專利名稱：環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車保險(xiǎn)杠及其制備方法，尤其涉及一種環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠及其制備方法。
背景技術(shù)：
汽車保險(xiǎn)杠是吸收緩和外界沖擊力、防護(hù)車身前后部的安全裝置。20年前，轎車前后保險(xiǎn)杠是以金屬材料為主，用厚度為3毫米以上的鋼板沖壓成U形槽鋼，表面處理鍍鉻，與車架縱梁鉚接或焊接在一起，與車身有一段較大的間隙，好像是一件附加上去的部件。塑料保險(xiǎn)杠具有強(qiáng)度、剛性和裝飾性，從安全上看，汽車發(fā)生碰撞事故時能起到緩沖作用，保護(hù)前后車體；從外觀上看，可以很自然的與車體結(jié)合在一塊，渾然成一體，具有很好的裝飾性，成為裝飾轎車外型的重要部件。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車保險(xiǎn)杠作為一種重要的安全裝置也走向了革新的道路上。今天的轎車前后保險(xiǎn)杠除了保持原有的保護(hù)功能外，還要追求與車體造型的和諧與統(tǒng)一，追求本身的輕量化。為了達(dá)到這種目的，目前轎車的前后保險(xiǎn)杠采用了塑料，人們稱為塑料保險(xiǎn)杠。塑料保險(xiǎn)杠使用的塑料，大體上使用聚酯系和聚丙烯系兩種材料，采用注射成型法制成。例如標(biāo)致405轎車的保險(xiǎn)杠，采用了聚酯系材料并用反應(yīng)注射模成型法做成。而大眾的奧迪100、高爾夫、上海的桑塔納、天津的夏利等型號轎車的保險(xiǎn)杠，采用了聚丙烯系材料用注射成型法制成。木塑復(fù)合材料(wood-plastics co mposites,簡稱WPC)是用木纖維或植物纖維填充、增強(qiáng)的改性熱塑性材料，兼有木材和塑料的成本和性能的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)擠出或壓制成型為型材、板材或其他制品，替代木材和塑料。竹纖維是一種從自然生長的竹子中提取出的纖維素纖維，是繼棉、麻、毛、絲之后的第五大天然纖維。竹纖維具有良好的透氣性、瞬間吸水性、較強(qiáng)的耐磨性和良好的染色性等特性，同時又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外線功能。采用竹粉填充復(fù)合材料科降低成本，但由于竹纖維是親水性物質(zhì)，表面具有大量的極性官能團(tuán)，在與塑料的復(fù)合過程中，與憎水性物質(zhì)聚丙烯之間存在著較高的界面能差，兩種極性不同的材料很難達(dá)到充分的表面相互融合。因此如何采用改性劑使兩種材料充分融合，確保其力學(xué)性能，成為研究竹纖維聚丙烯復(fù)合材料研究的一個難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一提供一種環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二提供上述環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠的制備方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠，包括下述重量份的組分:聚丙烯100份，高密度聚乙烯6-10份，熱塑性彈性體8-16份，竹纖維20-40份，改性劑0.4-0.8份。優(yōu)選地，所述改性劑為偶聯(lián)劑與脂肪酸酯的混合物。所述偶聯(lián)劑為異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯、二聚磷酸二異辛酯硬脂酸鎂、乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或其混合物。所述脂肪酸酯為單硬脂酸甘油酯、1，2-硬脂酸甘油酯、1，3-二硬脂酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯中的一種或其混合物。最優(yōu)地，所述改性劑，由下述組分按重量份組成:異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯10-30份、乙烯基三甲氧基硅烷10-30份、單硬脂酸甘油酯50-70份。直接將異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷和單硬脂酸甘油酯進(jìn)行混合，即可制得該改性劑。所述聚丙烯為共聚聚丙烯。本發(fā)明還提供了上述環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠的制備方法，包括下述步驟:( I)用改性劑對竹纖維進(jìn)行表面改性處理,得到改性竹纖維；(2)將聚丙烯、高密度聚乙烯、熱塑性彈性體和改性竹纖維加入高速混合器中攪拌，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，制得塑料顆粒；(3)將上述塑料顆粒加入注塑機(jī)中注塑成型，制得所述環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠。
