本发明涉及汽车零配件技术领域，具体涉及一种用于汽车内饰的轻质树脂。
背景技术
目前，汽车在日常生活中的普及程度越来越高。而在当前的汽车工业中，已大量使用塑料来代替各种有色金属和合金钢材，以便提高汽车工业设计的灵活性、降低零部件加工、装配和维修的费用，并且，采用塑料生产汽车车身和零部件也是实现汽车轻量化、节能化的主要方向之一。
近年来，汽车轻量化已经成为当下汽车领域发展的重点方向，轻量化技术不仅能够有效的解决其环境污染的问题，实现节能减排的目标，还很大程度上降低了汽车制造的成本，相比于现在的所使用的汽车而言具有很大的经济效益。作为汽车上的重要组成部分，汽车内饰件一般是指汽车车厢的隔板、门内装饰板、仪表板、扶手、地毯等零部件和材料。汽车内饰件代表汽车的形象，决定着汽车的声誉和品质，另外，汽车内饰件作为辅助性的零配件，承担着耐辐射、减振、隔热、吸音和遮音等功能，对汽车的舒适性和耐用性起到十分重要的作用。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于汽车内饰的轻质树脂，该轻质树脂具有较好的力学性能，密度小、质量轻。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于汽车内饰的轻质树脂，由以下重量份的物质制成：酚醛树脂20～45重量份、abs树脂60～90重量份、聚合物纤维3～15重量份、钴酸镍纤维1～8重量份、甲基丙烯酸甲酯5～21重量份、海泡石粉末3～15重量份、马来酸酐10～30重量份、硅烷偶联剂1～3重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物0.5～3重量份、抗氧化剂0.1～0.5重量份、微球发泡剂5～8重量份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物1～3重量份、空心玻璃微珠0.5～6重量份、扩链剂2～6重量份。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过加入聚合物纤维能够提高合金的力学性能，具有磁性的钴酸镍纤维能够提高轻质树脂的阻燃性能和抗老化性能，通过将聚合物纤维与钴酸镍纤维同时加入树脂中，能够抑制发泡剂的发泡过程中气泡的过度生长，避免产生因气泡过大而导致的合金材料力学性能下降的原因；
(2)海泡石粉末中含有大量的气孔，能够平衡合金因温度差异而导致的体积变化，从而提高合金材料的耐高低温性能，通过马来酸酐对海泡石粉末进行改性，既可以提高海泡石粉末中泡孔的稳定性，也能够提高海泡石粉末在合金材料中分散的均匀度和稳定性；
(3)本发明制备的轻质树脂具有较好的力学性能，密度小、质量轻，用于制成汽车用内饰件，质量可靠，安全性好，还能够满足汽车轻量化的制件要求。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种用于汽车内饰的轻质树脂，由以下重量份的物质制成：酚醛树脂20～45重量份、abs树脂60～90重量份、聚合物纤维3～15重量份、钴酸镍纤维1～8重量份、甲基丙烯酸甲酯5～21重量份、海泡石粉末3～15重量份、马来酸酐10～30重量份、硅烷偶联剂1～3重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物0.5～3重量份、抗氧化剂0.1～0.5重量份、微球发泡剂5～8重量份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物1～3重量份、空心玻璃微珠0.5～6重量份、扩链剂2～6重量份。
优选条件下，所述的用于汽车内饰的轻质树脂，由以下重量份的物质制成：酚醛树脂25～40重量份、abs树脂72～80重量份、聚合物纤维5～12重量份、钴酸镍纤维2～6重量份、甲基丙烯酸甲酯9～18重量份、海泡石粉末6～12重量份、马来酸酐18～25重量份、硅烷偶联剂1～3重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物0.5～3重量份、抗氧化剂0.1～0.5重量份、微球发泡剂5～8重量份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物1～3重量份、空心玻璃微珠0.5～6重量份、扩链剂2～6重量份。
本发明中通过加入聚合物纤维能够提高合金的力学性能，具有磁性的钴酸镍纤维能够提高轻质树脂的阻燃性能和抗老化性能，通过将聚合物纤维与钴酸镍纤维同时加入树脂中，能够抑制发泡剂的发泡过程中气泡的过度生长，避免产生因气泡过大而导致的合金材料力学性能下降的原因。
海泡石粉末中含有大量的气孔，能够平衡合金因温度差异而导致的体积变化，从而提高合金材料的耐高低温性能，通过马来酸酐对海泡石粉末进行改性，既可以提高海泡石粉末中泡孔的稳定性，也能够提高海泡石粉末在合金材料中分散的均匀度和稳定性，降低树脂的密度。
通过在合金材料中加入发泡剂，在发泡剂发泡后，形成微发泡合金材料，它不仅能够起到缓冲外力的作用，降低在撞击情况下外力对车内人员的冲击力，还能够降低车体的总重量。
空心玻璃微珠与树脂之间具有良好的结合力，能够同时达到降低树脂质量，提高树脂力学性能的要求。
本发明还提供一种所述用于汽车内饰的轻质树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚合物纤维、甲基丙烯酸甲酯和扩链剂水中混合均匀，接着升温至90～100℃，微波反应1～5min，得到改性聚合物纤维；
