專利名稱：汽車門板用復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車門板用復(fù)合材料的制備方法，屬于熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，能源短缺和環(huán)境惡化已成為人類發(fā)展進(jìn)程中所遇到的兩個(gè)最大問(wèn)題。汽車材料正向輕量化和可回收化方向發(fā)展。材料的輕量化和環(huán)保要求，使得人們重新審視傳統(tǒng)的增強(qiáng)、增剛材料。盡管無(wú)機(jī)填料和玻璃纖維填充的汽車塑料件具有良好的耐熱和力學(xué)性能，但使用后難以找到適宜的處理方法，舊汽車報(bào)廢時(shí)，對(duì)含有玻璃纖維或其他無(wú)機(jī)填料的廢舊塑料制品進(jìn)行徹底焚燒時(shí)會(huì)遺留大量廢渣。目前大量使用的聚丙烯汽車塑料件存在重量大、能耗高、設(shè)備磨損大、不能完全回收等缺點(diǎn)。來(lái)源豐富的天然植物纖維在生長(zhǎng)過(guò)程中不耗能、無(wú)污染，使用后能夠完全焚燒處理，能夠克服無(wú)機(jī)填料或玻璃纖維能耗大、不能完全回收的缺點(diǎn)。目前用作汽車門板的增強(qiáng)材料的木粉一般為粒度20 120目顆粒狀，不能起到很好的轉(zhuǎn)移負(fù)荷的作用，出現(xiàn)了復(fù)合材料沖擊韌性急劇下降的問(wèn)題。天然纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂尤其是聚丙烯反應(yīng)器合金應(yīng)用于汽車塑料件，對(duì)產(chǎn)品性能影響較大的主要是天然植物纖維的主要成分為纖維素、木質(zhì)素、半纖維素等親水性物質(zhì)， 而聚丙烯反應(yīng)器合金表現(xiàn)出強(qiáng)烈的疏水性，聚丙烯熔體對(duì)天然纖維的浸潤(rùn)是不良的，兩者之間的界面黏結(jié)較差。因此，天然纖維增強(qiáng)聚丙烯反應(yīng)器合金復(fù)合材料的性能很大程度上取決于天然纖維的處理和復(fù)合材料兩相界面的改進(jìn)?，F(xiàn)有的技術(shù)主要是通過(guò)在配方中加入少量的偶聯(lián)劑來(lái)提高天然纖維與樹(shù)脂基體之間的相容性。常用的偶聯(lián)劑有鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑。但是由于天然纖維成分復(fù)雜，含有水分和各種有機(jī)物小分子，其主要成分中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素在高溫加工過(guò)程中發(fā)生降解、軟化等反應(yīng)，結(jié)果導(dǎo)致上述液態(tài)的偶聯(lián)劑的效果受到不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有密度小、綜合性能好、環(huán)保的汽車門板用復(fù)合材料的制備方法。其技術(shù)方案為一種汽車門板用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于將聚丙烯反應(yīng)器合金、椰殼纖維和相容劑，三者分別以42 % 70 %、30 % 50 %和0 % 8 %的重量百分比混合均勻， 然后使用單螺桿擠出機(jī)，或密煉機(jī)與單螺桿擠出機(jī)組兩級(jí)混合擠出、切粒，即得復(fù)合材料， 復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度> 22MPa，彎曲模量> 1300MPa，缺口沖擊強(qiáng)度> 17kJ/m2，維卡軟化點(diǎn)彡 150°C。所述的汽車門板用復(fù)合材料的制備方法，聚丙烯反應(yīng)器合金的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為 8 35g/10mino所述的汽車門板用復(fù)合材料的制備方法，椰殼纖維的制備工藝是把長(zhǎng)椰殼纖維粉碎至長(zhǎng)度為3 6mm，然后將粉碎的椰殼纖維在質(zhì)量濃度為5 7%的氫氧化鈉溶液中浸泡5 11小時(shí)，再用鹽酸中和、蒸餾水清洗后烘干，即得椰殼纖維。所述的汽車門板用復(fù)合材料的制備方法，相容劑采用基體樹(shù)脂聚丙烯反應(yīng)器合金與丙烯酸熔融接枝制得。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明所用的聚丙烯反應(yīng)器合金為一種含有結(jié)晶的等規(guī)聚丙烯、無(wú)定形的乙丙橡膠以及可結(jié)晶的不同乙烯、丙烯序列長(zhǎng)度的乙丙嵌段共聚物的多相體系，在保持了聚丙烯的密度低、性能好、易回收等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，具有優(yōu)異的常低溫抗沖擊韌性、良好的加工性能，尤其適用于汽車、摩托車、家電塑料零部件；2、由于椰殼纖維的密度小，力學(xué)性能良好，由其制成的復(fù)合材料密度低，綜合性能良好，這樣就減輕了汽車件的重量，降低油耗；3、與木粉填充的復(fù)合材料相比，常低溫沖擊韌性好、拉伸強(qiáng)度高；4、與無(wú)機(jī)礦物填料或玻璃纖維相比，椰殼纖維的制備能耗小，無(wú)污染，制成的復(fù)合材料及汽車塑料件密度小、重量輕、可完全回收等。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過(guò)以下實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的實(shí)施不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1首先將長(zhǎng)椰殼纖維粉碎至長(zhǎng)度為3 6mm，然后將粉碎的椰殼纖維在質(zhì)量濃度為 5%的氫氧化鈉溶液中浸泡11小時(shí)，再用鹽酸中和、蒸餾水清洗后烘干，即得椰殼纖維。