本申请属于高分子材料领域,具体涉及聚丙烯复合材料及其制备方法和汽车部件。
背景技术:
1、近年来,中国汽车产业保持快速稳定的发展势头,汽车产量、销量都居世界首位。塑料在汽车上的应用由来已久,目前汽车用改性塑料的使用量已成为衡量汽车设计和制造水平高低的一个重要标志,塑料饰件的大量应用,促进了汽车的减重节能,提高了汽车的美观舒适度。在汽车领域,聚丙烯(pp)作为通用塑料的一种由于其来源广泛,价格低,耐腐蚀、机械性能优异等优点,成为车用塑料用量最大、使用频次最高、发展速度最快的品种。但聚丙烯可能会存在重量大、易燃烧、健康环保性能较差等问题,限制了聚丙烯材料的应用范围。
2、近年来,碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等人造纤维作为增强相在聚合物复合材料中得到了广泛的应用,但人造纤维存在降解性差和成本高等缺点,在生产过程中会产生有毒有害气体,在后期处理中也会引起环境污染问题。相比之下,植物纤维来源于天然植物,向聚丙烯基体中引入植物纤维,有利于降低聚合物复合材料的质量,提高健康环保性能。但植物纤维和聚丙烯之间的结合效果一般较差,向聚丙烯基体中引入植物纤维,可能会导致聚合物复合材料的力学性能较差,不易满足车规级要求,另外,植物纤维的高可燃性也进一步限制了植物纤维改性聚丙烯材料在汽车领域的应用。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、在本申请的一个方面,本申请提出了一种聚丙烯复合材料,包括:29重量份至78重量份的聚丙烯、8重量份至36重量份的植物纤维、12重量份至28重量份的阻燃剂和0.8重量份至4.2重量份的增容剂。由此,在满足优异力学性能的同时,聚丙烯复合材料具有优异的阻燃性能、良好的健康环保性能和轻量化的优点。
3、根据本申请的一些实施方式,包括:42重量份至65重量份的所述聚丙烯、15重量份至30重量份的所述植物纤维、15重量份至25重量份的所述阻燃剂和1.2重量份至3.0重量份的所述增容剂。由此,有利于优化聚丙烯复合材料的力学性能、阻燃性能、健康环保性能和轻量化。
4、根据本申请的一些实施方式,所述阻燃剂包括无机硅阻燃剂。由此,无机硅阻燃剂具有高阻燃效率、价格低廉、毒害较低等优点。
5、根据本申请的一些实施方式,所述无机硅阻燃剂包括二氧化硅和硅酸盐阻燃剂中的至少一种。由此,有利于提高聚丙烯复合材料的健康环保性能。
6、根据本申请的一些实施方式,所述增容剂包括马来酸酐接枝增容剂和环氧型增容剂中的至少一种。由此,可以有效优化聚丙烯复合材料的力学性能和阻燃性能。
7、根据本申请的一些实施方式,所述马来酸酐接枝增容剂包括马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝乙酸乙烯共聚物中的至少一种。由此,有利于优化聚丙烯复合材料的力学性能和阻燃性能。
8、根据本申请的一些实施方式,所述环氧型增容剂包括聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。由此,有利于优化聚丙烯复合材料的力学性能和阻燃性能。
9、根据本申请的一些实施方式,所述聚丙烯复合材料还包括:0.3重量份至1.2重量份的抗氧剂,所述抗氧剂包括第一抗氧剂和第二抗氧剂,其中,所述第一抗氧剂包括受阻酚抗氧剂,所述第二抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂。由此,可以有效提高聚丙烯复合材料的使用寿命。
10、根据本申请的一些实施方式,所述第一抗氧剂和所述第二抗氧剂的质量比为1:(1-3)。由此,有利于提高聚丙烯复合材料的使用寿命。
11、在本申请的第二个方面,本申请提出了一种制备前述的聚丙烯复合材料的方法,包括:令聚丙烯、植物纤维、阻燃剂和增容剂进行混合处理得到混合物,对所述混合物进行加热处理,以得到所述聚丙烯复合材料。由此,制备聚丙烯复合材料的方法简单易行、成本低廉、绿色环保、安全可靠,易于实现工业化。
12、根据本申请的一些实施方式,所述混合物进一步包括:0.3重量份至1.2重量份的抗氧剂。由此,有利于提高聚丙烯复合材料的使用寿命。
13、根据本申请的一些实施方式,所述制备方法进一步包括:在所述混合处理之前,对所述植物纤维进行预处理。由此,可以有效提高竹纤维与聚丙烯时的界面相容性,优化聚丙烯复合材料的力学性能。
14、根据本申请的一些实施方式,所述预处理包括碱处理和偶联剂处理中的至少一种。由此,提高了竹纤维与聚丙烯复合时的界面相容性,可以有效优化聚丙烯复合材料的力学性能。
15、根据本申请的一些实施方式,进行所述预处理的所述植物纤维的长度为3毫米-9毫米。由此,植物纤维具有较优的力学性能,且聚丙烯复合材料形成的膜层界面具有较好的美观性。
16、根据本申请的一些实施方式,所述加热处理的温度为180℃-240℃,所述加热处理的时间为5min-30min。由此,可以有效提高聚丙烯复合材料的质量。
17、在本申请的第三个方面,本申请提出了一种汽车部件,所述汽车部件包括采用前述制备聚丙烯复合材料的方法制备得到的聚丙烯复合材料,或,前述的聚丙烯复合材料。由此,在满足优异力学性能的同时,聚丙烯复合材料具有优异的阻燃性能、良好的健康环保性能和轻量化的优点,可以为乘客带来更好的气味体验和驾乘体验。
1.一种聚丙烯复合材料,其特征在于,包括:29重量份至78重量份的聚丙烯、8重量份至36重量份的植物纤维、12重量份至28重量份的阻燃剂和0.8重量份至4.2重量份的增容剂。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料,其特征在于,包括:42重量份至65重量份的所述聚丙烯、15重量份至30重量份的所述植物纤维、15重量份至25重量份的所述阻燃剂和1.2重量份至3.0重量份的所述增容剂。
3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯复合材料,其特征在于,所述阻燃剂包括无机硅阻燃剂;
4.根据权利要求1或2所述的聚丙烯复合材料,其特征在于,所述增容剂包括马来酸酐接枝增容剂和环氧型增容剂中的至少一种;
5.根据权利要求1或2所述的聚丙烯复合材料,其特征在于,还包括:0.3重量份至1.2重量份的抗氧剂,所述抗氧剂包括第一抗氧剂和第二抗氧剂,其中,所述第一抗氧剂包括受阻酚抗氧剂,所述第二抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂;
6.一种制备权利要求1-5任一项所述的聚丙烯复合材料的方法,其特征在于,包括:令聚丙烯、植物纤维、阻燃剂和增容剂进行混合处理得到混合物,对所述混合物进行加热处理,以得到所述聚丙烯复合材料。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述混合物进一步包括:0.3重量份至1.2重量份的抗氧剂。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,进一步包括:在所述混合处理之前,对所述植物纤维进行预处理,所述预处理包括以下条件的至少一种;
9.根据权利要求6-8任一项所述的方法,其特征在于,所述加热处理的温度为180℃-240℃,所述加热处理的时间为5min-30min。
10.一种汽车部件,其特征在于,包括权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的聚丙烯复合材料,或,权利要求6-9任一项所述的聚丙烯复合材料。