(2)将海泡石粉末、马来酸酐与硅烷偶联剂在水中混合均匀，接着在100～120℃下回流30～90min，得到改性海泡石粉末；
(3)将abs树脂、酚醛树脂、改性聚合物纤维、钴酸镍纤维、改性海泡石粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、空心玻璃微珠和抗氧化剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；
(4)将复合母粒与微球发泡剂混合均匀后加入注塑机料斗，进行二次开模注塑，得到用于汽车内饰的轻质树脂。
本发明中采用abs与酚醛树脂熔融共混混后能够兼顾两者的优点，赋予复合材料优异的力学性能、良好的耐热性和耐候性，良好的加工流动性，优选条件下，所述abs树脂与酚醛树脂的重量比为(1.8～3.2):1。
本发明中通过在合金材料中添加聚合物纤维，能够提高合金材料的力学强度，优选条件下，所述聚合物纤维为多孔聚合物纤维，更优选的，所述多孔聚合物纤维的直径为100～500nm。为了提高所述聚合物纤维与合金材料的相容性，并使聚合物纤维在合金材料中分布更加均匀，使聚合物纤维对合金材料的力学增强作用更好，从而使其具有优异的耐高温性能、力学性能和使用寿命，本发明采用甲基丙烯酸甲酯对聚合物纤维进行改性，提高聚合物纤维的韧性以及聚合物纤维与合金材料的相容性。优选条件下，所述聚合物纤维与所述甲基丙烯酸甲酯的重量比为(1.4～3):1。
海泡石粉末中含有大量的气孔，能够平衡合金因温度差异而导致的体积变化，从而提高合金材料的耐高低温性能，通过马来酸酐对海泡石粉末进行改性，既可以提高海泡石粉末中泡孔的稳定性，也能够提高海泡石粉末在合金材料中分散的均匀度和稳定性。进一步优选的，所述马来酸酐与所述海泡石粉末的重量比为(2～4)：1。本发明的发明人发现，在实验过程中，海泡石粉末的粒径越小，其在合金材料中的分散性越差，海泡石粉末的粒径越大，其对合金材料的力学增强作用越小，优选条件下，所述无机增强颗粒的粒径为0.3～2μm。
优选条件下，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂kh-550、硅烷偶联剂kh-560、硅烷偶联剂kh-570、硅烷偶联剂kh-580、硅烷偶联剂kh-590、硅烷偶联剂kh-902和硅烷偶联剂kh-903中的一种或多种。
优选条件下，在步骤(1)中，所述微波反应的功率为300～500w，微波反应的频率为1500～1800khz。
根据本发明，优选条件下，在步骤(3)中，所述熔融挤出的工艺为：挤出温度为190～220℃，螺杆转速为350～400r/min，真空度为-0.06～-0.08mpa。
优选条件下，在步骤(4)中，所述注塑成型的温度为190～210℃。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例中，所述钴酸镍纤维的制备方法如下：
1)将0.02monicl2·6h2o和0.04molcocl2·6h2o共同溶于100ml去离子水中，得到混合金属盐溶液a；
2)将0.072mol草酸溶于50ml乙醇和50ml去离子水的混合溶剂中，得到草酸溶液b；
3)将金属盐溶液a滴加草酸溶液b中，边滴加边搅拌，同时控制反应温度为60℃，调节ph值为8.2，滴加完毕继续搅拌0.5小时，得前驱体溶液；
4)将前驱体溶液过滤，洗涤干燥后，得到前驱体纤维，将前驱体纤维在300℃下焙烧1h，获得nico2o4纤维。
所述nico2o4纤维的比表面积为54.5m2g-1。
实施例1
一种用于汽车内饰的轻质树脂，由以下重量份的物质制成：酚醛树脂20重量份、abs树脂60重量份、聚丙烯类聚合物纤维15重量份(直径为20～50μm)、钴酸镍纤维3重量份、甲基丙烯酸甲酯21重量份、海泡石粉末12重量份(粒径为50～150μm)、马来酸酐24重量份、硅烷偶联剂kh5901.5重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1重量份、抗氧剂10100.3重量份、微球发泡剂((eb207)，日本永和化成工业株式会社)6重量份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物2重量份、空心玻璃微珠3重量份、1,3-丁二醇3重量份。
所述用于汽车内饰的轻质树脂的制备方法，步骤如下：
(1)将聚丙烯类聚合物纤维、甲基丙烯酸甲酯和1,3-丁二醇水中混合均匀，接着升温至100℃，微波反应30min(微波反应的功率为400w，微波反应的频率为1600khz)，得到改性聚合物纤维；
(2)将海泡石粉末、马来酸酐与硅烷偶联剂kh590在水中混合均匀，接着在120℃下回流90min，得到改性海泡石粉末；
(3)将abs树脂、酚醛树脂、改性聚合物纤维、钴酸镍纤维、改性海泡石粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、空心玻璃微珠和抗氧剂1010投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；所述熔融挤出的工艺为：挤出温度为200℃，螺杆转速为350r/min，真空度为-0.08mpa
