一種玄武巖纖維增強改性的復合聚乳酸汽車內飾材料及其制備方法
【專利說明】 一種玄武巖纖維増強改性的復合聚乳酸汽車內飾材料及其制
備方法
技術領域
[0001]本發明涉及汽車內飾材料技術領域，尤其涉及一種玄武巖纖維增強改性的復合聚乳酸汽車內飾材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]轎車的內飾件一般是指轎車車廂的隔板、門內裝飾板、儀表板總成、扶手、地毯等零部件和材料。相對于車上其它部件而言，它們對車輛的運行性能沒有什么影響，但其面目一覽無遺，代表了整部車子的形象，孰優孰劣，決定著轎車的聲譽和檔次，決定著人們選擇轎車的意向。另外，對于轎車來講，雖然內飾件只是一些輔助性的零配件，但它們要承擔起減振、隔熱、吸音和遮音等功能，對轎車的舒適性起到十分重要的作用。汽車產業在世界各地蓬勃發展的同時，也帶來環境污染和能源短缺兩大嚴重的負面影響。據調查，石油消費品中多達35%是作為汽車的燃料被使用，隨著石油資源的過度消耗，使得汽車行業必須進行相應的調整，輕量化和節能環保成為國際汽車工業研究的主題。
[0003]可生物降解高分子及其制品是近些年來各國科學家研究、開發、生產的熱點，發達國家不光政府大量資金投入，還對大公司、科研機構及大學研究部門投入大量的人物力資源進行研發。由于聚乳酸具有優良的生物降解性和生物相容性，在環境中最終分解為二氧化碳和水，對環境沒有污染，因此成為降解材料的研究熱點之一。聚乳酸樹脂來源于非石油基的生物原料，又具有良好的綜合性能，受到了汽車業界的重視和青睞，豐田、三菱、馬自達等日本公司已經率先在其品牌汽車上應用聚乳酸內飾產品，國內如奇瑞汽車也在開發車用聚乳酸產品。然而由于聚乳酸樹脂結晶速度很慢，成型制品收縮率大，本身質脆，加工熱穩定性差，以及制品耐久性差等缺點，限制了其作為工程塑料的應用。因此，迫切需要對綠色塑料聚乳酸樹脂進行增強增韌、耐熱等多元復合改性研究。再加上汽車火災現象頻繁出現，私家車火災呈上升趨勢，汽車火災的原因一方面是由于汽車自身技術水平參差不齊，另一方面汽車自身所使用結構材料中有一部分為易燃材料，包括汽車內飾用高分子材料聚丙烯、聚碳酸酯以及可降解材料聚乳酸等。因此，還需要去聚乳酸材料的阻燃性進行改性。同時由于汽車噪音在行駛過程中給車內人員帶來很大的影響，直接關系到車內人員的健康。所以，汽車噪音就成為了衡量汽車自身機械性能和舒適性能品質的重要標準。所以，急需發明一種兼具環保、阻燃、吸音等功能的汽車內飾材料。
[0004]玄武巖纖維是一種新出現的新型無機環保綠色高性能纖維材料，它是由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鐵和二氧化鈦等氧化物組成的玄武巖石料在高溫熔融后，通過漏板快速拉制而成的。玄武巖連續纖維不僅穩定性好，而且還具有電絕緣性、抗腐蝕、抗燃燒、耐高溫等多種優異性能。此外，玄武巖纖維的生產工藝產生的廢棄物少，對環境污染小，產品廢棄后可直接轉入生態環境中，無任何危害，因而是一種名副其實的綠色、環保材料。
【發明內容】
[0005]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種玄武巖纖維增強改性的復合聚乳酸汽車內飾材料及其制備方法。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種玄武巖纖維增強改性的復合聚乳酸汽車內飾材料，由下列重量份的原料制備制成:聚乳酸100-103、納米三氧化二銻3.5-4、十溴二苯乙烷10-11、SEBS25-27、紅麻纖維60-62、玄武巖纖維7-8、玻璃纖維3-4、重質碳酸鈣3-4、硬脂酸鈣1-2、二硬脂酰氧異丙基鋁酸酯
0.8-1、發泡劑AC1-1.3、水適量、羧甲基殼聚糖5-6。
[0007]所述一種汽車內飾用抵抗紫外老化的復合材料，由以下具體步驟制成:
(1)將聚乳酸在真空干燥箱中80°C干燥10小時待用，納米三氧化二銻、十溴二苯乙烷分別烘箱中60°C下干燥5小時和8小時待用;將干燥后的物料放入高速攪拌機中，以1000轉/分的速度攪拌10分鐘后，加入SEBS，繼續攪拌10分鐘后將混合物料送入雙螺桿擠出機中在175°C的溫度，螺桿轉速為150轉/分的工藝條件下擠出造粒，得到改性聚乳酸母粒；
(2)將改性聚乳酸母粒送入螺桿紡絲機中進行共混熔融并擠出紡絲(控制螺桿擠出速度為250轉/分，噴絲熔體溫度控制在200°C)，然后將噴出的初纖維經水浴冷卻，控制水浴溫度在20°C，水浴冷卻后將纖維用120-130°C的熱風干燥，即得改性聚乳酸纖維;將紅麻纖維進行開松處理，處理后的紅麻纖維與改性聚乳酸纖維進行混紡并條，得到混合纖維條；
(3)將玄武巖纖維、玻璃纖維混合后粉碎，過200目篩，然后與重質碳酸鈣混合，加入二硬脂酰氧異丙基鋁酸酯，放入高速混合機中，加熱至50°C，攪拌15分鐘，繼續加入發泡劑AC，攪拌5分鐘后倒出，在60°C下發泡2小時，之后將發泡產物粉碎，過200目篩，得到改性混合物;將羧甲基殼聚糖中加入30倍量的水，攪拌至完全溶解后加入改性混合物，以500轉/分的速度攪拌30分鐘，即得浸漬漿料；
(4)將步驟(2)得到的混合纖維條放入浸漬漿料中處理30分鐘后取出，放入鼓風干燥箱中，以90°C的溫度干燥至含水量小于0.2%，然后將干燥的混合纖維條導入雙螺桿擠出機，控制擠出溫度為170°C，擠出造粒即得本發明材料。
[0008]本發明的優點是:本發明首先添加納米三氧化二銻，在聚合物材料中的分散好，能在燃燒表面形成殼層，起到隔熱和阻隔可燃氣體向燃燒表面迀移的作用；協同十溴二苯乙烷的添加，與納米三氧化二銻反應生成的三溴化銻，進一步減緩或終止燃燒反應，起到良好的阻燃效果，提高了聚合物的沖擊強度、斷裂伸長率、流動速率，具有良好的成型加工性。同時將SEBS作為聚乳酸的增韌劑，有很好的增韌效果，同時能極大的提升產品的沖擊強度。
[0009]本發明將玄武巖纖維、玻璃纖維等成分通過改性后添加到浸漬漿料中，同時配合羧甲基殼聚糖、發泡劑AC的添加，使得浸漬后的混合纖維