CN106867106A - 含天然纤维的汽车装饰件的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，包括以下步骤：（1）准备原材料；（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质通过球磨机磨粉，并烘干，获得生物质粉体；（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，进行预混合，并加热烘干，加热温度为70~170℃，加热时间为10‑15分钟，获得改性的生物质粉体；（4）配混造粒：将获得的改性的生物质粉体与聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为165‑250℃；（5）注塑成型：将获得的生物质改性的PP料与PP注塑生产料混合，加入助剂进行注塑并进行产品制备，获得含生物质的改性塑料汽车装饰件。
Description
技术领域
本发明涉及一种含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法及其应用。
背景技术
目前市场上的汽车装饰件主要有金属质、塑料质和塑胶质地，或它们的复合材料。其中，金属质价格偏高，质地硬、加工性能差、自重大，且存在容易生锈漏电隐患，市场上使用量讲逐步越少，部分塑胶材料存在环保隐患，市场占有率一直不高。比较而言，目前大多数厂商开始材料汽车装饰件为塑料质材料，且通过注塑工艺制备。通过改性增强，大部分塑料汽车装饰件具备阻燃、防静电、防水、耐腐蚀甚至撞击等功能。但是，全塑料汽车装饰件在透气性差、强度不高、易老化、可回收性差、成本高等方面尚存在不足。针对上述不足，本发明设计利用含纤维生物质与塑料复合，制备出新的材料，利用植物纤维的“加强筋”作用，强化塑料汽车装饰件的强度，并减轻产品重量，以生产出具备一定透气性、质量更轻和强度更好的塑料汽车装饰件。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种制备替代普通塑料的含纤维的生物质的改性塑料的方法。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是，该含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：原材料按重量比包括含天然纤维的生物质5~35%、聚丙烯塑料（PP）40~80%、助剂1~10%、矿石粉4~25%和PP注塑生产料1~15%，将原材料按比例称重，待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质通过球磨机磨粉，粒径为100-2000目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为70~170℃，加热时间为10-15分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为165-250℃；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性的PP料与PP注塑生产料混合，生物质改性PP料与PP注塑生产料按照1：2~4比例混合后加入助剂进行注塑并进行产品制备；获得含生物质的改性塑料汽车装饰件。
采用上述技术方案，将PP改性成含木粉和秸秆等的生物质塑料，并利用含纤维生物质改性塑料替代全塑料汽车装饰件，一方面强化了产品的耐冲击强度，节省原料，降低产品的重量，且具备更好的透气性；另一方面，生物质-塑料复合材料更加舒适，环保，产品的使用寿命更长；同时生物质改性塑料汽车装饰件比金属质汽车装饰件质量更轻，更耐腐蚀，不用做油漆，因此，更加环保和舒适。
本发明进一步改进在于，所述步骤（5）中的注塑过程所采用的PP注塑生产料为PP注塑料或聚丙烯与聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）二者的复合料或聚丙烯与PBT、玻璃纤维（GF）的复合料。
本发明进一步改进在于，所述助剂包括偶联剂、酯化剂、接枝剂、稳定剂、阻燃剂和防老剂。
本发明进一步改进在于，所述矿石粉为碳酸钙、云母粉碳酸钙、石英粉、滑石粉、硅灰石、硅酸钙、玻璃微珠粉体中的一种或几种的混合，所述矿石粉的粒径大小为400目以上。
本发明进一步改进在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂或苯乙烯-马来酸酐共聚物或邻苯二甲酸酐或聚异丁烯或异氰酸酯偶联剂中的一种或多种混合；所述酯化剂为马来酸酐；所述接枝剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）或马来酸酐接枝聚苯乙烯；所述稳定剂为硬脂酸钙或/和硬脂酸锌；所述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂或/和氢氧化镁；防老剂为防老剂RD或/和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮（UV-531）。
本发明进一步改进在于，所述含天然纤维的生物质为木粉、茶叶杆、烟杆、米糠、农作物秸秆粉或生物碳中的一种或两种以上混合物。
作为本发明的优选方案，所述步骤（4）中造粒温度为171-210℃。
本发明还要解决的一个技术问题是，提供一种具备一定透气性、质量更轻和强度更好的塑料汽车装饰件的应用，适用于商业广泛推广。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，该含天然纤维改性的汽车装饰件的应用，其特征在于，该含天然纤维改性的汽车装饰件包括车门内板、仪表板、副仪表板、前后保险杠、车身装饰条、座椅、后护板、杂物箱盖、散热器水室、空气过滤器罩、风扇叶。采用上述技术方案，利用植物纤维的“加强筋”作用，强化塑料汽车装饰件的强度，并减轻产品重量，以生产出具备一定透气性、质量更轻和强度更好的塑料汽车装饰件。
