CN114181458A - 一种免喷涂聚丙烯复合材料、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种免喷涂聚丙烯复合材料，主要由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：聚丙烯100份、植物纤维20‑60份、钼酸锑锌0.5‑3份、片状铝粉3‑5份、防老剂1‑2份、紫外线屏蔽剂1‑2份、阻燃剂3‑10份。本发明制备出一种质量轻、弯曲强度高、模量高的免喷涂聚丙烯复合材料。本发明采用植物纤维为增强体，可回收热塑性高分子聚丙烯作为基体材料，片状铝粉、钼酸锑锌为着色剂和增强剂(片状铝粉既是着色剂又是增强剂，钼酸锑锌是增强剂)，通过共混挤出造粒得到免喷涂聚丙烯复合材料。本发明免喷涂聚丙烯复合材料所用原料可再生，可回收，所得零部件不需喷涂油漆，环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及免喷涂聚丙烯复合材料、制备方法及其应用。
背景技术
随着汽车生产、维修过程造成的环境污染和石油资源枯竭问题日益严重,汽车轻量化逐渐成为一个越来越热门的研究领域。采用轻量化材料是实现汽车轻量化的重要途径之一,目前市场上主要采用聚丙烯改性塑料作为汽车保险杠等零部件的材料来代替传统的金属材料。但是一般部件都需要二次喷漆加工处理，这就给环境保护带来了很大的压力。而纯的聚丙烯往往强度、模量无法达到保险杠的使用要求，所以需要对其改性处理。一般是加入短切碳纤维和玻璃纤维来提高其力学性能。而碳纤维与玻璃纤维本身生产的过程中需要消耗大量的能源。
发明内容
本发明的目的在于提供免喷涂聚丙烯复合材料、制备方法及其应用。本发明的免喷涂聚丙烯复合材料强度和模量均较高，而且由于复合了质量较轻的植物纤维，所以质量较轻。
本发明通过以下技术方案实现：
一种免喷涂聚丙烯复合材料，主要由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
聚丙烯100份
连续植物纤维20-60份
钼酸锑锌0.5-3份
片状铝粉3-5份
防老剂1-2份
紫外线屏蔽剂1-2份
阻燃剂3-10份。
进一步地，所述的连续植物纤维由苎麻纤维或黄麻纤维中的一种或者两种任意比例。
进一步地，所述的防老剂是抗氧剂1010。
进一步地，所述的紫外线屏蔽剂是氧化锌。
进一步地，阻燃剂是5001M。
一种免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯从进料口加入挤出机中，然后在挤出口处与连续植物纤维复合并制造成长度为1-3mm的聚丙烯和植物纤维复合材料，
然后将得到的聚丙烯和植物纤维复合材料与钼酸锑锌、片状铝粉、防老剂、紫外线屏蔽剂和阻燃剂共混并送至挤出机中挤出造粒得到免喷涂聚丙烯复合材料；
挤出机中进料段的温度为150-160℃，输送段的温度为180-190℃，压缩段的温度为190-200℃，挤出段的温度为185-195℃。
将所述的一种免喷涂聚丙烯复合材料成型制成汽车保险杠。
较之前的现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明制备出一种质量轻、弯曲强度高、模量高的免喷涂聚丙烯复合材料。
本发明采用植物纤维为增强体，可回收热塑性高分子聚丙烯作为基体材料，先将植物纤维和聚丙烯原位挤出再切成1-3mm的植物纤维和聚丙烯的复合材料，植物纤维和聚丙烯的复合材料的中植物纤维分布更加均匀，片状铝粉、钼酸锑锌为着色剂和增强剂(片状铝粉既是着色剂又是增强剂，钼酸锑锌是增强剂)，通过共混挤出造粒得到免喷涂聚丙烯复合材料。本发明免喷涂聚丙烯复合材料所用原料可再生，可回收，所得零部件不需喷涂油漆，环境友好。
具体实施方式
实施例1
一种免喷涂聚丙烯复合材料，主要由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
聚丙烯100份
连续植物纤维20份
钼酸锑锌0.5份
片状铝粉3份
防老剂2份
紫外线屏蔽剂2份
阻燃剂10份。
所述的植物纤维为10份的苎麻纤维和10份黄麻纤维。
本实施例免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯从进料口加入挤出机中，然后在挤出口处与连续植物纤维复合并制造成长度为1mm的聚丙烯和植物纤维复合材料，然后将得到的聚丙烯和植物纤维复合材料与钼酸锑锌、片状铝粉、防老剂、紫外线屏蔽剂和阻燃剂共混并送至挤出机中挤出造粒得到免喷涂聚丙烯；
挤出机中进料段的温度为150℃，输送段的温度为180℃，压缩段的温度为190℃，挤出段的温度为185℃。
最后将所得的复合材料注塑成标准样条。所得样条的拉伸强度为32.1MPa，弯曲强度为26.3MPa,弯曲模量为1.0GPa，简支梁缺口冲击强度14.2KJ/m2。
实施例2
一种免喷涂聚丙烯复合材料，主要由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
聚丙烯100份
连续植物纤维30份
钼酸锑锌1份
片状铝粉3份
防老剂1份
紫外线屏蔽剂1份
