专利名称：环保竹塑汽车保险杠及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车保险杠及其制备方法，尤其涉及一种环保竹塑汽车保险杠及其制备方法。
背景技术：
汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。20年前，轿车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U形槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件。塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，可以很自然的与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。随着汽车工业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路上。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。塑料保险杠使用的塑料，大体上使用聚酯系和聚丙烯系两种材料，采用注射成型法制成。例如标致405轿车的保险杠，采用了聚酯系材料并用反应注射模成型法做成。而大众的奥迪100、高尔夫、上海的桑塔纳、天津的夏利等型号轿车的保险杠，采用了聚丙烯系材料用注射成型法制成。木塑复合材料(wood-plastics co mposites,简称WPC)是用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料，兼有木材和塑料的成本和性能的优点，经挤出或压制成型为型材、板材或其他制品，替代木材和塑料。竹纤维是一种从自然生长的竹子中提取出的纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。采用竹粉填充复合材料科降低成本，但由于竹纤维是亲水性物质，表面具有大量的极性官能团，在与塑料的复合过程中，与憎水性物质聚丙烯之间存在着较高的界面能差，两种极性不同的材料很难达到充分的表面相互融合。因此如何采用改性剂使两种材料充分融合，确保其力学性能，成为研究竹纤维聚丙烯复合材料研究的一个难点。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一提供一种环保竹塑汽车保险杠。本发明所要解决的技术问题之二提供上述环保竹塑汽车保险杠的制备方法。本发明所要解决的技术问题，是通过如下技术方案实现的:
一种环保竹塑汽车保险杠，包括下述重量份的组分:聚丙烯100份，高密度聚乙烯6-10份，热塑性弹性体8-16份，竹纤维20-40份，改性剂0.4-0.8份。优选地，所述改性剂为偶联剂与脂肪酸酯的混合物。所述偶联剂为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、二聚磷酸二异辛酯硬脂酸镁、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或其混合物。所述脂肪酸酯为单硬脂酸甘油酯、1，2-硬脂酸甘油酯、1，3-二硬脂酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯中的一种或其混合物。最优地，所述改性剂，由下述组分按重量份组成:异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯10-30份、乙烯基三甲氧基硅烷10-30份、单硬脂酸甘油酯50-70份。直接将异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷和单硬脂酸甘油酯进行混合，即可制得该改性剂。所述聚丙烯为共聚聚丙烯。本发明还提供了上述环保竹塑汽车保险杠的制备方法，包括下述步骤:( I)用改性剂对竹纤维进行表面改性处理,得到改性竹纤维；(2)将聚丙烯、高密度聚乙烯、热塑性弹性体和改性竹纤维加入高速混合器中搅拌，经双螺杆挤出机挤出造粒，制得塑料颗粒；(3)将上述塑料颗粒加入注塑机中注塑成型，制得所述环保竹塑汽车保险杠。
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进一步的，所述步骤(I)中，表面改性处理为:将竹纤维加入高速搅拌机中，再加入改性剂，控制温度70-80°C，转速2000-3000r/min，搅拌时间6-10分钟。需要说明的是，本发明中所用的竹纤维均为干燥后的竹纤维，最好控制竹纤维含水率小于2wt%，在lwt%左右为佳，其中竹纤维的干燥方法为本领域技术人员所熟知，例如在100-105°C的鼓风烘箱中进行干燥。所述步骤(2)中，高速混合器中，搅拌温度60_80°C、搅拌时间2_4分钟；双螺杆挤出机中的挤出温度180-200°C，螺杆转速为80-160r/min。显然，在本发明中为提高产品的其他性能，还可以适应性地添加其他助剂，如阻燃剂、着色剂、抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、抗冲击改性剂和抗静电剂等。具体的，在本发明中:所述聚丙烯，简称PP，属于非极性聚合物，具有优异的介电性和电绝缘性，电性能基本不受环境湿度及电场频率的影响，在允许的工作范围内，温度升高会使电性能降低，耐电弧性较高。具体可以选用如:台湾台化公司PPK4535共聚聚丙烯、日本住友公司W531L共聚聚丙烯、中石化广州石化分公司J641共聚聚丙烯。所述高密度聚乙烯，简称为HDPE，是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。具体可以选用如:美国RTP公司牌号为700的高密度聚乙烯、日本东洋公司牌号5000的高密度聚乙烯、三井化学公司牌号7000F的高密度聚乙烯。所述热塑性弹性体，是一种具有橡胶的高弹性，高强度，高回弹性，又具有可注塑加工的特征的材料。