[发明专利]一种耐热氧老化植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体是一种耐热氧老化植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

随着人们当前对资源以及环保意识的增强，汽车轻量化是当今汽车行业发展的主流方向之一，因而植物纤维应用于改性塑料越来越受到世界各国的重视，其中尤其以植物纤维改性聚丙烯塑料的研究最为突出。植物纤维来源丰富,价格低廉,种类繁多，其密度比所有无机纤维小,而模量和拉伸强度与无机纤维相近；因而近年来植物纤维增强聚丙烯材料逐步得到应用，而且在未来的应用潜力更大。但由于植物纤维以及聚丙烯材料均为有机聚合物成分，在长期高温条件下容易降解，尤其当材料颜色为黑色时，鉴于黑色比较容易吸收热量，从而加剧降解的程度；因而植物纤维增强聚丙烯材料的耐老化测试逐步成为对该材料应用的重要评判。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐热氧老化植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐热氧老化植物纤维增强聚丙烯复合材料，由下述组分按重量份制备而成：

进一步方案，所述聚丙烯为熔融指数在230℃/2.16kg下为30～80g/10min的共聚聚丙烯。

进一步方案，所述改性植物纤维是指将植物纤维在表面改性剂溶液中浸泡1～2小时，清水洗涤至中性；取出静置并置于60℃烘箱中烘干。

进一步方案，所述植物纤维为连续纤维状的黄麻纤维、剑麻纤维、竹纤维中的一种，优选黄麻纤维；

所述表面改性剂溶液为十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联剂溶于无水乙醇的水溶液形成的混合物；无水乙醇与水按体积比1:1混合；十二烷基苯磺酸钠与硅烷偶联剂的浓度均为0.5～1mol/L；硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570中的一种。

进一步方案，所述相容剂为PP接枝马来酸酐或POE接枝马来酸酐，其接枝率均为1.0～1.3％，其中优选PP接枝马来酸酐。

进一步方案，所述增韧剂为PE或POE，其中优选POE。

进一步方案，所述交联剂为氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物或过氧化二异丙苯，其中优选过氧化二异丙苯。

进一步方案，所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；

所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂；

所述热稳定剂为硫代酯类抗氧剂。

进一步方案，所述受阻酚类抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂3114、抗氧剂1076、抗氧剂330中的一种，其中优选抗氧剂1010；

所述亚磷酸酯类抗氧剂选自抗氧剂P-EPQ、抗氧剂627A、抗氧剂168中的一种，其中优选抗氧剂168；

所述硫代酯类抗氧剂为抗氧剂DSTP或抗氧剂DLTP，优选抗氧剂DSTP。

本发明的另一个目的在于提供一种耐热氧老化植物纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将55～75份聚丙烯、3～6份相容剂、5～8份增韧剂、0.6～1份黑色母粒、0.3～0.6份主抗氧剂、0.4～0.8份辅助抗氧剂、0.4～0.8份热稳定剂、2～5份纳米二氧化硅、0.2～0.5份硬脂酸钙、0.1～0.5份交联剂一起加入到混合机中混合均匀；

(2)将步骤(1)中的物料从主喂料口加入双螺杆挤出机中熔融，再将15～30份改性植物纤维从侧喂料加入，进行塑化造粒，得到耐热氧老化植物纤维增强聚丙烯复合材料。

本发明的有益效果：

1、本发明制备的耐热氧老化植物纤维增强聚丙烯复合材料，对植物纤维经过表面改性处理，增加了植物纤维与聚丙烯的相容性，增强两者之间的界面结合力，从而提高复合材料的机械性能。

2、通过将表面改性之后的植物纤维与聚丙烯，两相界面结合更加紧密，阻止了氧气从复合物表面向内部自由扩散，从而进一步改善了聚丙烯复合材料的热氧老化性能，在主抗氧剂、辅助抗氧剂以及热稳定剂合适选择与配比下，可使得本发明的产品可以耐热氧老化150℃，1000小时，拉伸、缺口冲击性能衰减率控制在10％以内，且表面不粉化，不发黄。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

将无水乙醇与水按体积比1:1混合得溶剂，添加硅烷偶联剂KH550与十二烷基苯磺酸钠，制备表面改性剂溶液，硅烷偶联剂KH550与十二烷基苯磺酸钠浓度均为0.5mol/L。