CN105482392A - 一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料及其制备方法 - Google Patents

一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料，由下列重量份的原料制备制成：聚乳酸100-103、纳米三氧化二锑3.5-4、十溴二苯乙烷10-11、SEBS25-27、红麻纤维60-62、纳米乳酸锌2-3、石墨烯4-5、炭化咖啡渣8-10、氨基硅油2-3、三聚氰胺甲醛树脂溶液2-3、聚乙烯醇5-6、水适量、纤维素醚2-3。本发明通过将混合纤维通过浸渍浆料进行改性，将石墨烯、炭化咖啡渣、三聚氰胺甲醛树脂溶液等成分添加到浸渍浆料中，通过一系列的工艺改性，扩大了混合纤维的比表面积，具有吸附功效，还具有良好的防水功效；将改性后的混合纤维制成颗粒状产品，改善了产品强度和韧性，同时安全可降解。

Description

一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车内饰材料技术领域，尤其涉及一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料及其制备方法。
背景技术
轿车的内饰件一般是指轿车车厢的隔板、门内装饰板、仪表板总成、扶手、地毯等零部件和材料。相对于车上其它部件而言，它们对车辆的运行性能没有什么影响，但其面目一览无遗，代表了整部车子的形象，孰优孰劣，决定着轿车的声誉和档次，决定着人们选择轿车的意向。另外，对于轿车来讲，虽然内饰件只是一些辅助性的零配件，但它们要承担起减振、隔热、吸音和遮音等功能，对轿车的舒适性起到十分重要的作用。汽车产业在世界各地蓬勃发展的同时，也带来环境污染和能源短缺两大严重的负面影响。据调查，石油消费品中多达35%是作为汽车的燃料被使用，随着石油资源的过度消耗，使得汽车行业必须进行相应的调整，轻量化和节能环保成为国际汽车工业研究的主题。
可生物降解高分子及其制品是近些年来各国科学家研究、开发、生产的热点，发达国家不光政府大量资金投入，还对大公司、科研机构及大学研究部门投入大量的人物力资源进行研发。由于聚乳酸具有优良的生物降解性和生物相容性，在环境中最终分解为二氧化碳和水，对环境没有污染，因此成为降解材料的研究热点之一。聚乳酸树脂来源于非石油基的生物原料，又具有良好的综合性能，受到了汽车业界的重视和青睐，丰田、三菱、马自达等日本公司已经率先在其品牌汽车上应用聚乳酸内饰产品，国内如奇瑞汽车也在开发车用聚乳酸产品。然而由于聚乳酸树脂结晶速度很慢，成型制品收缩率大，本身质脆，加工热稳定性差，以及制品耐久性差等缺点，限制了其作为工程塑料的应用。因此，迫切需要对绿色塑料聚乳酸树脂进行增强增韧、耐热等多元复合改性研究。再加上汽车火灾现象频繁出现，私家车火灾呈上升趋势，汽车火灾的原因一方面是由于汽车自身技术水平参差不齐，另一方面汽车自身所使用结构材料中有一部分为易燃材料，包括汽车内饰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，还需要去聚乳酸材料的阻燃性进行改性。同时由于汽车噪音在行驶过程中给车内人员带来很大的影响，直接关系到车内人员的健康。所以，汽车噪音就成为了衡量汽车自身机械性能和舒适性能品质的重要标准。所以，急需发明一种兼具环保、阻燃、吸音等功能的汽车内饰材料。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料，由下列重量份的原料制备制成：聚乳酸100-103、纳米三氧化二锑3.5-4、十溴二苯乙烷10-11、SEBS25-27、红麻纤维60-62、纳米乳酸锌2-3、石墨烯4-5、炭化咖啡渣8-10、氨基硅油2-3、三聚氰胺甲醛树脂溶液2-3、聚乙烯醇5-6、水适量、纤维素醚2-3。
所述一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料，由以下具体步骤制成：
（1）将聚乳酸在真空干燥箱中80℃干燥10小时待用，纳米三氧化二锑、十溴二苯乙烷分别烘箱中60℃下干燥5小时和8小时待用；将干燥后的物料放入高速搅拌机中，以1000转/分的速度搅拌10分钟后，加入SEBS，继续搅拌10分钟后将混合物料送入双螺杆挤出机中在175℃的温度，螺杆转速为150转/分的工艺条件下挤出造粒，得到改性聚乳酸母粒；
（2）将改性聚乳酸母粒送入螺杆纺丝机中进行共混熔融并挤出纺丝（控制螺杆挤出速度为250转/分，喷丝熔体温度控制在200℃），然后将喷出的初纤维经水浴冷却，控制水浴温度在20℃，水浴冷却后将纤维用120-130℃的热风干燥，即得改性聚乳酸纤维；将红麻纤维进行开松处理，处理后的红麻纤维与改性聚乳酸纤维进行混纺并条，得到混合纤维条；
（3）将炭化咖啡渣粉碎，过200目筛，与纳米乳酸锌、石墨烯混合，加入氨基硅油中，放入球磨机中，升温60℃球磨1小时后取出，烘干过400目筛待用；将三聚氰胺甲醛树脂溶液中加入聚乙烯醇，研磨40分钟后，加入总量25倍量的水稀释，搅拌均匀后，加入400目粉末，以200转/分的速度搅拌50分钟，得到浸渍浆料；
（4）将步骤（2）得到的混合纤维条放入浸渍浆料中处理30分钟后取出，放入鼓风干燥箱中，以90℃的温度干燥至含水量小于0.2%，然后将干燥的混合纤维条导入双螺杆挤出机，控制挤出温度为170℃，挤出造粒即得本发明材料。
本发明的优点是：本发明首先添加纳米三氧化二锑，在聚合物材料中的分散好，能在燃烧表面形成壳层，起到隔热和阻隔可燃气体向燃烧表面迁移的作用；协同十溴二苯乙烷的添加，与纳米三氧化二锑反应生成的三溴化锑，进一步减缓或终止燃烧反应，起到良好的阻燃效果，提高了聚合物的冲击强度、断裂伸长率、流动速率，具有良好的成型加工性。同时将SEBS作为聚乳酸的增韧剂，使得制成的聚乳酸纤维具有很好的韧性，同时能极大的提升产品的冲击强度。
本发明通过将混合纤维通过浸渍浆料进行进一步的改性，将石墨烯、炭化咖啡渣、三聚氰胺甲醛树脂溶液等成分添加到浸渍浆料中，通过一系列的工艺改性，扩大了混合纤维的比表面积，具有吸附功效，还具有良好的防水功效；将改性后的混合纤维制成颗粒状产品，改善了产品强度和韧性，能够用作对强度要求较高的汽车内饰件如汽车顶棚等，同时安全可降解，密度低，降低汽车自身重量，达到降低能耗的目的。
具体实施方式
一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：聚乳酸100、纳米三氧化二锑3.5、十溴二苯乙烷10、SEBS25、红麻纤维60、纳米乳酸锌2、石墨烯4、炭化咖啡渣8、氨基硅油2、三聚氰胺甲醛树脂溶液2、聚乙烯醇5、水适量、纤维素醚2。
所述一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料，由以下具体步骤制成：
（1）将聚乳酸在真空干燥箱中80℃干燥10小时待用，纳米三氧化二锑、十溴二苯乙烷分别烘箱中60℃下干燥5小时和8小时待用；将干燥后的物料放入高速搅拌机中，以1000转/分的速度搅拌10分钟后，加入SEBS，继续搅拌10分钟后将混合物料送入双螺杆挤出机中在175℃的温度，螺杆转速为150转/分的工艺条件下挤出造粒，得到改性聚乳酸母粒；
（2）将改性聚乳酸母粒送入螺杆纺丝机中进行共混熔融并挤出纺丝（控制螺杆挤出速度为250转/分，喷丝熔体温度控制在200℃），然后将喷出的初纤维经水浴冷却，控制水浴温度在20℃，水浴冷却后将纤维用120℃的热风干燥，即得改性聚乳酸纤维；将红麻纤维进行开松处理，处理后的红麻纤维与改性聚乳酸纤维进行混纺并条，得到混合纤维条；
（3）将炭化咖啡渣粉碎，过200目筛，与纳米乳酸锌、石墨烯混合，加入氨基硅油中，放入球磨机中，升温60℃球磨1小时后取出，烘干过400目筛待用；将三聚氰胺甲醛树脂溶液中加入聚乙烯醇，研磨40分钟后，加入总量25倍量的水稀释，搅拌均匀后，加入400目粉末，以200转/分的速度搅拌50分钟，得到浸渍浆料；
（4）将步骤（2）得到的混合纤维条放入浸渍浆料中处理30分钟后取出，放入鼓风干燥箱中，以90℃的温度干燥至含水量小于0.2%，然后将干燥的混合纤维条导入双螺杆挤出机，控制挤出温度为170℃，挤出造粒即得本发明材料。
本发明材料可以直接经过注塑机注塑成型，制成各种汽车内饰件。本发明制成的材料经过检测，阻燃性能达到UL-94V-0级，弯曲强度为102MPa，冲击强度为101.4J/m。