聚丙烯反應(yīng)器合金的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為8g/10min，將聚丙烯反應(yīng)器合金、椰殼纖維以70 30的重量百分比混合均勻，然后使用單螺桿擠出機(jī)組擠出、切粒，即得復(fù)合材料。實(shí)施例2椰殼纖維的制備同實(shí)施例1，相容劑采用基體樹(shù)脂聚丙烯反應(yīng)器合金與丙烯酸熔融接枝制得，聚丙烯反應(yīng)器合金的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為8g/10min。將聚丙烯反應(yīng)器合金、椰殼纖維和相容劑以66 30 4的重量百分比混合均勻，然后使用單螺桿擠出機(jī)組擠出、切粒，即得復(fù)合材料。實(shí)施例3技術(shù)內(nèi)容基本同實(shí)施例2，只是聚丙烯反應(yīng)器合金、椰殼纖維和相容劑以 56 40 4的重量百分比混合均勻。實(shí)施例4技術(shù)內(nèi)容基本同實(shí)施例2，只是聚丙烯反應(yīng)器合金、椰殼纖維和相容劑以 46 50 4的重量百分比混合均勻。實(shí)施例5椰殼纖維的制備同實(shí)施例1，相容劑采用基體樹(shù)脂聚丙烯反應(yīng)器合金與丙烯酸熔融接枝制得，聚丙烯反應(yīng)器合金的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為8g/10min。將聚丙烯反應(yīng)器合金、椰殼纖維和相容劑以62 30 8的重量百分比混合均勻，然后使用密煉機(jī)與單螺桿擠出機(jī)組兩級(jí)混合擠出、切粒，即得復(fù)合材料。實(shí)施例6技術(shù)內(nèi)容基本同實(shí)施例5，只是聚丙烯反應(yīng)器合金、椰殼纖維和相容劑以 52 40 8的重量百分比混合均勻。實(shí)施例7技術(shù)內(nèi)容基本同實(shí)施例5，只是聚丙烯反應(yīng)器合金、椰殼纖維和相容劑以 42 50 8的重量百分比混合均勻。本發(fā)明各實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。
權(quán)利要求
1.一種汽車門板用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于將聚丙烯反應(yīng)器合金、椰殼纖維和相容劑，三者分別以42 % 70 %、30 % 50 %和0 % 8 %的重量百分比混合均勻， 然后使用單螺桿擠出機(jī)，或密煉機(jī)與單螺桿擠出機(jī)組兩級(jí)混合擠出、切粒，即得復(fù)合材料， 復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度> 22MPa，彎曲模量> 1300MPa，缺口沖擊強(qiáng)度> 17kJ/m2，維卡軟化點(diǎn)彡 150°C。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車門板用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于聚丙烯反應(yīng)器合金的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為8 35g/10min。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車門板用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于椰殼纖維的制備工藝是把長(zhǎng)椰殼纖維粉碎至長(zhǎng)度為3 6mm，然后將粉碎的椰殼纖維在質(zhì)量濃度為5 的氫氧化鈉溶液中浸泡5 11小時(shí)，再用鹽酸中和、蒸餾水清洗后烘干，即得椰殼纖維。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車門板用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于相容劑采用基體樹(shù)脂聚丙烯反應(yīng)器合金與丙烯酸熔融接枝制得。
全文摘要
本發(fā)明提供一種汽車門板用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于將聚丙烯反應(yīng)器合金、椰殼纖維和相容劑，三者分別以42％～70％、30％～50％和0％～8％的重量百分比混合均勻，然后使用單螺桿擠出機(jī)，或密煉機(jī)與單螺桿擠出機(jī)兩級(jí)混合擠出、切粒，即得復(fù)合材料，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度≥22MPa，彎曲模量≥1300MPa，缺口沖擊強(qiáng)度≥17kJ/m2，維卡軟化點(diǎn)≥150℃。由這種復(fù)合材料制成的汽車件有著明顯的減重效果，并且制成的部件報(bào)廢后可以徹底焚燒處理，符合當(dāng)前國(guó)際、國(guó)內(nèi)汽車材料向輕量化和可回收化方向發(fā)展的趨勢(shì)。
文檔編號(hào)C08L23/16GK102206380SQ20111008914
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者譚洪生, 趙連云, 邢立學(xué) 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)