CN103289211B - 环保竹塑汽车雾灯盖板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保竹塑汽车雾灯盖板及其制备方法。所述环保竹塑汽车雾灯盖板，包括下述重量份的组分：聚丙烯100份，三元乙丙橡胶20-30份，玻璃纤维5-15份，竹纤维10-30份，改性剂0.3-0.6份。本发明的环保竹塑汽车雾灯盖板，添加有天然竹纤维材料，降低了塑料的使用量，抗菌环保，并且具有良好的成型加工性和力学综合性能。

Description

环保竹塑汽车雾灯盖板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种汽车雾灯盖板及其制备方法，尤其涉及一种环保竹塑汽车雾灯盖板及其制备方法。

背景技术

汽车雾灯盖板是值安装在雾灯的盖板，属于汽车内饰件的一种。内饰件代表着整部车子的形象，决定着轿车的声誉、档次和人们选择轿车的意向。汽车内饰件所用塑料量占整车用塑料一量的50%以上。汽车内饰件的质量取决于所选用的材料。过去汽车内饰件多使用金属等材料，外观和质感都不理想。热塑性塑料具有易成型、韧性好、强度高、隔热好、质地轻、耐腐蚀、手感好及成本低等一系列优点，己经取代了传统钢铁材料在汽车内饰件上的应用。此外，塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的能力，能够提高乘坐的舒适性。但是，过多的使用塑料并不环保，而且成本并不最优。

木塑复合材料（wood-plastics composites,简称WPC）是用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料，兼有木材和塑料的成本和性能的优点，经挤出或压制成型为型材、板材或其他制品，替代木材和塑料。

竹纤维是一种从自然生长的竹子中提取出的纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。

采用竹粉填充复合材料科降低成本，但由于竹纤维是亲水性物质，表面具有大量的极性官能团，在与塑料的复合过程中，与憎水性物质塑料之间存在着较高的界面能差，两种极性不同的材料很难达到充分的表面相互融合。因此如何采用改性剂使两种材料充分融合，确保其力学性能，成为研究竹塑复合材料研究的一个难点。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一提供一种环保竹塑汽车雾灯盖板。

本发明所要解决的技术问题之二提供上述环保竹塑汽车雾灯盖板的制备方法。

本发明所要解决的技术问题，是通过如下技术方案实现的：

一种环保竹塑汽车雾灯盖板，包括下述重量份的组分：聚丙烯100份，三元乙丙橡胶20-30份，玻璃纤维5-15份，竹纤维10-30份，改性剂0.3-0.6份。

优选地，

所述改性剂为偶联剂和脂肪酸酯的中的一种或其混合物。

所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂或铬络合物。

硅烷偶联剂的通式为RSiX₃，式中R代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，X代表能够水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基等）。硅烷偶联剂在国内有KH550，KH560，KH570，KH792，DL602，DL171这几种型号。

钛酸酯偶联剂包括四种基本类型：（1）单烷氧基型（2）单烷氧基焦磷酸酯型（3）螯合型（4）配位体型。

所述偶联剂为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、二聚磷酸二异辛酯硬脂酸镁、乙烯基三甲氧基硅烷和N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或其混合物。

所述脂肪酸酯为单硬脂酸甘油酯、1,2-硬脂酸甘油酯、1,3-二硬脂酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯中的一种或其混合物。

更优地，

所述改性剂，由下述组分按重量份组成：异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯20-40份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷10-30份、单硬脂酸甘油酯40-60份。直接将异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和单硬脂酸甘油酯进行混合，即可制得该改性剂。所述聚丙烯为共聚聚丙烯。

