CN106065133A - 一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒，由以下成分制成：玉米秸秆与稻壳混合物、聚苯乙烯、聚乙烯、改性丁苯橡胶、填料、偶联剂、分散剂、热稳定剂、增塑剂。本发明制备的汽车座椅加工用改性塑料颗粒，以聚苯乙烯主要原料，以聚乙烯作为辅助原料，辅以多种功能助剂制得，该改性塑料颗粒的加工成型性好，由其加工制成的汽车座椅具有优异的机械强度、耐老化性、耐磨性和抗冲击性，并可对废弃汽车座椅塑料进行回收再利用，从而降低资源消耗和保护环境，具有显著的经济效益和生态效益，而且本发明改性塑料颗粒的生物降解性优异，在掩埋100天里，质量能降低5.32%。

Description

一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒

技术领域

本发明涉及塑料领域，特别是涉及一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒。

背景技术

在当今汽车上，可以到处看到塑料制品的影子。塑料代替各种昂贵金属材料在汽车上广泛应用，大大提高了汽车造型的美观与设计的灵活性，降低了零部件加工、转配及维修的费用，这正是汽车向轻量化、节能、美观、安全和环保方向发展的必然。汽车座椅是汽车的重要部件之一，对于大部分汽车来说，座椅比变速箱、底盘和车身都要昂贵。汽车座椅加工用塑料需要其具有优异的耐老化性、耐磨性和抗冲击性，而目前用量最多的是通用改性塑料，如 PP、PE、PVC、ABS及PA等。随着汽车工业的发展，这些塑料的性能已逐渐不能满足要求，需要发展新型改性塑料。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒，通过以下技术方案实现：

一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒，按重量份计由以下成分制成：玉米秸秆与稻壳混合物16、聚苯乙烯102、聚乙烯3、填料32、偶联剂1、分散剂1.4、热稳定剂1.3、增塑剂1.2；所述填料由轻质碳酸钙、玻璃纤维、纳米硅微粉、莲藕淀粉混合制成。

进一步地，所述玉米秸秆与稻壳混合物为玉米秸秆和稻壳按1.65：1质量比例混合，所述玉米秸秆与稻壳混合物经过预处理：将玉米秸秆与稻壳混合物混合研磨成粉末，先添加到质量浓度为3.84%的氢氧化钠溶液中在70℃下浸泡30分钟后，过滤，洗涤，再添加到质量浓度为24.8%的二丙二醇溶液中，常温下浸泡1小时候，过滤，洗涤，烘干，静置35分钟后，再然后添加到改性剂中，在87℃下以300r/min转速搅拌，反应1小时后，过滤，洗涤，烘干，即可；所述改性剂按质量百分比计由以下成分制成：碘酸钠0.6%、辛二酸2.2%、乳酸钠3.5%、二甲基硅氧烷1.2%、桉叶油1.5%，其余为去离子水。

进一步地，所述填料由轻质碳酸钙、玻璃纤维、纳米硅微粉、莲藕淀粉按18：3：1：1质量比例混合，所述纳米硅微粉的粒度为18-20nm，所述填料经过预处理：先将填料添加到质量浓度为12.64%的二丙二醇溶液中浸泡30分钟后，过滤，洗涤，烘干，再在130℃下加热10分钟，然后放置于微波频率800MHz、功率500W下微波处理8min，即可。

进一步地，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

进一步地，所述热稳定剂为苹果酸钠与环氧树脂按25:1质量比例混合制成。

进一步地，所述增塑剂为柠檬酸脂与橄榄油按15:1质量比例在88℃下混合制成。

进一步地，所述改性丁苯橡胶的制备方法为：将丁苯橡胶加热至158℃软化后，添加其质量1.2%的甲基丙烯酸，搅拌均匀后，再添加丁苯橡胶质量0.8%的陶土，以200r/min速度搅拌均匀后，自然冷却至室温，即可。