阻燃剂3份。
所述的植物纤维为苎麻纤维。
一种免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯从进料口加入挤出机中，然后在挤出口处与连续植物纤维复合并制造成长度为2mm的聚丙烯和植物纤维复合材料，然后将得到的聚丙烯和植物纤维复合材料与钼酸锑锌、片状铝粉、防老剂、紫外线屏蔽剂和阻燃剂共混并送至挤出机中挤出造粒得到免喷涂聚丙烯；
挤出机中进料段的温度为150℃，输送段的温度为190℃，压缩段的温度为190℃，挤出段的温度为185℃。
将所得的复合材料注塑成标准样条。所得样条的拉伸强度为34.5MPa，弯曲强度为29.6MPa,弯曲模量为1.3GPa，简支梁缺口冲击强度16.7KJ/m2。
实施例3
一种免喷涂聚丙烯复合材料，主要由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
聚丙烯100份
连续植物纤维30份
钼酸锑锌1份
片状铝粉4份
防老剂1份
紫外线屏蔽剂1份
阻燃剂5份。
所述的植物纤维为黄麻纤维。
一种免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯从进料口加入挤出机中，然后在挤出口处与连续植物纤维复合并制造成长度为3mm的聚丙烯和植物纤维复合材料，然后将得到的聚丙烯和植物纤维复合材料与钼酸锑锌、片状铝粉、防老剂、紫外线屏蔽剂和阻燃剂共混并送至挤出机中挤出造粒得到免喷涂聚丙烯；
挤出机中进料段的温度为160℃，输送段的温度为190℃，压缩段的温度为190℃，挤出段的温度为185℃。
将所得的复合材料注塑成标准样条。所得样条的拉伸强度为34.3MPa，弯曲强度为29.2MPa,弯曲模量为1.3GPa，简支梁缺口冲击强度16.6KJ/m2。
实施例4
一种免喷涂聚丙烯复合材料，主要由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
聚丙烯100份
连续植物纤维40份
钼酸锑锌3份
片状铝粉5份
防老剂1份
紫外线屏蔽剂1份
阻燃剂5份。
所述的植物纤维为20份苎麻纤维和20份黄麻纤维。
一种免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯从进料口加入挤出机中，然后在挤出口处与连续植物纤维复合并制造成长度为2mm的聚丙烯和植物纤维复合材料，然后将得到的聚丙烯和植物纤维复合材料与钼酸锑锌、片状铝粉、防老剂、紫外线屏蔽剂和阻燃剂共混并送至挤出机中挤出造粒得到免喷涂聚丙烯；
挤出机中进料段的温度为160℃，输送段的温度为190℃，压缩段的温度为200℃，挤出段的温度为195℃。
将所得的复合材料注塑成标准样条。所得样条的拉伸强度为34.2MPa，弯曲强度为32.6MPa,弯曲模量为1.4GPa，简支梁缺口冲击强度17.3KJ/m2。
实施例5
一种免喷涂聚丙烯复合材料，主要由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
聚丙烯100份
连续植物纤维60份
钼酸锑锌0.5份
片状铝粉4份
防老剂1份
紫外线屏蔽剂1份
阻燃剂5份。
所述的植物纤维为30份苎麻纤维和30份黄麻纤维。
一种免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯从进料口加入挤出机中，然后在挤出口处与连续植物纤维复合并制造成长度为3mm的聚丙烯和植物纤维复合材料，然后将得到的聚丙烯和植物纤维复合材料与钼酸锑锌、片状铝粉、防老剂、紫外线屏蔽剂和阻燃剂共混并送至挤出机中挤出造粒得到免喷涂聚丙烯；
挤出机中进料段的温度为160℃，输送段的温度为180℃，压缩段的温度为190℃，挤出段的温度为185℃。
将所得的复合材料注塑成标准样条。所得样条的拉伸强度为33.3MPa，弯曲强度为27.1MPa,弯曲模量为1.3GPa，简支梁缺口冲击强度15.2KJ/m2。
对比例1
本对比例与实施例4的区别在于没有加入植物纤维。本对比例的复合材料具体配方如下：由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
聚丙烯100份
植物纤维0份
钼酸锑锌3份
片状铝粉5份
防老剂1份
紫外线屏蔽剂1份
阻燃剂5份。
所得材料注塑成标准样条。所得样条的拉伸强度为35.3MPa，弯曲强度为28.1MPa,弯曲模量为1.1GPa，简支梁缺口冲击强度16.2KJ/m2。
对比例2
本对比例与实施例4的区别在于没有加入植物纤维和钼酸锑锌。本对比例的复合材料具体配方如下：由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
聚丙烯100份
植物纤维0份
钼酸锑锌0份
片状铝粉5份
防老剂1份
紫外线屏蔽剂1份
阻燃剂5份。
所得材料注塑成标准样条。所得样条的拉伸强度为30.1MPa，弯曲强度为26.1MPa,弯曲模量为1.05GPa，简支梁缺口冲击强度14.6KJ/m2。
对比例3
本对比例与实施例4的区别在于没有加入植物纤维、钼酸锑锌和铝粉。本对比例的复合材料具体配方如下：由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