本发明还提供了上述环保竹塑汽车雾灯盖板的制备方法，包括下述步骤：

（1）用改性剂对竹纤维和玻璃纤维进行表面改性处理，得到改性竹纤维和玻璃纤维；

（2）将聚丙烯、三元乙丙橡胶和改性竹纤维和玻璃纤维加入高速混合器中搅拌，经双螺杆挤出机挤出造粒，制得塑料颗粒；

（3）将上述塑料颗粒加入注塑机中注塑成型，制得所述环保竹塑汽车雾灯盖板。

进一步的，

所述步骤（1）中，表面改性处理为：将竹纤维和玻璃纤维加入高速搅拌机中，再加入改性剂，控制温度70-80℃，转速2000-3000r/min，搅拌时间6-10分钟。

需要说明的是，本发明中所用的竹纤维均为干燥后的竹纤维，最好控制竹纤维含水率小于2wt%，在1wt%左右为佳，其中竹纤维的干燥方法为本领域技术人员所熟知，例如在100-105℃的鼓风烘箱中进行干燥。

所述步骤（2）中，高速混合器中，搅拌温度60-80℃、搅拌速度300-400r/min、搅拌时间2-4分钟；双螺杆挤出机中的挤出温度200-220℃，螺杆转速为80-160r/min。

显然，在本发明中为提高产品的其他性能，还可以适应性地添加其他助剂，如阻燃剂、着色剂、抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、抗冲击改性剂和抗静电剂等。

具体的，在本发明中：

所述聚丙烯，简称PP，属于非极性聚合物，具有优异的介电性和电绝缘性，电性能基本不受环境湿度及电场频率的影响，在允许的工作范围内，温度升高会使电性能降低，耐电弧性较高。具体可以选用如：台湾台化公司PPK4535共聚聚丙烯、日本住友公司W531L共聚聚丙烯、中石化广州石化分公司J641共聚聚丙烯、燕山石化公司PP K7726H共聚聚丙烯。

所述三元乙丙橡胶，英文缩写为EPDM，是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，1963年开始商业化生产。EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。本发明中具体可以选用：美国埃克森公司的EPDM EXXON3666三元乙丙橡胶、美国杜邦公司EPDM4570乙丙橡胶、日本三井公司4045M三元乙丙橡胶。

所述玻璃纤维，简称玻纤，英文名为：glass fiber或fiberglass，英文缩写为GF，CAS号：14808-60-7，玻璃纤维比有机纤维耐温高，不燃，抗腐，隔热、隔音性好，抗拉强度高，电绝缘性好。可作为增强材料，用来制造增强塑料等制品。

所述竹纤维，可以是以竹子为原料，经高温榨取竹油后的纤维状副产品，包括毛竹纤维、慈竹纤维、粉单竹纤维、青皮竹纤维、茶杆竹纤维、撑篙竹纤维，竹纤维可以是上述竹原纤维中的一种或其混合物。也可以是竹浆纤维，如Lyocell竹纤维。Lyocell竹纤维又称溶剂法竹纤维，是一种以竹纤维素浆粕为原料采用Lyocell工艺纺制而成的再生竹纤维。

异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯，CAS号：61417-55-8，英文名：Titanium tris(dodecylbenzenesulfonate)isopropoxide。

N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，别名：硅烷偶联剂WD-53，英文名：3-(2-AMINOETHYL)3-AMINOPROPYLTRIMETHOXYSILANE，CAS号：3069-29-2。

单硬脂酸甘油酯，英文名：Glyceryl monostearate，CAS号：31566-31-1。

本发明的环保竹塑汽车雾灯盖板，添加有天然竹纤维材料，降低了塑料的使用量，抗菌环保，并且具有良好的成型加工性和力学综合性能。

具体实施方式

本发明的具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于解释本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同变换或修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

将竹纤维置于105℃的鼓风烘箱中进行干燥，控制其水分含量在1wt%。将干燥后的竹纤维机械粉碎，过200目筛，备用。

按照表1中对应实施例1数据称取各原料。

（1）将竹纤维和玻璃纤维加入高速搅拌机中，再加入改性剂，控制物料温度75℃，转速2500r/min，搅拌时间8分钟，得到改性竹纤维和玻璃纤维；

（2）将聚丙烯、三元乙丙橡胶和改性竹纤维和玻璃纤维加入高速混合器中搅拌，搅拌温度70℃、搅拌速度350r/min、搅拌时间3分钟；经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度210℃，螺杆转速为120r/min，冷却，制得塑料颗粒；

