本发明涉及环保材料
技术领域：
，特别涉及适用于汽车工业的高强度环保材料及其制备方法。
背景技术：
：汽车工业中的材料一般选用的是合金材料，但合金材料价格高、质量重，给其应用带来了一定的限制，因此出现了用塑料件代替部分金属材料的趋势。聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料产品之一，其价格便宜，应用广泛，具有质量轻、强度高、绝缘、阻燃、耐腐蚀、综合性能优良、价格低廉和原材料来源广泛等优点，可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。聚氯乙烯的硬板广泛应用于化学工业上制作各种贮槽的衬里，建筑物的瓦楞板，门窗结构，墙壁装饰物等建筑用材。由于电气绝缘性能优良，可在电气、电子工业中，用于制造插头、插座、开关和电缆。在日常生活中，聚氯乙烯还用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等。因此，将其作为汽车工业中塑料件的材料已有应用。但PVC材料同时也存在如下缺点：如韧性差，受冲击时极易脆裂，因此不能用作结构材料。另外，聚氯乙烯的脆性受温度影响很大，一般的PVC制品使用下限为-15℃，软质PVC的使用下限为-30℃。并且，PVC材料的热稳定性差，在100℃时就开始分解，高于150℃时分解更加迅速。因此，在一定程度上这些缺陷限制了其使用。目前，国内市场流通的PVC改性材料主要是通过添加铅稳定剂来提高其抗冲击强度，但铅稳定剂属于非环保材料，废弃后给环境带来了不可忽视的污染，不能满足环保要求。并且还容易受环境中硫化物的污染出现花斑。因而开发一种新型聚氯乙烯复合材料以提高材料的物理强度，同时提高其环保性能就显得十分必要。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供适用于汽车工业的高强度环保材料，通过采用特定的原料进行组合，配合特定的生产工艺，得到了适用于汽车工业的高强度环保材料，其韧性高、耐热性强、耐冲击，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：适用于汽车工业的高强度环保材料，由下列重量份的原料制成：聚乙烯醇70-80份、聚氯乙烯50-60份、丙烯酸异辛酯35-45份、马来酸二丁酯20-30份、乙基纤维素15-20份、N，N-二甲基甲酰胺12-16份、二甲基二烯丙基氯化铵8-12份、乙烯基羧酸酯7-10份、二苯基硅二醇6-8份、双氯苯双胍己烷6-8份、轻质碳酸钙4-6份、钛白粉4-6份、膨润土2-4份、山奈酚1-3份、助剂3-5份、硅烷偶联剂3-5份。优选地，所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。优选地，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH792、硅烷偶联剂A187中的任意一种。所述的适用于汽车工业的高强度环保材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将轻质碳酸钙、钛白粉、膨润土混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将乙基纤维素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基羧酸酯和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散25-35分钟，随后加入二苯基硅二醇、双氯苯双胍己烷、山奈酚，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在135-145℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在660-680℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸异辛酯、马来酸二丁酯、助剂、硅烷偶联剂和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.0-5.5，再于90℃搅拌5-7小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在70-80℃下，反应18-20分钟；再在90-100℃下，反应12-15分钟；最后在120℃下熟化2-3小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品。优选地，所述步骤（2）中，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W。优选地，所述步骤（5）中，双螺杆挤出机的温度控制为加料段125-135℃，熔融段175-185℃，均化段230-240℃，机头185-195℃，模口195-205℃，螺杆转速为45-55转/分。本发明与现有技术相比，其有益效果为：（1）本发明的适用于汽车工业的高强度环保材料以聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸异辛酯、马来酸二丁酯为主要成分，通过加入乙基纤维素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基羧酸酯、二苯基硅二醇、双氯苯双胍己烷、轻质碳酸钙、钛白粉、膨润土、山奈酚、助剂、硅烷偶联剂，辅以球磨、超声、煅烧、热混、发泡、熟化、挤出等工艺，使得制备而成的环保材料韧性高、耐热性强、耐冲击，提升了材料应用水平，具有良好的经济价值。（2）本发明的适用于汽车工业的高强度环保材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。实施例1按照重量份数准确称取聚乙烯醇70份、聚氯乙烯50份、丙烯酸异辛酯35份、马来酸二丁酯20份、乙基纤维素15份、N，N-二甲基甲酰胺12份、二甲基二烯丙基氯化铵8份、乙烯基羧酸酯7份、二苯基硅二醇6份、双氯苯双胍己烷6份、轻质碳酸钙4份、钛白粉4份、膨润土2份、山奈酚1份、助剂3份、硅烷偶联剂KH5503份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将轻质碳酸钙、钛白粉、膨润土混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将乙基纤维素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基羧酸酯和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散25分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入二苯基硅二醇、双