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進(jìn)一步的，所述步驟(I)中，表面改性處理為:將竹纖維加入高速攪拌機(jī)中，再加入改性劑，控制溫度70-80°C，轉(zhuǎn)速2000-3000r/min，攪拌時間6-10分鐘。需要說明的是，本發(fā)明中所用的竹纖維均為干燥后的竹纖維，最好控制竹纖維含水率小于2wt%，在lwt%左右為佳，其中竹纖維的干燥方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，例如在100-105°C的鼓風(fēng)烘箱中進(jìn)行干燥。所述步驟(2)中，高速混合器中，攪拌溫度60_80°C、攪拌時間2_4分鐘；雙螺桿擠出機(jī)中的擠出溫度180-200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為80-160r/min。顯然，在本發(fā)明中為提高產(chǎn)品的其他性能，還可以適應(yīng)性地添加其他助劑，如阻燃劑、著色劑、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗沖擊改性劑和抗靜電劑等。具體的，在本發(fā)明中:所述聚丙烯，簡稱PP，屬于非極性聚合物，具有優(yōu)異的介電性和電絕緣性，電性能基本不受環(huán)境濕度及電場頻率的影響，在允許的工作范圍內(nèi)，溫度升高會使電性能降低，耐電弧性較高。具體可以選用如:臺灣臺化公司PPK4535共聚聚丙烯、日本住友公司W(wǎng)531L共聚聚丙烯、中石化廣州石化分公司J641共聚聚丙烯。所述高密度聚乙烯，簡稱為HDPE，是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。具體可以選用如:美國RTP公司牌號為700的高密度聚乙烯、日本東洋公司牌號5000的高密度聚乙烯、三井化學(xué)公司牌號7000F的高密度聚乙烯。所述熱塑性彈性體，是一種具有橡膠的高彈性，高強(qiáng)度，高回彈性，又具有可注塑加工的特征的材料。具有環(huán)保無毒安全，硬度范圍廣，有優(yōu)良的著色性，觸感柔軟，耐候性，抗疲勞性和耐溫性。熱塑性彈性體既具有熱塑性塑料的加工性能，又具有硫化橡膠的物理性能。具體可以選用如:德國赫斯特公司的牌號為IOOA的熱塑性彈性體、美國吉力士公司的牌號為0492N-NE的熱塑性彈性體、美國杜邦公司的牌號為10080的熱塑性彈性體、日本東麗公司的牌號為4047的熱塑性彈性體、道康寧公司的牌號為A0740的熱塑性彈性體、美國Lion公司的牌號為IM-17004的熱塑性彈性體。所述竹纖維，可以是以竹子為原料，經(jīng)高溫榨取竹油后的纖維狀副產(chǎn)品，包括毛竹纖維、慈竹纖維、粉單竹纖維、青皮竹纖維、茶桿竹纖維、撐篙竹纖維，竹纖維可以是上述竹原纖維中的一種或其混合物。也可以是竹漿纖維，如Lyocell竹纖維。Lyocell竹纖維又稱溶劑法竹纖維，是一種以竹纖維素漿柏為原料采用Lyocell工藝紡制而成的再生竹纖維。異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯，CAS號:65345-34-8，英文名:Isopropyltri (dioctylphosphate)titanate。乙烯基三甲氧基硅烷，別名:乙烯基三甲氧硅烷、硅烷偶聯(lián)劑YDH-171，英文名:Silane, ethenyltrimethoxy, CAS 號:2768-02_7。單硬脂酸甘油酯，英文名:Glycerylmonostearate, CAS 號:31566_31_1。本發(fā)明的環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠，成型加工性及力學(xué)性能均良好。本發(fā)明采用純天然的竹纖維為原料，降低塑料原料的使用量，降低產(chǎn)品的成本，綠色環(huán)保、制備方法簡單，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。并且由于竹纖維的加入，使得本發(fā)明具有優(yōu)異的抗菌性能。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等同變換或修改均落于本申請所附權(quán) 利要求所限定的范圍。實(shí)施例1將竹纖維置于105°C的鼓風(fēng)烘箱中進(jìn)行干燥，控制其水分含量在lwt%。將干燥后的竹纖維機(jī)械粉碎，過200目篩，備用。按照表I中對應(yīng)實(shí)施例1數(shù)據(jù)稱取各原料。