聚丙烯100份
植物纤维0份
钼酸锑锌0份
片状铝粉0份
防老剂1份
紫外线屏蔽剂1份
阻燃剂5份。
所得材料注塑成标准样条。所得样条的拉伸强度为28.8MPa，弯曲强度为24.2MPa,弯曲模量为0.95GPa，简支梁缺口冲击强度14.5KJ/m2。
对比例4
一种免喷涂聚丙烯复合材料，主要由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
聚丙烯100份
植物纤维0份
钼酸锑锌3份
片状铝粉0份
防老剂1份
紫外线屏蔽剂1份
阻燃剂5份。
所得材料注塑成标准样条。所得样条的拉伸强度为33.7MPa，弯曲强度为28.3MPa,弯曲模量为1.15GPa，简支梁缺口冲击强度16.1KJ/m2。
对比例1与实施例4的区别是没有加植物纤维，这导致弯曲强度和弯曲模量明显下降，对比例2与实施例4的区别是没有加植物纤维和钼酸锑锌，拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量明显下降，对比例3与对比例2的区别是没有加铝粉，拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量略有下降。对比例4与对比例3的区别是加了钼酸锑锌，拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度都有明显上升。
以上实施例和对比例中所述的防老剂是抗氧剂1010。
所述的紫外线屏蔽剂是氧化锌。
阻燃剂是5001M。
本发明已经通过实施例披露如上，但本发明并非限定于以上具体实施例，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 (7)
1.一种免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：主要由以下组分按照以下质量份数比制备而成：
聚丙烯100份
连续植物纤维20-60份
钼酸锑锌0.5-3份
片状铝粉3-5份
防老剂1-2份
紫外线屏蔽剂1-2份
阻燃剂3-10份。
2.根据权利要求1所述的一种免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的连续植物纤维由苎麻纤维或黄麻纤维中的一种或者两种任意比例。
3.根据权利要求1所述的一种免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的防老剂是抗氧剂1010。
4.根据权利要求1所述的一种免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的紫外线屏蔽剂是氧化锌。
5.根据权利要求1所述的一种免喷涂聚丙烯复合材料，其特征在于：阻燃剂是阻燃剂5001M。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的一种免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将聚丙烯从进料口加入挤出机中，然后在挤出口处与连续植物纤维复合并制造成长度为1-3mm的聚丙烯和植物纤维复合材料，
然后将得到的聚丙烯和植物纤维复合材料与钼酸锑锌、片状铝粉、防老剂、紫外线屏蔽剂和阻燃剂共混并送至挤出机中挤出造粒得到免喷涂聚丙烯复合材料；
挤出机中进料段的温度为150-160℃，输送段的温度为180-190℃，压缩段的温度为190-200℃，挤出段的温度为185-195℃。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种免喷涂聚丙烯复合材料的应用，其特征在于：将所述的免喷涂聚丙烯复合材料成型制成汽车保险杠。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114573949A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-06-03 | 嘉兴学院 | 一种抗弯曲碳纤维环氧复合材料及其制备方法 |
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| WO2023213536A1 (en) * | 2022-05-06 | 2023-11-09 | Basell Poliolefine Italia S.R.L. | Plastic material and shaped article obtained therefrom |
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2021
- 2021-12-16 CN CN202111544016.5A patent/CN114181458A/zh not_active Withdrawn
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