具有环保无毒安全，硬度范围广，有优良的着色性，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性。热塑性弹性体既具有热塑性塑料的加工性能，又具有硫化橡胶的物理性能。具体可以选用如:德国赫斯特公司的牌号为IOOA的热塑性弹性体、美国吉力士公司的牌号为0492N-NE的热塑性弹性体、美国杜邦公司的牌号为10080的热塑性弹性体、日本东丽公司的牌号为4047的热塑性弹性体、道康宁公司的牌号为A0740的热塑性弹性体、美国Lion公司的牌号为IM-17004的热塑性弹性体。所述竹纤维，可以是以竹子为原料，经高温榨取竹油后的纤维状副产品，包括毛竹纤维、慈竹纤维、粉单竹纤维、青皮竹纤维、茶杆竹纤维、撑篙竹纤维，竹纤维可以是上述竹原纤维中的一种或其混合物。也可以是竹浆纤维，如Lyocell竹纤维。Lyocell竹纤维又称溶剂法竹纤维，是一种以竹纤维素浆柏为原料采用Lyocell工艺纺制而成的再生竹纤维。异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，CAS号:65345-34-8，英文名:Isopropyltri (dioctylphosphate)titanate。乙烯基三甲氧基硅烷，别名:乙烯基三甲氧硅烷、硅烷偶联剂YDH-171，英文名:Silane, ethenyltrimethoxy, CAS 号:2768-02_7。单硬脂酸甘油酯，英文名:Glycerylmonostearate, CAS 号:31566_31_1。本发明的环保竹塑汽车保险杠，成型加工性及力学性能均良好。本发明采用纯天然的竹纤维为原料，降低塑料原料的使用量，降低产品的成本，绿色环保、制备方法简单，易于实现大规模连续生产。并且由于竹纤维的加入，使得本发明具有优异的抗菌性能。
具体实施例方式本发明的具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于解释本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同变换或修改均落于本申请所附权 利要求所限定的范围。实施例1将竹纤维置于105°C的鼓风烘箱中进行干燥，控制其水分含量在lwt%。将干燥后的竹纤维机械粉碎，过200目筛，备用。按照表I中对应实施例1数据称取各原料。(I)将竹纤维加入高速搅拌机中，再加入改性剂，控制物料温度75°C，转速2500r/min，搅拌时间8分钟，得到改性竹纤维；(2)将聚丙烯、高密度聚乙烯、热塑性弹性体和改性竹纤维加入高速混合器中搅拌，搅拌温度70°C、搅拌时间3分钟；经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度190°C，螺杆转速为120r/min,冷却，制得塑料颗粒；(3)将上述塑料颗粒加入注塑机中注塑成型，制得所述环保竹塑汽车保险杠。表1:环保竹塑汽车保险杠配方表单位:公斤
I实施例1 I对比例I~I对比例2 I对比例3 共聚聚丙烯100 Too Too 100
权利要求
1.一种环保竹塑汽车保险杠，其特征在于，包括下述重量份的组分:聚丙烯100份，高密度聚乙烯6-10份，热塑性弹性体8-16份，竹纤维20-40份，改性剂0.4-0.8份。
2.如权利要求1所述的环保竹塑汽车保险杠，其特征在于:所述改性剂为偶联剂与脂肪酸酯的混合物。
3.如权利要求2所述的环保竹塑汽车保险杠，其特征在于: 所述偶联剂为异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、二聚磷酸二异辛酯硬脂酸镁、乙稀基二甲氧基娃烧中的一种或其混合物； 所述脂肪酸酯为单硬脂酸甘油酯、1，2-硬脂酸甘油酯、1，3- 二硬脂酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯中的一种或其混合物。
4.如权利要求3所述的环保竹塑汽车保险杠，其特征在于，所述改性剂，由下述组分按重量份组成:异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯10-30份、乙烯基三甲氧基硅烷10-30份、单硬脂酸甘油酯50-70份。
5.如权利要求1-4中任一项所述的环保竹塑汽车保险杠，其特征在于:所述聚丙烯为共聚聚丙火布。
6.如权利要求1-5中任一项所述的环保竹塑汽车保险杠的制备方法，其特征在于，包括下述步骤: (1)用改性剂对竹纤维进行表面改性处理，得到改性竹纤维； (2)将聚丙烯、高密度聚乙烯、热塑性弹性体和改性竹纤维加入高速混合器中搅拌，经双螺杆挤出机挤出造粒，制得塑料颗粒； (3)将上述塑料颗粒加入注塑·机中注塑成型，制得所述环保竹塑汽车保险杠。
7.如权利要求6所述的环保竹塑汽车保险杠的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，表面改性处理为:将竹纤维加入高速搅拌机中，再加入改性剂，控制温度70-80°C，转速2000-3000r/min，搅拌时间 6-10 分钟。
8.如权利要求6所述的环保竹塑汽车保险杠的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中，高速混合器中，搅拌温度60-80 V、搅拌时间2-4分钟；双螺杆挤出机中的挤出温度180-200°C，螺杆转速为 80-160r/min。
全文摘要
本发明公开了一种环保竹塑汽车保险杠及其制备方法。所述环保竹塑汽车保险杠，包括下述重量份的组分聚丙烯100份，高密度聚乙烯6-10份，热塑性弹性体8-16份，竹纤维20-40份，改性剂0.4-0.8份。本发明的环保竹塑汽车保险杠，成型加工性及力学性能均良好。本发明采用纯天然的竹纤维为原料，降低塑料原料的使用量，降低产品的成本，绿色环保，且具有优异的抗菌性能。
文档编号C08L101/00GK103232641SQ20131016549
公开日2013年8月7日 申请日期2013年5月8日 优先权日2013年5月8日
发明者赵海应, 张荣福, 印玲 申请人:上海瀚氏模具成型有限公司