[發明專利]復合材料及其制備方法和使用以及車輛部件及其制備方法

有效

• 申請號: 201910327089.5
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110396247B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 勞倫斯·迪弗朗卡泰爾;哈桑·布得哈尼;熱雷米·勒比漢;尼古拉·科伊菲爾
• 申請（專利權）人: 佛吉亞內飾工業公司;汽車性能材料公司
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08L23/12;C08L23/08;C08L51/06;C08L1/02;C08L97/02
• 代理公司: 北京鴻德海業知識產權代理有限公司 11412
• 代理人: 王再芊

本申請公開復合材料及其制備方法和使用以及車輛部件及其制備方法。本申請涉及一種用于制備復合材料的方法，包括以下步驟：(i)在缺氧氛圍中并且在存在水蒸氣的情況下，在130℃至320℃的溫度下對天然木質纖維素纖維熱處理2分鐘至24小時；(ii)將經過熱處理的天然木質纖維素纖維與處于熔融狀態并且熔點小于或等于230℃的至少一種熱塑性聚合物混合。還涉及得到的復合材料，其在制備車輛零部件方面的使用，以及一種用于減少來自包括天然木質纖維素的復合材料的揮發性有機化合物氣味排放的方法。

【技術領域】

本發明涉及一種用于制備基于天然木質纖維素纖維的復合材料的方法，如此得到的復合材料，以及其使用，尤其是在汽車領域中制造零部件方面的使用。

【背景技術】

可用于制備汽車用內部零部件的基于木質纖維素天然纖維的各種復合材料都可從市場購得或在文獻中進行了描述。

將基于天然木質纖維素纖維的復合材料用在汽車內部存在的主要障礙在于，這些復合材料通常會發出氣味和揮發性有機化合物(VOC)，并且太過粘稠導致無法進行注射來制造大型零部件(諸如門板零部件和儀表板)。VOC包括甲醇、乙酸和糠醛。這些排放物尤其是對于配備有從這樣的復合材料制備的零部件的車輛的駕駛員或乘坐者而言可能造成困擾。

申請US?2013/137798描述了一種用于制備基于熱塑性聚合物和木質纖維素天然纖維的復合材料的方法，其中，該方法包括在缺氧氛圍下在高于160℃的溫度下對纖維進行熱處理。該熱處理降低了纖維對細菌和水分的敏感度。然而，該方法沒有在存在水蒸氣的情況下進行。得到的復合材料發出氣味和VOC，這些氣味和VOC太明顯導致無法滿足汽車領域中零部件的制造規范。

尋求氣味和VOC排放降低的基于天然木質纖維素纖維的復合材料。最普遍的方法是將氣味吸收劑或香料引入這些復合材料中，但是這些氣味吸收劑或香料只能掩蓋令人不愉快的氣味。

因此，尋求用于減少基于天然木質纖維素纖維的復合材料的氣味排放和VOC的替代方法，以便制備符合汽車規范的零部件。

該規范不僅包括熱機械特性，還包括使得能夠以合理的成本制備大型零部件的可注射性特性。

然而，基于天然木質纖維素纖維的復合材料面臨的挑戰之一還在于通過注射成型對這些復合材料賦形的能力，尤其是形成大型零部件的能力。材料的可注射性必須足以使得可以通過使注射熔融材料所用模具中的注射點的數目最小來制備大型零部件。事實上，使注射點的數目倍增對所形成的零部件的成本價格具有直接的影響。

因此需要開發一種能提供減少氣味和VOC排放物并且在熔融狀態足可注射的基于天然木質纖維素纖維的復合材料。

【發明內容】

為此，根據第一目的，本發明涉及一種用于制備復合材料的方法，包括以下步驟：

(i)在缺氧氛圍中，在存在水蒸氣的情況下，在130℃至320℃優選地在130℃至300℃的溫度下對天然木質纖維素纖維熱處理2分鐘至24小時；

(ii)將經過熱處理的天然木質纖維素纖維與熔點小于或等于230℃的至少一種熱塑性聚合物熔體混合。

本發明基于以下發現：步驟(i)的熱處理使得可以避免上面提到的缺點并且可以得到如下復合材料：

相較于包括相同比例的相同組分但其天然木質纖維素纖維未經過步驟(i)的熱處理的復合材料，發出更少的氣味和VOC，和/或

相較于包括相同比例的相同組分但其天然木質纖維素纖維未經過步驟(i)的熱處理的復合材料，在熔融狀態下更易于注射。

另外，從根據本發明的方法得到的復合材料制備而成的零部件通常具有熱機械特性，尤其是具有剛性、耐沖擊性和熱阻特性，這些熱機械特性符合汽車規范。

由于不希望受限于特定理論，本發明人假設熱處理會使得可以：