（3）将上述塑料颗粒加入注塑机中注塑成型，制得所述环保竹塑汽车雾灯盖板。

表1：环保竹塑汽车雾灯盖板配方表   单位：公斤

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					共聚聚丙烯	100	100	100	100
三元乙丙橡胶	25	25	25	25
					玻璃纤维	10	10	10	10
竹纤维	20	20	20	20
					异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯	0.15	0.5	/	/
N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷	0.10	/	0.5	/
					单硬脂酸甘油酯	0.25	/	/	0.5

其中，在表1中，共聚聚丙烯采用日本住友公司W531L共聚聚丙烯；三元乙丙橡胶采用美国埃克森公司的EPDM EXXON3666三元乙丙橡胶；竹纤维采用上海里奥纤维企业发展有限公司的里奥竹竹纤维，纤度2.58dtex。

实施例2-4

按照表1中对应实施例2-4数据称取各原料。采用实施例1所述的方法分别制备所述环保竹塑汽车雾灯盖板。

测试例1

对实施例1-4进行性能测试，具体数据见表2。

表2：环保竹塑汽车雾灯盖板性能测试表

	缺口冲击强度，J/m	拉升强度，Mpa	弯曲强度，Mpa	弯曲模量，Mpa
					测试方法	GB/T1043.1-2008	GB/T1040.1-2006	GB/T9341-2008	GB/T9341-2008
实施例1	685	17.2	22.6	986
					实施例2	662	16.4	20.3	883
实施例3	670	15.8	21.2	924
					实施例4	653	16.1	20.7	901

本发明采用复合改性剂对竹纤维和玻璃纤维进行表面改性处理，使竹纤维和玻璃纤维的表面活化，在其表面包裹偶联剂与脂肪酸酯的混合而成改性剂，从而提高了竹纤维和玻璃纤维与聚丙烯和三元乙丙橡胶之间的相容性，同时提高了塑化性能，降低熔体粘度，有效地增加体系各组份之间的相容性和分散性，改善材料体系的界面粘接状况，从而使得各项力学性能得到有效改善。

Claims (5)

1.一种环保竹塑汽车雾灯盖板，其特征在于，包括下述重量份的组分：聚丙烯100份，三元乙丙橡胶20-30份，玻璃纤维5-15份，竹纤维10-30份，改性剂0.3-0.6份，所述改性剂，由下述组分按重量份组成：异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯20-40份、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷10-30份、单硬脂酸甘油酯40-60份。

2.如权利要求1所述的环保竹塑汽车雾灯盖板，其特征在于：所述聚丙烯为共聚聚丙烯。

3.如权利要求1-2中任一项所述的环保竹塑汽车雾灯盖板的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)用改性剂对竹纤维和玻璃纤维进行表面改性处理，得到改性竹纤维和玻璃纤维；

(2)将聚丙烯、三元乙丙橡胶和改性竹纤维和玻璃纤维加入高速混合器中搅拌，经双螺杆挤出机挤出造粒，制得塑料颗粒；

(3)将上述塑料颗粒加入注塑机中注塑成型，制得所述环保竹塑汽车雾灯盖板。

4.如权利要求3所述的环保竹塑汽车雾灯盖板的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，表面改性处理为：将竹纤维和玻璃纤维加入高速搅拌机中，再加入改性剂，控制温度70-80℃，转速2000-3000r/min，搅拌时间6-10分钟。

5.如权利要求3所述的环保竹塑汽车雾灯盖板的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，高速混合器中，搅拌温度60-80℃、搅拌速度300-400r/min、搅拌时间2-4分钟；双螺杆挤出机中的挤出温度200-220℃，螺杆转速为80-160r/min。