采用本发明的技术方案，与现有技术相比，其产生的有益效果是：利用木粉和秸秆等含纤维生物质改性塑料，替代全塑料汽车装饰件，一方面强化了产品的耐冲击强度，节省原料，降低产品的重量，且具备更好的透气性；另一方面，生物质-塑料复合材料更加舒适，环保，产品的使用寿命更长；同时生物质改性塑料汽车装饰件比金属质汽车装饰件质量更轻，更耐腐蚀，不用做油漆，因此，更加环保和舒适；适用于商业广泛推广。
附图说明
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：
图1是本发明含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法的流程框图。
具体实施方式
实施例1：
该含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：按比例称取原材料：茶杆粉8%、600目碳粉7%、助剂苯乙烯-马来酸酐共聚物3%、其它助剂5%、800目碳酸钙粉15%、PP料 63%，待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质茶杆粉通过球磨机磨粉，粒径为400目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为70℃，加热时间为15分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为165℃；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性的PP料与PP注塑生产料混合，在注塑成型过程中，生物质改性PP料与PP注塑生产料按照1：2比例混合后加入助剂进行注塑并进行产品制备，制备生物质改性PP车门内板；其中所述注塑方法采用常用的注塑设备与工艺完成，以获得含生物质的改性塑料汽车装饰件；其中PP注塑生产料为聚丙烯与聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）二者的复合料；
经测试生产的生物质改性PP车门内板自重减轻了4.3%，抗压强度提高了10.5%，且具备更好的透气性，减少了因机身原因造成的共鸣，在使用之初还有茶香味。
实施例2：
该含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：按比例称取原材料：杨木粉11%、800目碳粉4%、硅烷偶联剂3%、600目碳酸钙粉19%、PP料56.5%、其它助剂6.5%，待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质杨木粉通过球磨机磨粉，粒径为120目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为100℃，加热时间为12分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为200℃；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性的PP料与PP注塑生产料混合，在注塑成型过程中，生物质改性PP料与PP注塑生产料按照1：3比例混合后加入助剂进行注塑并进行产品制备，制备生物质改性PP汽车保险杠；其中所述注塑方法采用常用的注塑设备与工艺完成，以获得含生物质的改性塑料汽车装饰件；其中PP注塑生产料为PBT料和玻璃纤维的复合物，PBT料和玻璃纤维的重量比例为7：3；
经测试生产的生物质改性PP汽车保险杠比全PP料的产品耐冲击强度增加了11.0%以上，重量比全PP料降低了5.0%以上；本法生产的保险杠比钢质保险杠重量降低了65.0%以上。
实施例3：
该含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：按比例称取原材料：米糠20%、800目碳粉10%、硅烷偶联剂2%、700目碳酸钙粉10%、PP料51%、其它助剂7%，待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质米糠通过球磨机磨粉，粒径为500目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为120℃，加热时间为13分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为210℃；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性的PP料与PP注塑生产料混合，在注塑成型过程中，生物质改性PP料与PP注塑生产料按照1：3比例混合后加入助剂进行注塑并进行产品制备，制备生物质改性PP汽车后护板；其中所述注塑方法采用常用的注塑设备与工艺完成，以获得含生物质的改性塑料汽车装饰件；其中PP注塑生产料为PBT料；
经测试生产的生物质改性PP汽车后护板比全PP料的产品耐冲击强度增加了10.0%以上，重量比全PP料降低了4.6%以上。
实施例4：
该含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：按比例称取原材料：米糠20%、800目碳粉10%、硅烷偶联剂2%、700目碳酸钙粉10%、PP料42%、其它助剂7%，待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质米糠通过球磨机磨粉，粒径为500目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为120℃，加热时间为13分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为210℃；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性的PP料与PP注塑生产料混合，在注塑成型过程中，生物质改性PP料与PP注塑生产料按照1：3比例混合后加入助剂进行注塑并进行产品制备，制备生物质改性PP汽车后护板；其中所述注塑方法采用常用的注塑设备与工艺完成，以获得含生物质的改性塑料汽车装饰件；其中PP注塑生产料为PBT料；
