CN104582918A - 利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料及其制备方法，其特征为：将包括纸粉末及塑料树脂的颗粒注塑形成。通过本发明提供一种利用了满足汽车内饰材料所需物理性质的生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料。

Description

利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车内饰材料用塑料及其制备方法，更具体地，涉及一种利用了具有可用于汽车内饰材料用塑料的物理性质的生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料及其制备方法。
背景技术
随着具有优异性能和功能的无数的高分子材料的开发，塑料产业在全球范围内不断地发展，有一亿吨以上的塑料被合成使用。如此巨大的使用量使得塑料废气量也处于以几何级数迅速增长的趋势。
然而，常用的塑料具有稳定的分子结构而难以切断其链环，即使被切断也会再结合，因而需要300～400年的分解时间。因此，涌现出土壤污染、填埋地不足等严重问题。
而且，由于对塑料进行焚烧时将产生有毒气体及二氧化碳，因此不仅引起大气污染，还起到加快地球温室效应的作用。
虽然存在上述问题，但是塑料依然被用作汽车内饰材料，鉴于2010年的汽车总生产量约为5700万台，可知用大量的塑料被作为汽车内饰材料来使用。
因此，“聚烯烃-植物纤维系成型用树脂组合物(韩国授权专利第1996-0008117号)”及“挤压注塑成型用生物降解性树脂组合物(韩国授权专利第10-0443275号)”等中对生物降解性塑料、生物基塑料等环保塑料进行了记述。
然而，由改性淀粉制成时，在张力、伸长等方面存在物理性质弱的缺点，在实际使用时使用在高温高压状态下通过增塑反应得到的热塑性淀粉(Theormo plastic starch)或使用通过淀粉发酵及聚合工序进行聚乳酸(Poly lactic acid，PLA)加工来使用，但不能满足汽车内饰材料所需的物理性质，因此，虽然可进行样品制作，但是难以适用于大量生产。
(专利文献1)KR1996-0008117 B1
(专利文献2)KR10-0443275 B1
发明内容
本发明要解决的技术问题
为了解决如上所述的现有问题，本发明的目的在于，提供一种利用了满足物理性质要求的生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料，以能够用作汽车内饰材料。
解决技术问题的技术手段
为了解决上述问题，本发明提供一种利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料，其特征为，其是将包括纸粉末及塑料树脂的颗粒注塑形成。
此外，所述颗粒优选还包括植物体粉末。
此外，相对于所述颗粒的总重量，所述纸粉末优选为5～50wt％，以及所述塑料树脂优选为50～95wt％。
此外，相对于所述颗粒的总重量，所述纸粉末优选为5～45wt％，所述植物体粉末优选为5～20wt％，以及所述塑料树脂优选为45～75wt％。
此外，所述植物体粉末的植物体优选包括玉米、竹子及稻壳中的任意一种以上。
此外，所述塑料树脂优选包括聚丙烯(PP；polypropylene)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS；acrylonitrile Butadiene Styrene)、聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC-ABS)、PA6(聚酰胺)及PA66(聚酰胺66)中的任意一种以上。
此外，所述颗粒优选还包括有机酸及过氧化物。
此外，所述颗粒还包括嫁接粘合剂，相对于所述颗粒的总重量，所述嫁接粘合剂优选为0.5～2wt％。
为了解决上述问题，本发明提供一种利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料的制备方法，其特征为，所述制备方法包括以下步骤：(a)将纸进行粉碎后进行干燥而制备纸粉末；(b)将植物体进行粉碎后进行干燥而制备植物体粉末；(c)混合所述纸粉末及所述植物体粉末，从而形成生物质粉末；(d)向所述生物质粉末涂布蜡；(e)在所述涂布有蜡的生物质粉末中混合塑料树脂、有机酸及过氧化物而形成混合物；(f)使所述混合物形成塑料树脂-生物质嫁接结合，以形成塑料树脂-生物质嫁接结合组合物；以及(g)将所述塑料树脂-生物质嫁接结合组合物制成颗粒。
此外，所述纸粉末优选为100～400目。
此外，所述植物体粉末优选为100～300目。
发明效果
根据上述内容可知，由生物质颗粒形成的汽车内饰材料用塑料满足汽车内饰材料所需的要求物理性质，从而可用作汽车内饰材料用塑料，并且具有20～30年的耐久期。
此外，因使用生物质颗粒而容易被二次利用，并且具有优异的降低二氧化碳的效果，废弃后生物降解性高。
具体实施方式
下面，将对本发明的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料进行详细说明。
根据本发明的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料是将包括纸粉末及塑料树脂的颗粒注塑形成。