Claims (2)

1.一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：聚乳酸100-103、纳米三氧化二锑3.5-4、十溴二苯乙烷10-11、SEBS25-27、红麻纤维60-62、纳米乳酸锌2-3、石墨烯4-5、炭化咖啡渣8-10、氨基硅油2-3、三聚氰胺甲醛树脂溶液2-3、聚乙烯醇5-6、水适量、纤维素醚2-3。
2.根据权利要求1所述一种汽车内饰用聚乳酸纤维复合可降解型材料，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将聚乳酸在真空干燥箱中80℃干燥10小时待用，纳米三氧化二锑、十溴二苯乙烷分别烘箱中60℃下干燥5小时和8小时待用；将干燥后的物料放入高速搅拌机中，以1000转/分的速度搅拌10分钟后，加入SEBS，继续搅拌10分钟后将混合物料送入双螺杆挤出机中在175℃的温度，螺杆转速为150转/分的工艺条件下挤出造粒，得到改性聚乳酸母粒；
（2）将改性聚乳酸母粒送入螺杆纺丝机中进行共混熔融并挤出纺丝（控制螺杆挤出速度为250转/分，喷丝熔体温度控制在200℃），然后将喷出的初纤维经水浴冷却，控制水浴温度在20℃，水浴冷却后将纤维用120-130℃的热风干燥，即得改性聚乳酸纤维；将红麻纤维进行开松处理，处理后的红麻纤维与改性聚乳酸纤维进行混纺并条，得到混合纤维条；
（3）将炭化咖啡渣粉碎，过200目筛，与纳米乳酸锌、石墨烯混合，加入氨基硅油中，放入球磨机中，升温60℃球磨1小时后取出，烘干过400目筛待用；将三聚氰胺甲醛树脂溶液中加入聚乙烯醇，研磨40分钟后，加入总量25倍量的水稀释，搅拌均匀后，加入400目粉末，以200转/分的速度搅拌50分钟，得到浸渍浆料；
（4）将步骤（2）得到的混合纤维条放入浸渍浆料中处理30分钟后取出，放入鼓风干燥箱中，以90℃的温度干燥至含水量小于0.2%，然后将干燥的混合纤维条导入双螺杆挤出机，控制挤出温度为170℃，挤出造粒即得本发明材料。
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