(I)將竹纖維加入高速攪拌機(jī)中，再加入改性劑，控制物料溫度75°C，轉(zhuǎn)速2500r/min，攪拌時間8分鐘，得到改性竹纖維；(2)將聚丙烯、高密度聚乙烯、熱塑性彈性體和改性竹纖維加入高速混合器中攪拌，攪拌溫度70°C、攪拌時間3分鐘；經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出溫度190°C，螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min,冷卻，制得塑料顆粒；(3)將上述塑料顆粒加入注塑機(jī)中注塑成型，制得所述環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠。表1:環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠配方表單位:公斤
I實(shí)施例1 I對比例I~I對比例2 I對比例3 共聚聚丙烯100 Too Too 100
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于，包括下述重量份的組分:聚丙烯100份，高密度聚乙烯6-10份，熱塑性彈性體8-16份，竹纖維20-40份，改性劑0.4-0.8份。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于:所述改性劑為偶聯(lián)劑與脂肪酸酯的混合物。
3.如權(quán)利要求2所述的環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于: 所述偶聯(lián)劑為異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯、二聚磷酸二異辛酯硬脂酸鎂、乙稀基二甲氧基娃燒中的一種或其混合物； 所述脂肪酸酯為單硬脂酸甘油酯、1，2-硬脂酸甘油酯、1，3- 二硬脂酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯中的一種或其混合物。
4.如權(quán)利要求3所述的環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于，所述改性劑，由下述組分按重量份組成:異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯10-30份、乙烯基三甲氧基硅烷10-30份、單硬脂酸甘油酯50-70份。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠，其特征在于:所述聚丙烯為共聚聚丙火布。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠的制備方法，其特征在于，包括下述步驟: (1)用改性劑對竹纖維進(jìn)行表面改性處理，得到改性竹纖維； (2)將聚丙烯、高密度聚乙烯、熱塑性彈性體和改性竹纖維加入高速混合器中攪拌，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，制得塑料顆粒； (3)將上述塑料顆粒加入注塑·機(jī)中注塑成型，制得所述環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠。
7.如權(quán)利要求6所述的環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中，表面改性處理為:將竹纖維加入高速攪拌機(jī)中，再加入改性劑，控制溫度70-80°C，轉(zhuǎn)速2000-3000r/min，攪拌時間 6-10 分鐘。
8.如權(quán)利要求6所述的環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中，高速混合器中，攪拌溫度60-80 V、攪拌時間2-4分鐘；雙螺桿擠出機(jī)中的擠出溫度180-200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 80-160r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠及其制備方法。所述環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠，包括下述重量份的組分聚丙烯100份，高密度聚乙烯6-10份，熱塑性彈性體8-16份，竹纖維20-40份，改性劑0.4-0.8份。本發(fā)明的環(huán)保竹塑汽車保險(xiǎn)杠，成型加工性及力學(xué)性能均良好。本發(fā)明采用純天然的竹纖維為原料，降低塑料原料的使用量，降低產(chǎn)品的成本，綠色環(huán)保，且具有優(yōu)異的抗菌性能。
文檔編號C08L101/00GK103232641SQ20131016549
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月8日
發(fā)明者趙海應(yīng), 張榮福, 印玲 申請人:上海瀚氏模具成型有限公司