一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)先将玉米秸秆与稻壳混合物、聚苯乙烯、聚乙烯、改性丁苯橡胶、填料添加到高混机中进行共混，共混速度为1200r/min，时间为40分钟，压力为1.82MPa；

2)向经过共混后的玉米秸秆与稻壳混合物、聚苯乙烯、聚乙烯、填料的混合物中添加偶联剂、分散剂、热稳定剂、增塑剂，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机的中，控制挤出温度245℃，熔体加工扭矩71N·m，在造粒机中造粒即可。

本发明先用未经处理的玉米秸秆与稻壳混合物直接增强塑料,但增强效果不佳,进而考虑对玉米秸秆与稻壳混合物表面进行预处理:利用碘酸钠溶液对玉米秸秆与稻壳混合物进行表面改性，达到增强塑料的目的，但是改性的塑料成品仍存在拉伸韧性和抗冲击性不足的问题。于是，本发明又经过大量的实验研究，通过按质量百分比计由碘酸钠0.6%、辛二酸2.2%、乳酸钠3.5%、二甲基硅氧烷1.2%、桉叶油1.5%，其余为去离子水配制改性剂，对玉米秸秆与稻壳混合物纤维组织和木质素进行表面改性，改性后的玉米秸秆与稻壳混合物对塑料的力学性能、耐候性、抗冲击性能等性能都具有极大的促进作用，又研究了玉米秸秆与稻壳不同配比，经过改性后对塑料性能的影响，结果表明,制备的塑料的拉伸强度随着稻壳含量的增加呈先增加后减小的趋势；当玉米秸秆与稻壳的质量比例为1.65:1时,其拉伸强度达到最大值,其在热剪切作用下流动性此时达到最佳。

本发明通过对传统塑料中添加的填料进行研究分析，发现，按18：3：1：1质量比例混合的轻质碳酸钙、玻璃纤维、纳米硅微粉、莲藕淀粉作为填料，几者之间的协同作用最佳，对塑料的综合性能提升非常大，但是，某些方面的性能提升，仍然达不到车灯塑料的要求，于是，本发明又经过大量的实验对本发明配制的填料进行处理研究，将本发明配制的填料放置于微波频率800MHz、功率500W下微波处理8min，后测得其比表面积达到501m²/g,通过WDW-10E型万能拉力试验机测定本发明制成的改性塑料颗粒拉伸强度为45.3MPa,通过XJJUD-50组合式简支梁、悬臂梁冲击试验机测定缺口冲击强度为17.14J/m。

本发明经过大量的实验研究，通过按15:1质量比例在88℃下将柠檬酸脂与橄榄油进行复配制成增塑剂，不仅将单一柠檬酸酯的增塑效果提高2-3倍。

本发明通过添加改性丁苯橡胶，其主要作用为协同其它组分改性增强的作用，能够使得制成的改性塑料的综合性能最优,其拉伸强度和撕裂强度均能提高1-2倍。

本发明的有益效果是：本发明制备的汽车座椅加工用改性塑料颗粒，以聚苯乙烯主要原料，以聚乙烯作为辅助原料，辅以多种功能助剂制得，该改性塑料颗粒的加工成型性好，由其加工制成的汽车座椅具有优异的机械强度、耐老化性、耐磨性和抗冲击性，并可对废弃汽车座椅塑料进行回收再利用，从而降低资源消耗和保护环境，具有显著的经济效益和生态效益，而且本发明改性塑料颗粒的生物降解性优异，在掩埋100天里，质量能降低5.32%。

具体实施方式

一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒，按重量份计由以下成分制成：玉米秸秆与稻壳混合物16、聚苯乙烯102、聚乙烯3、填料32、偶联剂1、分散剂1.4、热稳定剂1.3、增塑剂1.2；所述填料由轻质碳酸钙、玻璃纤维、纳米硅微粉、莲藕淀粉混合制成。