所述纸粉末的含量优选为5～50wt％，但并不限定于此。
所述塑料树脂为聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、PA6及PA66中的任意一种以上，相对于所述颗粒总重量，所述塑料树脂的含量优选为50～95wt％，但并不限定于此。
根据本发明的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料是将包括纸粉末、植物体粉末及塑料树脂的颗粒注塑形成。
相对于所述颗粒的总重量，所述纸粉末的含量优选为10～35wt％，但并不限定于此。
所述植物体粉末的植物体为玉米、竹子及稻壳中的任意一种以上，相对于所述颗粒总重量，所述植物体粉末的含量优选为5～35wt％，但并不限定于此。
所述塑料树脂为聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、PA6及PA66中的任意一种以上，相对于所述颗粒总重量，所述塑料树脂的含量优选为45～75wt％，但并不限定于此。
优选地，生物质颗粒还包括有机酸及过氧化物。
所述有机酸选自柠檬酸(Citric acid)、苹果酸(Malic acid)、马来酸(Maleic acid)、醋酸(acetic acid)中的任意一种以上，相对于所述颗粒总重量，所述有机酸的含量优选为0.2～5wt％，但并不限定于此。
相对于所述颗粒总重量，所述过氧化物的含量优选为0.01～5.0wt％，但并不限定于此。
优选地，生物质颗粒还包括嫁接粘合剂。
相对于所述颗粒的总重量，所述嫁接粘合剂的含量优选为0.5～2wt％，但并不限定于此。
制备方法说明
下面，将对根据本发明的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料的制备方法进行详细说明。
步骤(a)是将纸进行粉碎后进行干燥而制备纸粉末的步骤。优选将纸粉碎为微粒粉末，使其为100～400目的程度。低于100目的情况下，因颗粒过大而导致生产颗粒时流动性变差而降低生产率，因表面变得粗糙而使薄膜等最终产物的品质变差，并使产品的强度及延伸率变差；此外，如果超过400目，粉碎工序时间将变得过长而使得整体的生产率降低，以及因成本上升而使得价格竞争力成为问题。
接着，步骤(b)是将植物体进行粉碎后进行干燥而制备植物体粉末的步骤。同样地，优选将植物体粉碎为微粒粉末，使其为100～300目的程度。其理由同纸粉末相同，在低于100目的情况下，因颗粒过大而导致生产颗粒时流动性变差而降低生产率，因表面变得粗糙而使薄膜等最终产物的品质变差，并使产品的强度及延伸率变差；此外，如果超过300目，粉碎工序的时间将变得过长而使得整体的生产率降低，以及因成本上升而使得价格竞争力成为问题。
步骤(c)是将步骤(a)中制备的纸粉末及步骤(b)中制备的植物体粉末进行混合，从而形成生物质粉末的步骤。
步骤(d)是向步骤(c)中形成的生物质粉末涂布蜡。在经过步骤(a)及步骤(b)被干燥的生物质粉末中加入蜡并高速搅拌，从而形成被涂布的生物质粉末。在此，通过高速搅拌而产生的自发热使蜡自然熔化而涂布在植物体粉末的表面上。被涂布的植物体粉末可以防止再吸收水分。
蜡具有分子量低且熔点低的优点，并且在通过挤出机制备添加剂时还具有能够同时起到作为润滑剂助剂的功能，并且还具有能够生物降解为低分子化合物的优点。
步骤(e)是在步骤(d)中形成的被涂布的生物质粉末中混合起到粘合剂作用的塑料树脂、有机酸及过氧化物而形成混合物。
过氧化物具有通过化学方式切断塑料树脂的链的作用。
有机酸起到在过氧化物所切断的塑料树脂的末端基团上用于结合生物质粉末的中间体及氧化分解剂的作用。
步骤(e)中，除了加入生物质粉末、塑料树脂、有机酸及过氧化物之外，还可以进一步加入嫁接粘合剂。
加入嫁接粘合剂有助于塑料树脂和生物质的嫁接结合。
步骤(f)是在挤出机中于100～300℃的温度下，通过螺旋旋转，使步骤(e)中形成的混合物进行反应，引起塑料树脂-生物质嫁接结合，从而形成塑料树脂-生物质嫁接组合物。
反应温度低于100℃时，添加的原料不熔化而无法进行反应；如果反应温度超过300℃，将产生碳化，或者塑料树脂熔化为水状，从而不能制备成颗粒。
步骤(g)是通过排出口将步骤(f)中形成的塑料树脂-生物质嫁接组合物排出，并通过传送带将排出的丝条移送的同时对其进行气流干燥后通过切断或模面热切(Die-face hot-cutting)方法制备颗粒。
将通过上述过程的生物质颗粒经过注塑成型而制备成汽车内饰材料用塑料组合物。
〈对照组〉
包括80.0wt％的聚丙烯及滑石(20.0％)的塑料树脂。
〈实施例1〉
在46.8wt％粉碎为300目的纸中加入49wt％聚丙烯、1.0wt％硬脂酸钙(Calcium stearate)、0.2wt％抗氧化剂(Anti-oxidant)及3.0wt％氧化钛(Titanium-oxide)，而制备成颗粒，将该颗粒进行注塑成型，从而制得汽车内饰材料用塑料组合物。
〈实施例2〉
在30.0wt％300目的纸粉末中加入63.3wt％聚丙烯、1.0wt％硬脂酸钙、0.2wt％抗氧化剂、3.0wt％氧化钛及2.5wt％嫁接粘合剂(GB-MA)而制备成颗粒，将该颗粒进行注塑成型，从而制得汽车内饰材料用塑料组合物。
〈实施例3〉
