來各國科學家研究、開發(fā)、生產(chǎn)的熱點，發(fā)達國家不光政府大量資金投入，還對大公司、科研機構(gòu)及大學研究部門投入大量的人物力資源進行研發(fā)。由于聚乳酸具有優(yōu)良的生物降解性和生物相容性，在環(huán)境中最終分解為二氧化碳和水，對環(huán)境沒有污染，因此成為降解材料的研究熱點之一。聚乳酸樹脂來源于非石油基的生物原料，又具有良好的綜合性能，受到了汽車業(yè)界的重視和青睞，豐田、三菱、馬自達等日本公司已經(jīng)率先在其品牌汽車上應用聚乳酸內(nèi)飾產(chǎn)品，國內(nèi)如奇瑞汽車也在開發(fā)車用聚乳酸產(chǎn)品。然而由于聚乳酸樹脂結(jié)晶速度很慢，成型制品收縮率大，本身質(zhì)脆，加工熱穩(wěn)定性差，以及制品耐久性差等缺點，限制了其作為工程塑料的應用。因此，迫切需要對綠色塑料聚乳酸樹脂進行增強增韌、耐熱等多元復合改性研究。再加上汽車火災現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，私家車火災呈上升趨勢，汽車火災的原因一方面是由于汽車自身技術(shù)水平參差不齊，另一方面汽車自身所使用結(jié)構(gòu)材料中有一部分為易燃材料，包括汽車內(nèi)飾用高分子材料聚丙烯、聚碳酸酯以及可降解材料聚乳酸等。因此，還需要去聚乳酸材料的阻燃性進行改性。同時由于汽車噪音在行駛過程中給車內(nèi)人員帶來很大的影響，直接關(guān)系到車內(nèi)人員的健康。所以，汽車噪音就成為了衡量汽車自身機械性能和舒適性能品質(zhì)的重要標準。所以，急需發(fā)明一種兼具環(huán)保、阻燃、吸音等功能的汽車內(nèi)飾材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種汽車內(nèi)飾用聚乳酸纖維復合可降解型材料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種汽車內(nèi)飾用聚乳酸纖維復合可降解型材料，由下列重量份的原料制備制成:聚乳酸100-103、納米三氧化二銻3.5-4、十溴二苯乙烷10-11、SEBS25-27、紅麻纖維60-62、納米乳酸鋅2-3、石墨烯4-5、炭化咖啡渣8-10、氨基硅油2-3、三聚氰胺甲醛樹脂溶液2-3、聚乙烯醇5-6、水適量、纖維素醚2-3。
[0006]所述一種汽車內(nèi)飾用聚乳酸纖維復合可降解型材料，由以下具體步驟制成:
(1)將聚乳酸在真空干燥箱中80°C干燥10小時待用，納米三氧化二銻、十溴二苯乙烷分別烘箱中60°C下干燥5小時和8小時待用;將干燥后的物料放入高速攪拌機中，以1000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘后，加入SEBS，繼續(xù)攪拌10分鐘后將混合物料送入雙螺桿擠出機中在175°C的溫度，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分的工藝條件下擠出造粒，得到改性聚乳酸母粒；
(2)將改性聚乳酸母粒送入螺桿紡絲機中進行共混熔融并擠出紡絲(控制螺桿擠出速度為250轉(zhuǎn)/分，噴絲熔體溫度控制在200°C)，然后將噴出的初纖維經(jīng)水浴冷卻，控制水浴溫度在20°C，水浴冷卻后將纖維用120-130°C的熱風干燥，即得改性聚乳酸纖維;將紅麻纖維進行開松處理，處理后的紅麻纖維與改性聚乳酸纖維進行混紡并條，得到混合纖維條；
(3)將炭化咖啡渣粉碎，過200目篩，與納米乳酸鋅、石墨烯混合，加入氨基硅油中，放入球磨機中，升溫60°C球磨1小時后取出，烘干過400目篩待用;將三聚氰胺甲醛樹脂溶液中加入聚乙烯醇，研磨40分鐘后，加入總量25倍量的水稀釋，攪拌均勻后，加入400目粉末，以200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌50分鐘，得到浸漬漿料；