进一步地，所述玉米秸秆与稻壳混合物为玉米秸秆和稻壳按1.65：1质量比例混合，所述玉米秸秆与稻壳混合物经过预处理：将玉米秸秆与稻壳混合物混合研磨成粉末，先添加到质量浓度为3.84%的氢氧化钠溶液中在70℃下浸泡30分钟后，过滤，洗涤，再添加到质量浓度为24.8%的二丙二醇溶液中，常温下浸泡1小时候，过滤，洗涤，烘干，静置35分钟后，再然后添加到改性剂中，在87℃下以300r/min转速搅拌，反应1小时后，过滤，洗涤，烘干，即可；所述改性剂按质量百分比计由以下成分制成：碘酸钠0.6%、辛二酸2.2%、乳酸钠3.5%、二甲基硅氧烷1.2%、桉叶油1.5%，其余为去离子水。

进一步地，所述填料由轻质碳酸钙、玻璃纤维、纳米硅微粉、莲藕淀粉按18：3：1：1质量比例混合，所述纳米硅微粉的粒度为18-20nm，所述填料经过预处理：先将填料添加到质量浓度为12.64%的二丙二醇溶液中浸泡30分钟后，过滤，洗涤，烘干，再在130℃下加热10分钟，然后放置于微波频率800MHz、功率500W下微波处理8min，即可。

进一步地，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

进一步地，所述热稳定剂为苹果酸钠与环氧树脂按25:1质量比例混合制成。

进一步地，所述增塑剂为柠檬酸脂与橄榄油按15:1质量比例在88℃下混合制成。

进一步地，所述改性丁苯橡胶的制备方法为：将丁苯橡胶加热至158℃软化后，添加其质量1.2%的甲基丙烯酸，搅拌均匀后，再添加丁苯橡胶质量0.8%的陶土，以200r/min速度搅拌均匀后，自然冷却至室温，即可。

一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)先将玉米秸秆与稻壳混合物、聚苯乙烯、聚乙烯、改性丁苯橡胶、填料添加到高混机中进行共混，共混速度为1200r/min，时间为40分钟，压力为1.82MPa；

2)向经过共混后的玉米秸秆与稻壳混合物、聚苯乙烯、聚乙烯、填料的混合物中添加偶联剂、分散剂、热稳定剂、增塑剂，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机的中，控制挤出温度245℃，熔体加工扭矩71N·m，在造粒机中造粒即可。

对比添加不同填料对本发明改性塑料性能的影响：

	拉伸强度MPa	冲击强度J/m	生物降解性%
				本发明改性塑料颗粒	45.3	17.14	5.32
对比例1	40.2	11.53	5.20
				对比例2	34.15	15.68	5.18
对比例3	24.31	7.69	2.02
				对比例4	15.43	4.65	1.99

表1

其中，生物降解性是对比个塑料在相同的环境下掩埋100天里，质量降低的百分比。

对比例1为将本发明填料各组分配比更改为由轻质碳酸钙、玻璃纤维、纳米硅微粉、莲藕淀粉按18:4:2：2质量比例混合，填料处理方法不变，总添加量不变，本发明其它成分处理方法与制备方法不变；

对比例2为将本发明填料组分更改为轻质碳酸钙、玻璃纤维、纳米硅微粉、玉米淀粉按18：3：1：1质量比例混合，填料处理方法不变，填料总添加量不变，本发明其它成分处理方法与制备方法不变；

对比例3位将本发明填料组分更改为轻质碳酸钙、玻璃纤维按18：4质量比例混合，填料处理方法不变，填料总添加量不变，本发明其它成分处理方法与制备方法不变；

对比例4为将本发明填料更改为轻质碳酸钙，填料处理方法不变，填料总添加量不变，本发明其它成分处理方法与制备方法不变。

由表1可以看出，对本发明配制的填料组分配比进行微调后，塑料拉伸强度有所下降，抗冲击强度下降显著，生物降解性影响不大；将莲藕淀粉更换成玉米淀粉，塑料的拉伸强度下降显著，抗冲击强度有一定程度下降，生物降解性下降幅度较小；不添加纳米硅微粉与莲藕淀粉时，塑料拉伸强度、抗冲击强度和生物降解性均极大的降低；填料只采用轻质碳酸钙时，塑料拉伸强度、抗冲击强度和生物降解性均极大的降低。

