[發明專利]竹原纖維增強的聚乳酸復合材料及其制品和制備方法

無效

• 申請號: 201110257136.7
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102964788A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 陳亞洪;周淑淵;陳婷艷;田敏;倪康庭;何戈博
• 申請（專利權）人: 上海通用汽車有限公司;泛亞汽車技術中心有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L97/02;C08L77/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張萍;李連濤

技術領域

本發明涉及纖維增強的聚合物復合材料，更具體地講，涉及竹原纖維增強的聚乳酸復合材料及其制品和制備方法。

背景技術

日本在2000年開發了聚乳酸(PLA)。日本東麗公司結合PLA樹脂改性技術、纖維制造技術和染色加工技術，開發了以高性能PLA纖維為主要成份的車用腳墊和備用輪胎箱蓋。備用輪胎箱蓋已經在豐田汽車公司2003年推出的全面改進小型車“Raum”上使用。在繼腳墊和備用輪胎箱蓋開發以后，東麗公司又開發了適用于車門、輪圈、車座、天棚材料的其他汽車部件的PLA產品。但以上應用都是建立在將聚乳酸先拉制成纖維的基礎上的，且由聚乳酸原料制備的制品強度比較低且抗沖擊性能差。

聚乳酸與竹原纖維是可生物降解材料，如果能應用在汽車領域，那么能夠真正達到低碳環保的效果。尤其如果能用竹原纖維增強聚乳酸制得高強度的聚乳酸復合材料并將其用于汽車領域，則能獲得強度高、抗沖擊性能良好的制品且實現真正做到零排放。然而，還沒有廠家將此類產品真正用于汽車領域。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種纖維增強的聚乳酸復合材料，由所述聚乳酸復合材料可制備低碳環保、可完全降解的輕質制品。

為解決以上技術問題，本發明提供以下技術方案：

1.竹原纖維增強的聚乳酸復合材料，其特征在于，以所述聚乳酸復合材料的總重計，所述聚乳酸復合材料包括：

聚乳酸????????????????????????30％～70％

竹原纖維????????????????30％～70％。

2.技術方案1所述的聚乳酸復合材料，其特征在于，所述聚乳酸復合材料為顆粒狀、片材或板材。

3.技術方案1或2所述的聚乳酸復合材料，其特征在于，所述聚乳酸復合材料還包含增韌劑和/或著色劑。

4.技術方案1-3中任一項所述的聚乳酸復合材料，其特征在于，用甘蔗纖維或竹纖維的合成纖維替代所述竹原纖維。

5.技術方案1-4中任一項所述的聚乳酸復合材料，其特征在于，所述聚乳酸為粉末或纖維。

6.由技術方案1-5中任一項所述的聚乳酸復合材料制備的制品，其特征在于，所述制品選自汽車上使用的門板、IP靜音板、端蓋、衣帽板、頂棚、隔音隔熱墊及外輪罩。

7.制備技術方案6所述的制品的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)將聚乳酸和竹原纖維及任選的增韌劑和著色劑均勻混合；和

(2)將步驟(1)中獲得均勻混合物熱壓成型。

8.技術方案7所述的方法，其特征在于，將步驟(1)中獲得均勻混合物先進行造粒。

9.制備技術方案6所述的制品的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將聚乳酸和竹原纖維及任選的增韌劑和著色劑均勻混合；

(2)將將步驟(1)中獲得均勻混合物用梳理機梳理成厚度不同或相同的平行材料；

(3)將步驟(2)獲得的平行材料重疊，然后用亂針將重疊的平行材料織成不會分層的重疊片材；

(4)將步驟(3)獲得的重疊片材裁剪成合適尺寸的半成品，放入熱壓模具中，進行熱壓成型。

10.技術方案7-9中任一項所述的方法，其特征在于，所述熱壓成型的溫度為90～200℃，優選170℃。

在一些實施方案中，所述聚乳酸的含量為30～50％，所述竹原纖維的含量為30～50％，以所述聚乳酸復合材料的總重計。

在一個優選的實施方案中，所述聚乳酸的含量為60％，所述竹原纖維的含量為40％，以所述聚乳酸復合材料的總重計。

在一個優選的實施方案中，所述聚乳酸為聚乳酸纖維，得到的聚乳酸復合材料的均勻性優異。

在本發明中，所述聚乳酸纖維的長度可為0.05～200mm，纖度為2～200dtex。在一個優選的實施方案中，所述聚乳酸纖維的纖度為50dtex。在一個優選的實施方案中，所述聚乳酸纖維的長度為10-100mm。在一個優選的實施方案中，所述聚乳酸纖維的長度為50mm。在一個優選的實施方案中，所述聚乳酸纖維的長度為2～5mm，優選3mm。

在本發明中，所述竹原纖維的長度可為0.05～200mm，纖度為2～200dtex。在一個優選的實施方案中，所述竹原纖維的纖度為50dtex。在一些優選的實施方案中，所述聚乳酸纖維的長度為20-100mm。在一個優選的實施方案中，所述竹原纖維的長度為50mm。在一個優選的實施方案中，所述竹原纖維的長度為2～5mm，優選3mm。