经测试生产的生物质改性PP汽车后护板比全PP料的产品耐冲击强度增加了10.0%以上，重量比全PP料降低了4.6%以上。
实施例5：
该含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：按比例称取原材料：农作物秸秆粉15%、800目碳粉10%、硅烷偶联剂3%、700目碳酸钙粉15%、PP料52%、其它助剂5%，待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质农作物秸秆粉通过球磨机磨粉，粒径为500目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在负压高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为170℃，加热时间为10分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为250℃；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性的PP料与PP注塑生产料混合，在注塑成型过程中，生物质改性PP料与PP注塑生产料按照1：3比例混合后加入助剂进行注塑并进行产品制备，制备生物质改性PP汽车座椅；其中所述注塑方法采用常用的注塑设备与工艺完成，以获得含生物质的改性塑料汽车装饰件；其中PP注塑生产料为PBT料；
经测试生产的生物质改性PP汽车座椅比全PP料的产品耐冲击强度增加了10.5%以上，重量比全PP料降低了4.8%以上。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：原材料按重量比包括含天然纤维的生物质5~35%、聚丙烯塑料（PP）40~80%、助剂1~10%、矿石粉4~25%；将原材料按比例称重，待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质通过球磨机磨粉，粒径为100-2000目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为70~170℃，加热时间为10-15分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为165-250℃，获得生物质改性PP料；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性PP料与PP注塑生产料混合，生物质改性PP料与PP注塑生产料按照1：2~4比例混合后加入助剂进行注塑并进行产品制备，获得含生物质的改性塑料汽车装饰件。
2.如权利要求1所述的含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中的注塑过程所采用的PP注塑生产料为PP注塑料或聚丙烯与聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）二者的复合料或聚丙烯与PBT、玻璃纤维（GF）的复合料。
3.如权利要求2所述的含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，其特征在于，所述助剂包括偶联剂、酯化剂、接枝剂、稳定剂、阻燃剂和防老剂。
4.如权利要求2所述的含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，其特征在于，
所述矿石粉为碳酸钙、云母粉碳酸钙、石英粉、滑石粉、硅灰石、硅酸钙、玻璃微珠粉体中的一种或几种的混合，所述矿石粉的粒径大小为400目以上。
5.如权利要求3所述的含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂或苯乙烯-马来酸酐共聚物或邻苯二甲酸酐或聚异丁烯或异氰酸酯偶联剂中的一种或多种混合；所述酯化剂为马来酸酐；所述接枝剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）或马来酸酐接枝聚苯乙烯；所述稳定剂为硬脂酸钙或/和硬脂酸锌；所述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂或/和氢氧化镁；防老剂为防老剂RD或/和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮（UV-531）。
6.如权利要求5所述的含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，其特征在于，所述含天然纤维的生物质为木粉、茶叶杆、烟杆、米糠、农作物秸秆粉或生物碳中的一种或两种以上混合物。
7.如权利要求6所述的含天然纤维改性的汽车装饰件的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中造粒温度为171-210℃。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的含天然纤维改性的汽车装饰件的应用，其特征在于，该含天然纤维改性的汽车装饰件包括车门内板、仪表板、副仪表板、前后保险杠、车身装饰条、座椅、后护板、杂物箱盖、散热器水室、空气过滤器罩、风扇叶。
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