通过实验对比不同玉米秸秆与稻壳配比对塑料拉伸强度的影响：

玉米秸秆:稻壳	1:1	1.4:1	1.65:1	2:1	3:1
						拉伸强度/MPa	23.4	35.1	45.3	30.2	18.5

表1

由表1可知，随着玉米秸秆的添加量的增加，塑料拉伸强度先升高后减小，并且后续玉米秸秆的增加会导致塑料的拉伸强度急剧减小，当玉米秸秆：稻壳的质量比例为1.65：1时，塑料拉伸强度达到最大。

Claims (8)

1.一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：玉米秸秆与稻壳混合物16、聚苯乙烯102、聚乙烯3、改性丁苯橡胶4、填料32、偶联剂1、分散剂1.4、热稳定剂1.3、增塑剂1.2；所述填料由轻质碳酸钙、玻璃纤维、纳米硅微粉、莲藕淀粉混合制成。

2.根据权利要求1所述的一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒，其特征在于，所述玉米秸秆与稻壳混合物为玉米秸秆和稻壳按1.65：1质量比例混合，所述玉米秸秆与稻壳混合物经过预处理：将玉米秸秆与稻壳混合物混合研磨成粉末，先添加到质量浓度为3.84%的氢氧化钠溶液中在70℃下浸泡30分钟后，过滤，洗涤，再添加到质量浓度为24.8%的二丙二醇溶液中，常温下浸泡1小时候，过滤，洗涤，烘干，静置35分钟后，再然后添加到改性剂中，在87℃下以300r/min转速搅拌，反应1小时后，过滤，洗涤，烘干，即可；所述改性剂按质量百分比计由以下成分制成：碘酸钠0.6%、辛二酸2.2%、乳酸钠3.5%、二甲基硅氧烷1.2%、桉叶油1.5%，其余为去离子水。

3.根据权利要求 1 所述的一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒，其特征在于，所述填料由轻质碳酸钙、玻璃纤维、纳米硅微粉、莲藕淀粉按18：3：1：1质量比例混合，所述纳米硅微粉的粒度为18-20nm，所述填料经过预处理：先将填料添加到质量浓度为12.64%的二丙二醇溶液中浸泡30分钟后，过滤，洗涤，烘干，再在130℃下加热10分钟，然后放置于微波频率800MHz、功率500W下微波处理8min，即可。

4.根据权利要求1所述的一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

5.根据权利要求1所述的一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒，其特征在于，所述热稳定剂为苹果酸钠与环氧树脂按25:1质量比例混合制成。

6.根据权利要求1所述的一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒，其特征在于，所述增塑剂为柠檬酸脂与橄榄油按15:1质量比例在88℃下混合制成。

7.根据权利要求1所述的一种汽车座椅加工改性塑料颗粒，其特征在于，所述改性丁苯橡胶的制备方法为：将丁苯橡胶加热至158℃软化后，添加其质量1.2%的甲基丙烯酸，搅拌均匀后，再添加丁苯橡胶质量0.8%的陶土，以200r/min速度搅拌均匀后，自然冷却至室温，即可。

8.一种权利要求1-7中任一项所述的一种汽车座椅加工用改性塑料颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)先将玉米秸秆与稻壳混合物、聚苯乙烯、聚乙烯、改性丁苯橡胶、填料添加到高混机中进行共混，共混速度为1200r/min，时间为40分钟，压力为1.82MPa；

2)向经过共混后的玉米秸秆与稻壳混合物、聚苯乙烯、聚乙烯、填料的混合物中添加偶联剂、分散剂、热稳定剂、增塑剂，混合均匀后，加入到双螺杆挤出机的中，控制挤出温度245℃，熔体加工扭矩71N·m，在造粒机中造粒即可。