氯苯双胍己烷、山奈酚，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在135℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在660℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸异辛酯、马来酸二丁酯、助剂、硅烷偶联剂KH550和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.0，再于90℃搅拌5小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在70℃下，反应18分钟；再在90℃下，反应12分钟；最后在120℃下熟化2小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段125℃，熔融段175℃，均化段230℃，机头185℃，模口195℃，螺杆转速为45转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的适用于汽车工业的高强度环保材料的性能测试结果如表1所示。实施例2按照重量份数准确称取聚乙烯醇75份、聚氯乙烯55份、丙烯酸异辛酯40份、马来酸二丁酯25份、乙基纤维素18份、N，N-二甲基甲酰胺14份、二甲基二烯丙基氯化铵10份、乙烯基羧酸酯9份、二苯基硅二醇7份、双氯苯双胍己烷7份、轻质碳酸钙5份、钛白粉5份、膨润土3份、山奈酚2份、助剂4份、硅烷偶联剂KH7924份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将轻质碳酸钙、钛白粉、膨润土混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将乙基纤维素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基羧酸酯和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散30分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入二苯基硅二醇、双氯苯双胍己烷、山奈酚，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在140℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在670℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸异辛酯、马来酸二丁酯、助剂、硅烷偶联剂KH792和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.2，再于90℃搅拌6小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在75℃下，反应19分钟；再在95℃下，反应14分钟；最后在120℃下熟化2.5小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段130℃，熔融段180℃，均化段235℃，机头190℃，模口200℃，螺杆转速为50转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的适用于汽车工业的高强度环保材料的性能测试结果如表1所示。实施例3按照重量份数准确称取聚乙烯醇80份、聚氯乙烯60份、丙烯酸异辛酯45份、马来酸二丁酯30份、乙基纤维素20份、N，N-二甲基甲酰胺16份、二甲基二烯丙基氯化铵12份、乙烯基羧酸酯10份、二苯基硅二醇8份、双氯苯双胍己烷8份、轻质碳酸钙6份、钛白粉6份、膨润土4份、山奈酚3份、助剂5份、硅烷偶联剂A1875份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将轻质碳酸钙、钛白粉、膨润土混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将乙基纤维素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基羧酸酯和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散35分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入二苯基硅二醇、双氯苯双胍己烷、山奈酚，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在145℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在680℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸异辛酯、马来酸二丁酯、助剂、硅烷偶联剂A187和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.5，再于90℃搅拌7小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在80℃下，反应20分钟；再在100℃下，反应15分钟；最后在120℃下熟化3小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段135℃，熔融段185℃，均化段240℃，机头195℃，模口205℃，螺杆转速为55转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的适用于汽车工业的高强度环保材料的性能测试结果如表1所示。