CN102206380A

CN102206380A - 汽车门板用复合材料的制备方法

Info

Publication number: CN102206380A
Application number: CN 201110089145
Authority: CN
Inventors: 谭洪生; 赵连云; 邢立学
Original assignee: Shandong University of Technology
Current assignee: Shandong University of Technology
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2011-10-05

Abstract

本发明提供一种汽车门板用复合材料的制备方法，其特征在于：将聚丙烯反应器合金、椰壳纤维和相容剂，三者分别以42％～70％、30％～50％和0％～8％的重量百分比混合均匀，然后使用单螺杆挤出机，或密炼机与单螺杆挤出机两级混合挤出、切粒，即得复合材料，复合材料的拉伸强度≥22MPa，弯曲模量≥1300MPa，缺口冲击强度≥17kJ/m²，维卡软化点≥150℃。由这种复合材料制成的汽车件有着明显的减重效果，并且制成的部件报废后可以彻底焚烧处理，符合当前国际、国内汽车材料向轻量化和可回收化方向发展的趋势。

Description

汽车门板用复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种汽车门板用复合材料的制备方法，属于热塑性树脂基复合材料技术领域。

背景技术

目前，能源短缺和环境恶化已成为人类发展进程中所遇到的两个最大问题。汽车材料正向轻量化和可回收化方向发展。材料的轻量化和环保要求，使得人们重新审视传统的增强、增刚材料。尽管无机填料和玻璃纤维填充的汽车塑料件具有良好的耐热和力学性能，但使用后难以找到适宜的处理方法，旧汽车报废时，对含有玻璃纤维或其他无机填料的废旧塑料制品进行彻底焚烧时会遗留大量废渣。目前大量使用的聚丙烯汽车塑料件存在重量大、能耗高、设备磨损大、不能完全回收等缺点。来源丰富的天然植物纤维在生长过程中不耗能、无污染，使用后能够完全焚烧处理，能够克服无机填料或玻璃纤维能耗大、不能完全回收的缺点。目前用作汽车门板的增强材料的木粉一般为粒度20～120目颗粒状，不能起到很好的转移负荷的作用，出现了复合材料冲击韧性急剧下降的问题。

天然纤维增强热塑性树脂尤其是聚丙烯反应器合金应用于汽车塑料件，对产品性能影响较大的主要是天然植物纤维的主要成分为纤维素、木质素、半纤维素等亲水性物质，而聚丙烯反应器合金表现出强烈的疏水性，聚丙烯熔体对天然纤维的浸润是不良的，两者之间的界面黏结较差。因此，天然纤维增强聚丙烯反应器合金复合材料的性能很大程度上取决于天然纤维的处理和复合材料两相界面的改进。

现有的技术主要是通过在配方中加入少量的偶联剂来提高天然纤维与树脂基体之间的相容性。常用的偶联剂有钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂。但是由于天然纤维成分复杂，含有水分和各种有机物小分子，其主要成分中的纤维素、半纤维素、木质素在高温加工过程中发生降解、软化等反应，结果导致上述液态的偶联剂的效果受到不良影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服现有技术的不足，具有密度小、综合性能好、环保的汽车门板用复合材料的制备方法。其技术方案为：

一种汽车门板用复合材料的制备方法，其特征在于：将聚丙烯反应器合金、椰壳纤维和相容剂，三者分别以42％～70％、30％～50％和0％～8％的重量百分比混合均匀，然后使用单螺杆挤出机，或密炼机与单螺杆挤出机组两级混合挤出、切粒，即得复合材料，复合材料的拉伸强度≥22MPa，弯曲模量≥1300MPa，缺口冲击强度≥17kJ/m²，维卡软化点≥150℃。

所述的汽车门板用复合材料的制备方法，聚丙烯反应器合金的熔体质量流动速率为8～35g/10min。

所述的汽车门板用复合材料的制备方法，椰壳纤维的制备工艺是：把长椰壳纤维粉碎至长度为3～6mm，然后将粉碎的椰壳纤维在质量浓度为5～7％的氢氧化钠溶液中浸泡5～11小时，再用盐酸中和、蒸馏水清洗后烘干，即得椰壳纤维。