在30.0wt％300目的纸粉末中加入53.3wt％聚丙烯、10.0wt％三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer，EPDM)、1.0wt％硬脂酸钙(、0.2wt％抗氧化剂、3.0wt％氧化钛及2.5wt％嫁接粘合剂(GB-MA)而制备成颗粒，将该颗粒进行注塑成型，从而制得汽车内饰材料用塑料组合物。
〈实施例4〉
在25.0wt％300目的纸粉末及5.0wt％玉米皮粉末中加入63.3wt％聚丙烯、1.0wt％硬脂酸钙、0.2wt％抗氧化剂、3.0wt％氧化钛及2.5wt％嫁接粘合剂(GB-MA)而制备成颗粒，将该颗粒进行注塑成型，从而制得汽车内饰材料用塑料组合物。
〈实施例5〉
在300目的20.0wt％纸粉末及10.0wt％玉米皮粉末中加入63.3wt％的聚丙烯、1.0wt％硬脂酸钙、0.2wt％抗氧化剂、3.0wt％氧化钛及2.5wt％嫁接粘合剂(GB-MA)而制备成颗粒，将该颗粒进行注塑成型，从而而制得汽车内饰材料用塑料组合物。
〈实验例1〉
通过ISO178方法来测定所述对照组及所述实施例1～5中制备的汽车内饰材料用塑料组合物的弯曲弹性率。
〈实验例2〉
通过ISO178方法来测定所述对照组及所述实施例1～5中制备的汽车内饰材料用塑料组合物的弯曲强度。
〈实验例3〉
通过ISO527-1方法来测定所述对照组及所述实施例1～5中制备的汽车内饰材料用塑料组合物的抗张强度
将所述实验例1～3的结果整理在下表1中。
表1
根据本发明的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料分为包括纸粉末的实施例1～3和包括纸粉末及植物体粉末(玉米皮)的实施例4、5；从表1中可以得知，在实施例1～5中均具有与作为对照组的聚丙烯相似或者比其更优异的弯曲弹性率、弯曲强度及抗张强度。
以上，对本发明的优选实施例进行了说明，但是，本发明不限定于所述特定的实施例。即，对于本领域技术人员来说，在不超出本发明权利要求的思想及范围的情况下，可以对本发明进行多种变形及修改，而且上述所有的适当的变形及修改的等同物应被认为是包括在本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料，其特征在于，其是将包括纸粉末及塑料树脂的颗粒注塑形成。
2.如权利要求1所述的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料，其特征在于，所述颗粒还包括植物体粉末。
3.如权利要求1所述的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料，其特征在于，相对于所述颗粒总重量，所述纸粉末为5～50wt％，以及所述塑料树脂为50～95wt％。
4.如权利要求2所述的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料，其特征在于，相对于所述颗粒总重量，所述纸粉末为5～45wt％，所述植物体粉末为5～20wt％，以及所述塑料树脂为45～75wt％。
5.如权利要求2所述的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料，其特征在于，所述植物体粉末的植物体包括玉米、竹子及稻壳中的任意一种以上。
6.如权利要求1或2所述的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料，其特征在于，所述塑料树脂包括聚丙烯(PP；polypropylene)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS；acrylonitrile Butadiene Styrene)、聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC-ABS)、PA6(聚酰胺)及PA66(聚酰胺)中的任意一种以上。
7.如权利要求1或2所述的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料，其特征在于，所述颗粒还包括有机酸及过氧化物。
8.如权利要求1或2所述的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料，其特征在于，所述颗粒还包括嫁接粘合剂，相对于所述颗粒的总重量，所述嫁接粘合剂为0.5～2wt％。
9.一种利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(a)将纸进行粉碎后进行干燥而制备纸粉末；
(b)将植物体进行粉碎后进行干燥而制备植物体粉末；
(c)混合所述纸粉末及所述植物体粉末，从而形成生物质粉末；
(d)向所述生物质粉末涂布蜡；
(e)在所述涂布有蜡的生物质粉末中混合塑料树脂、有机酸及过氧化物而形成混合物；
(f)使所述混合物形成塑料树脂-生物质嫁接结合，以形成塑料树脂-生物质嫁接结合组合物；以及
(g)将所述塑料树脂-生物质嫁接结合组合物制成颗粒。
10.如权利要求9所述的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料的制备方法，其特征在于，所述纸粉末为100～400目。
11.如权利要求9所述的利用生物质颗粒的汽车内饰材料用塑料的制备方法，其特征在于，所述植物体粉末为100～300目。
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