实施例4按照重量份数准确称取聚乙烯醇80份、聚氯乙烯50份、丙烯酸异辛酯45份、马来酸二丁酯20份、乙基纤维素20份、N，N-二甲基甲酰胺12份、二甲基二烯丙基氯化铵12份、乙烯基羧酸酯7份、二苯基硅二醇8份、双氯苯双胍己烷6份、轻质碳酸钙6份、钛白粉4份、膨润土4份、山奈酚1份、助剂5份、硅烷偶联剂KH5503份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将轻质碳酸钙、钛白粉、膨润土混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将乙基纤维素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基羧酸酯和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散25-35分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入二苯基硅二醇、双氯苯双胍己烷、山奈酚，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在145℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在660℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸异辛酯、马来酸二丁酯、助剂、硅烷偶联剂KH550和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.5，再于90℃搅拌5小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在80℃下，反应18分钟；再在100℃下，反应12分钟；最后在120℃下熟化3小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段125℃，熔融段185℃，均化段230℃，机头195℃，模口195℃，螺杆转速为55转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的适用于汽车工业的高强度环保材料的性能测试结果如表1所示。对比例1按照重量份数准确称取聚乙烯醇75份、聚氯乙烯55份、丙烯酸异辛酯40份、马来酸二丁酯25份、乙基纤维素18份、N，N-二甲基甲酰胺14份、二甲基二烯丙基氯化铵10份、二苯基硅二醇7份、双氯苯双胍己烷7份、轻质碳酸钙5份、钛白粉5份、膨润土3份、助剂4份、硅烷偶联剂KH7924份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将轻质碳酸钙、钛白粉、膨润土混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将乙基纤维素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散30分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入二苯基硅二醇、双氯苯双胍己烷，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在140℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在670℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸异辛酯、马来酸二丁酯、助剂、硅烷偶联剂KH792和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.2，再于90℃搅拌6小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在75℃下，反应19分钟；再在95℃下，反应14分钟；最后在120℃下熟化2.5小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段130℃，熔融段180℃，均化段235℃，机头190℃，模口200℃，螺杆转速为50转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的适用于汽车工业的高强度环保材料的性能测试结果如表1所示。对比例2按照重量份数准确称取聚乙烯醇80份、聚氯乙烯50份、丙烯酸异辛酯45份、马来酸二丁酯20份、乙基纤维素20份、N，N-二甲基甲酰胺12份、二甲基二烯丙基氯化铵12份、乙烯基羧酸酯7份、二苯基硅二醇8份、轻质碳酸钙6份、膨润土4份、山奈酚1份、助剂5份、硅烷偶联剂KH5503份。所述助剂由等质量的聚异丁烯和四氯化碳配比而成。（1）将轻质碳酸钙、膨润土混合，放入球磨罐中，以200转/分的转速，在球磨机中球磨90分钟，得到粉末状混合物；（2）将乙基纤维素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基羧酸酯和步骤1的粉末状混合物共同加入到其重量30倍的浓度为75%的乙醇溶液中，超声分散25-35分钟，超声分散的温度为60℃，超声功率为700W，随后加入二苯基硅二醇、山奈酚，磁力搅拌10分钟，抽滤，将抽滤后的产物在145℃下干燥4小时，送入马弗炉中，在660℃下煅烧3小时，冷却，得预处理混合物；（3）将聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸异辛酯、马来酸二丁酯、助剂、硅烷偶联剂KH550和步骤2的预处理混合物加入热混机中，以950转/分的速度进行高速混合，混合时间为20分钟，随后将混合物加入反应釜并于85℃搅拌1.5小时，随后用稀盐酸溶液将pH调节至5.5，再于90℃搅拌5小时，然后将pH调至中性并过滤，得改性混合料；(4)将步骤3的改性混合料注入模具中发泡得坯料；然后将坯料送入隧道式烘箱中，分段升温：在80℃下，反应18分钟；再在100℃下，反应12分钟；最后在120℃下熟化3小时；(5)将步骤4中熟化后的坯料送入双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的温度控制为加料段125℃，熔融段185℃，均化段230℃，机头195℃，模口195℃，螺杆转速为55转/分，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，得到成品制得的适用于汽车工业的高强度环保材料的性能测试结果如表1所示。将实施例1-4和对比例1-2的适用于汽车工业的高强度环保材料分别进行断裂伸长率、拉伸强度、热分解温度、缺口冲击强度这几项性能测试。表1 断裂伸长率（%）拉伸强度（MPa）热分解温度（℃）缺口冲击强度（J/m）实施例1≥28038.7≥155175.3实施例2≥31043.5≥165182.9实施例3≥30042.4≥160180.4实施例4≥29039.0≥160177.0对比例1≥24025.3≥12085.1对比例2≥22022.9≥11580.7本发明的适用于汽车工业的高强度环保材料以聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸异辛酯、马来酸二丁酯为主要成分，通过加入乙基纤维素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基羧酸酯、二苯基硅二醇、双氯苯双胍己烷、轻质碳酸钙、钛白粉、膨润土、山奈酚、助剂、硅烷偶联剂，辅以球磨、超声、煅烧、热混、发泡、熟化、挤出等工艺，使得制备而成的环保材料韧性高、耐热性强、耐冲击，提升了材料应用水平，具有良好的经济价值。本发明的适用于汽车工业的高强度环保材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3