[發明專利]一種低氣味、高強度、高模量的汽車內飾用麻氈增強聚丙烯材料的制備方法

在審

• 申請號: 201911420093.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111118737A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 周楠婷;蔡青;周文
• 申請（專利權）人: 上海普利特復合材料股份有限公司;浙江普利特新材料有限公司;重慶普利特新材料有限公司;上海普利特材料科技有限公司;上海普利特化工新材料有限公司
• 主分類號: D04H1/4382
• 分類號: D04H1/4382;D04H1/4291;D04H1/425;D06C3/00;D06B15/00;D06C15/10
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 胡永宏

本發明涉及一種高強度、高模量的麻氈增強聚丙烯材料的制備方法，按重量百分比計算，包括以下主要組分：麻纖維20–80份；聚丙烯纖維20–80份。其具體制備步驟包括以下：將麻纖維和聚丙烯纖維以20–80％的質量百分比進行配比，通過抓棉、開松、混合、梳理以及針刺工藝來制備混合纖維氈；將含水率達到20–80％的混合纖維氈進行循環往復拉伸；根據材料克重的要求，將混合纖維氈疊加進行干燥，在平板硫化機上進行熱壓工藝，從而制得復合材料。本發明是直接對濕態麻/聚丙烯混合纖維氈進行循環往復拉伸處理，通過提高麻纖維非晶區取向度來提高材料強度和模量，相比對單根麻纖維，具有操作性強和處理效率高的優勢。

技術領域

本發明設計復合材料改性技術領域，具體涉及一種低氣味、高模量、高強度的麻氈增強聚丙烯材料及其制備方法。

背景技術

當前汽車發展的主要趨勢是綠色環保。從20世紀90年代，麻纖維增強復合材料開始已經成為全球的研究與開發熱點。麻纖維板材通常指由麻纖維和熱塑性塑料纖維進行混合、梳理以及鋪網加固成纖維氈，最終將其熱壓成平板。這種材料不僅減少對石油資源的依賴性，緩解二氧化碳大量釋放產生的溫室效應，還具備密度低、模量高、易成型和隔音隔熱的優勢，被廣泛應用于汽車內飾件上，包括內襯件、標志板、座椅后背、貨架以及音響板材。但是這些產品只作為內襯材料的應用，而非承載部件。關于麻氈增強聚丙烯材料的力學性能優化，通常采用堿處理化學方法對麻纖維進行處理，但是殘留溶劑散發出的氣味會對最終產品使用過程中對消費者身體健康造成危害。這也是麻氈增強聚丙烯材料在汽車內飾件應用受限的另一個原因

因此，采用非化學處理方法，通過提高麻/聚丙烯纖維氈的強度和模量來提升其復合材料的力學性能，拓展到汽車內飾件應用領域，如門板和儀表板本體，替代傳統改性聚丙烯材料，滿足汽車零部件可回收和輕量化的需求。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種高強度、高模量的麻氈增強聚丙烯材料，通過對濕態麻纖維氈進行循環往復拉伸處理，再采用熱壓工藝制備該復合材料。這種處理不僅高效節能環保，而且大幅度提高麻氈增強聚丙烯材料的強度和模量。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高強度、高模量的麻氈增強聚丙烯材料的制備方法，具體步驟為：

(1)麻/聚丙烯混合纖維氈制備：將麻纖維和聚丙烯纖維以一定比例的質量百分比進行配比，通過抓棉、開松、混合、梳理以及針刺工藝來制備混合纖維氈；

(2)麻/聚丙烯混合纖維氈處理：在室溫環境下，將混合纖維氈浸泡在水溶液里。浸泡30-60min之后,混合纖維氈含水率達到飽和之后，將混合纖維氈固定織物拉伸儀上，一端固定，另一端施加循環往復拉伸載荷，拉伸速度為30-50mm/min，拉伸力為混合纖維氈斷裂強度40–80％，拉伸次數為5-30次；

(3)麻/聚丙烯混合纖維氈復合材料制備：根據材料克重的要求，將混合纖維氈疊加置于抽真空烘箱內進行干燥8-16h，干燥溫度為80-110℃。在平板硫化機上對干燥混合纖維氈進行熱壓工藝，熱壓溫度為180-200℃，熱壓時間為2-5min,從而制得復合材料。

所述的麻纖維和聚丙烯纖維的重量份比例為：20-80份：20-80份。

本發明所述的麻纖維為苧麻纖維、黃麻纖維、洋麻纖維、亞麻纖維和劍麻纖維的至少一種，纖維長度≤200mm。

所述的聚丙烯纖維為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中一種或幾種，纖維長度≤200mm。

本發明與現有技術相比，具有如下積極效果：