所述的汽车门板用复合材料的制备方法，相容剂采用基体树脂聚丙烯反应器合金与丙烯酸熔融接枝制得。

本发明与现有技术相比，其优点是：

1、本发明所用的聚丙烯反应器合金为一种含有结晶的等规聚丙烯、无定形的乙丙橡胶以及可结晶的不同乙烯、丙烯序列长度的乙丙嵌段共聚物的多相体系，在保持了聚丙烯的密度低、性能好、易回收等优点的同时，具有优异的常低温抗冲击韧性、良好的加工性能，尤其适用于汽车、摩托车、家电塑料零部件；

2、由于椰壳纤维的密度小，力学性能良好，由其制成的复合材料密度低，综合性能良好，这样就减轻了汽车件的重量，降低油耗；

3、与木粉填充的复合材料相比，常低温冲击韧性好、拉伸强度高；

4、与无机矿物填料或玻璃纤维相比，椰壳纤维的制备能耗小，无污染，制成的复合材料及汽车塑料件密度小、重量轻、可完全回收等。

具体实施方式

本发明通过以下实施例作进一步的详细说明，但是本发明的实施不限于这些实施例。

实施例1

首先将长椰壳纤维粉碎至长度为3～6mm，然后将粉碎的椰壳纤维在质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中浸泡11小时，再用盐酸中和、蒸馏水清洗后烘干，即得椰壳纤维。

聚丙烯反应器合金的熔体质量流动速率为8g/10min，将聚丙烯反应器合金、椰壳纤维以70∶30的重量百分比混合均匀，然后使用单螺杆挤出机组挤出、切粒，即得复合材料。

实施例2

椰壳纤维的制备同实施例1，相容剂采用基体树脂聚丙烯反应器合金与丙烯酸熔融接枝制得，聚丙烯反应器合金的熔体质量流动速率为8g/10min。将聚丙烯反应器合金、椰壳纤维和相容剂以66∶30∶4的重量百分比混合均匀，然后使用单螺杆挤出机组挤出、切粒，即得复合材料。

实施例3

技术内容基本同实施例2，只是聚丙烯反应器合金、椰壳纤维和相容剂以56∶40∶4的重量百分比混合均匀。

实施例4

技术内容基本同实施例2，只是聚丙烯反应器合金、椰壳纤维和相容剂以46∶50∶4的重量百分比混合均匀。

实施例5

椰壳纤维的制备同实施例1，相容剂采用基体树脂聚丙烯反应器合金与丙烯酸熔融接枝制得，聚丙烯反应器合金的熔体质量流动速率为8g/10min。将聚丙烯反应器合金、椰壳纤维和相容剂以62∶30∶8的重量百分比混合均匀，然后使用密炼机与单螺杆挤出机组两级混合挤出、切粒，即得复合材料。

实施例6

技术内容基本同实施例5，只是聚丙烯反应器合金、椰壳纤维和相容剂以52∶40∶8的重量百分比混合均匀。

实施例7

技术内容基本同实施例5，只是聚丙烯反应器合金、椰壳纤维和相容剂以42∶50∶8的重量百分比混合均匀。

本发明各实施例的实验数据如表1所示。

Claims

1.一种汽车门板用复合材料的制备方法，其特征在于：将聚丙烯反应器合金、椰壳纤维和相容剂，三者分别以42％～70％、30％～50％和0％～8％的重量百分比混合均匀，然后使用单螺杆挤出机，或密炼机与单螺杆挤出机组两级混合挤出、切粒，即得复合材料，复合材料的拉伸强度≥22MPa，弯曲模量≥1300MPa，缺口冲击强度≥17kJ/m²，维卡软化点≥150℃。

2.如权利要求1所述的汽车门板用复合材料的制备方法，其特征在于：聚丙烯反应器合金的熔体质量流动速率为8～35g/10min。

3.如权利要求1所述的汽车门板用复合材料的制备方法，其特征在于椰壳纤维的制备工艺是：把长椰壳纤维粉碎至长度为3～6mm，然后将粉碎的椰壳纤维在质量浓度为5～7％的氢氧化钠溶液中浸泡5～11小时，再用盐酸中和、蒸馏水清洗后烘干，即得椰壳纤维。

4.如权利要求1所述的汽车门板用复合材料的制备方法，其特征在于：相容剂采用基体树脂聚丙烯反应器合金与丙烯酸熔融接枝制得。