(4)將步驟(2)得到的混合纖維條放入浸漬漿料中處理30分鐘后取出，放入鼓風干燥箱中，以90°C的溫度干燥至含水量小于0.2%，然后將干燥的混合纖維條導入雙螺桿擠出機，控制擠出溫度為170°C，擠出造粒即得本發(fā)明材料。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明首先添加納米三氧化二銻，在聚合物材料中的分散好，能在燃燒表面形成殼層，起到隔熱和阻隔可燃氣體向燃燒表面迀移的作用；協(xié)同十溴二苯乙烷的添加，與納米三氧化二銻反應生成的三溴化銻，進一步減緩或終止燃燒反應，起到良好的阻燃效果，提高了聚合物的沖擊強度、斷裂伸長率、流動速率，具有良好的成型加工性。同時將SEBS作為聚乳酸的增韌劑，使得制成的聚乳酸纖維具有很好的韌性，同時能極大的提升產(chǎn)品的沖擊強度。
[0008]本發(fā)明通過將混合纖維通過浸漬漿料進行進一步的改性，將石墨烯、炭化咖啡渣、三聚氰胺甲醛樹脂溶液等成分添加到浸漬漿料中，通過一系列的工藝改性，擴大了混合纖維的比表面積，具有吸附功效，還具有良好的防水功效;將改性后的混合纖維制成顆粒狀產(chǎn)品，改善了產(chǎn)品強度和韌性，能夠用作對強度要求較高的汽車內(nèi)飾件如汽車頂棚等，同時安全可降解，密度低，降低汽車自身重量，達到降低能耗的目的。
【具體實施方式】
[0009]—種汽車內(nèi)飾用聚乳酸纖維復合可降解型材料，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:聚乳酸100、納米三氧化二銻3.5、十溴二苯乙烷10、SEBS25、紅麻纖維60、納米乳酸鋅
2、石墨烯4、炭化咖啡渣8、氨基硅油2、三聚氰胺甲醛樹脂溶液2、聚乙烯醇5、水適量、纖維素醚2。
[0010]所述一種汽車內(nèi)飾用聚乳酸纖維復合可降解型材料，由以下具體步驟制成:
(1)將聚乳酸在真空干燥箱中80°C干燥10小時待用，納米三氧化二銻、十溴二苯乙烷分別烘箱中60°C下干燥5小時和8小時待用;將干燥后的物料放入高速攪拌機中，以1000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘后，加入SEBS，繼續(xù)攪拌10分鐘后將混合物料送入雙螺桿擠出機中在175°C的溫度，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分的工藝條件下擠出造粒，得到改性聚乳酸母粒； (2)將改性聚乳酸母粒送入螺桿紡絲機中進行共混熔融并擠出紡絲(控制螺桿擠出速度為250轉(zhuǎn)/分，噴絲熔體溫度控制在200°C)，然后將噴出的初纖維經(jīng)水浴冷卻，控制水浴溫度在20°C，水浴冷卻后將纖維用120°C的熱風干燥，即得改性聚乳酸纖維;將紅麻纖維進行開松處理，處理后的紅麻纖維與改性聚乳酸纖維進行混紡并條，得到混合纖維條；
(3)將炭化咖啡渣粉碎，過200目篩，與納米乳酸鋅、石墨烯混合，加入氨基硅油中，放入球磨機中，升溫60°C球磨1小時后取出，烘干過400目篩待用;將三聚氰胺甲醛樹脂溶液中加入聚乙烯醇，研磨40分鐘后，加入總量25倍量的水稀釋，攪拌均勻后，加入400目粉末，以200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌50分鐘，得到浸漬漿料；
(4)將步驟(2)得到的混合纖維條放入浸漬漿料中處理30分鐘后取出，放入鼓風干燥箱中，以90°C的溫度干燥至含水量小于0.2%，然后將干燥的混合纖維條導入雙螺桿擠出機，控制擠出溫度為170°C，擠出造粒即得本發(fā)明材料。
[0011]本發(fā)明材料可以直接經(jīng)過注塑機注塑成型，制成各種汽車內(nèi)飾件。本發(fā)明制成的材料經(jīng)過檢測，阻燃性能達到UL-94 V-0級，彎曲強度為102MPa，沖擊強度為101.4J/m。
【主權(quán)項】
1.一種汽車內(nèi)飾用聚乳酸纖維復合可降解型材料，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:聚乳酸100-103、納米三氧化二銻3.5-4、十溴二苯乙烷10-11、SEBS25-27、紅麻纖維60-62、納米乳酸鋅2-3、石墨烯4-5、炭化咖啡渣8_10、氨基硅油2_3、三聚氰胺甲醛樹脂溶液2-3、聚乙烯醇5-6、水適量、纖維素醚2-3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種汽車內(nèi)飾用聚乳酸纖維復合可降解型材料，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將聚乳酸在真空干燥箱中80°C干燥10小時待用，納米三氧化二銻、十溴二苯乙烷分別烘箱中60°C下干燥5小時和8小時待用;將干燥后的物料放入高速攪拌機中，以1000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘后，加入SEBS，繼續(xù)攪拌10分鐘后將混合物料送入雙螺桿擠出機中在175°C的溫度，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分的工藝條件下擠出造粒，得到改性聚乳酸母粒； (2)將改性聚乳酸母粒送入螺桿紡絲機中進行共混熔融并擠出紡絲(控制螺桿擠出速度為250轉(zhuǎn)/分，噴絲熔體溫度控制在200°C)，然后將噴出的初纖維經(jīng)水浴冷卻，控制水浴溫度在20°C，水浴冷卻后將纖維用120-130°C的熱風干燥，即得改性聚乳酸纖維;將紅麻纖維進行開松處理，處理后的紅麻纖維與改性聚乳酸纖維進行混紡并條，得到混合纖維條； (3)將炭化咖啡渣粉碎，過200目篩，與納米乳酸鋅、石墨烯混合，加入氨基硅油中，放入球磨機中，升溫60°C球磨1小時后取出，烘干過400目篩待用;將三聚氰胺甲醛樹脂溶液中加入聚乙烯醇，研磨40分鐘后，加入總量25倍量的水稀釋，攪拌均勻后，加入400目粉末，以200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌50分鐘，得到浸漬漿料； (4)將步驟(2)得到的混合纖維條放入浸漬漿料中處理30分鐘后取出，放入鼓風干燥箱中，以90°C的溫度干燥至含水量小于0.2%，然后將干燥的混合纖維條導入雙螺桿擠出機，控制擠出溫度為170°C，擠出造粒即得本發(fā)明材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車內(nèi)飾用聚乳酸纖維復合可降解型材料，由下列重量份的原料制備制成：聚乳酸100-103、納米三氧化二銻3.5-4、十溴二苯乙烷10-11、SEBS25-27、紅麻纖維60-62、納米乳酸鋅2-3、石墨烯4-5、炭化咖啡渣8-10、氨基硅油2-3、三聚氰胺甲醛樹脂溶液2-3、聚乙烯醇5-6、水適量、纖維素醚2-3。本發(fā)明通過將混合纖維通過浸漬漿料進行改性，將石墨烯、炭化咖啡渣、三聚氰胺甲醛樹脂溶液等成分添加到浸漬漿料中，通過一系列的工藝改性，擴大了混合纖維的比表面積，具有吸附功效，還具有良好的防水功效；將改性后的混合纖維制成顆粒狀產(chǎn)品，改善了產(chǎn)品強度和韌性，同時安全可降解。
【IPC分類】C08K5/098, C08K5/03, C08L83/08, C08K3/04, C08L67/04, C08L53/02, C08L97/02, C08L29/04, C08K13/02, C08L61/28, C08K3/22
【公開號】CN105482392
【申請?zhí)枴緾N201510916403
【發(fā)明人】章云, 張貝尼
【申請人】安徽省中日農(nóng)業(yè)環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月14日