(4)将复合母粒与微球发泡剂混合均匀后加入注塑机料斗，在190℃下进行二次开模注塑，得到用于汽车内饰的轻质树脂。
实施例2
一种用于汽车内饰的轻质树脂，由以下重量份的物质制成：酚醛树脂45重量份、abs树脂90重量份、聚乙烯多孔纤维12重量份(直径为20～50μm)、钴酸镍纤维5重量份、甲基丙烯酸甲酯15重量份、海泡石粉末10重量份(粒径为50～150μm)、马来酸酐25重量份、硅烷偶联剂kh5902.1重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物2重量份、抗氧化剂0.5重量份、微球发泡剂((eb207)，日本永和化成工业株式会社)6重量份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物3重量份、空心玻璃微珠2重量份、1,10-葵二醇3重量份。
所述用于汽车内饰的轻质树脂的制备方法，步骤如下：
(1)将聚乙烯多孔纤维、甲基丙烯酸甲酯和1,10-葵二醇水中混合均匀，接着升温至90℃，微波反应1min(微波反应的功率为500w，微波反应的频率为1800khz)，得到改性聚合物纤维；
(2)将海泡石粉末、马来酸酐与硅烷偶联剂kh590在水中混合均匀，接着在100℃下回流60min，得到改性海泡石粉末；
(3)将abs树脂、酚醛树脂、改性聚合物纤维、钴酸镍纤维、改性海泡石粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、空心玻璃微珠和抗氧化剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；所述熔融挤出的工艺为：挤出温度为190℃，螺杆转速为400r/min，真空度为-0.06mpa
(4)将复合母粒与微球发泡剂混合均匀后加入注塑机料斗，在210℃下进行二次开模注塑，得到用于汽车内饰的轻质树脂。
实施例3
一种用于汽车内饰的轻质树脂，由以下重量份的物质制成：酚醛树脂30重量份、abs树脂75重量份、聚丙烯类聚合物纤维10重量份(直径为20～50μm)、钴酸镍纤维2重量份、甲基丙烯酸甲酯18重量份、海泡石粉末3重量份(粒径为50～150μm)、马来酸酐10重量份、硅烷偶联剂kh5801.2重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1.8重量份、抗氧剂10100.2重量份、微球发泡剂((eb207)，日本永和化成工业株式会社)5重量份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物1重量份、空心玻璃微珠1重量份、1,4-环己二醇3重量份。
所述用于汽车内饰的轻质树脂的制备方法，步骤如下：
(1)将聚丙烯类聚合物纤维、甲基丙烯酸甲酯和1,4-环己二醇水中混合均匀，接着升温至100℃，微波反应5min(微波反应的功率为300w，微波反应的频率为1500khz)，得到改性聚合物纤维；
(2)将海泡石粉末、马来酸酐与硅烷偶联剂kh580在水中混合均匀，接着在100℃下回流90min，得到改性海泡石粉末；
(3)将abs树脂、酚醛树脂、改性聚合物纤维、钴酸镍纤维、改性海泡石粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、空心玻璃微珠和抗氧剂1010投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；所述熔融挤出的工艺为：挤出温度为220℃，螺杆转速为350r/min，真空度为-0.06mpa；
(4)将复合母粒与微球发泡剂混合均匀后加入注塑机料斗，在190～210℃下进行二次开模注塑，得到用于汽车内饰的轻质树脂。
实施例4
一种用于汽车内饰的轻质树脂，由以下重量份的物质制成：酚醛树脂40重量份、abs树脂72重量份、聚乙烯多孔纤维5重量份(直径为20～50μm)、钴酸镍纤维6重量份、甲基丙烯酸甲酯5重量份、海泡石粉末15重量份(粒径为50～150μm)、马来酸酐30重量份、硅烷偶联剂kh5803重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3重量份、抗氧剂1680.1重量份、微球发泡剂((eb207)，日本永和化成工业株式会社)8重量份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物1.5重量份、空心玻璃微珠6重量份、新戊二醇2重量份。
所述用于汽车内饰的轻质树脂的制备方法，步骤如下：
(1)将聚乙烯多孔纤维、甲基丙烯酸甲酯和新戊二醇水中混合均匀，接着升温至100℃，微波反应3min(微波反应的功率为350w，微波反应的频率为1650khz)，得到改性聚合物纤维；
(2)将海泡石粉末、马来酸酐与硅烷偶联剂kh580在水中混合均匀，接着在110℃下回流45min，得到改性海泡石粉末；
(3)将abs树脂、酚醛树脂、改性聚合物纤维、钴酸镍纤维、改性海泡石粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、空心玻璃微珠和抗氧剂168投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；所述熔融挤出的工艺为：挤出温度为210℃，螺杆转速为400r/min，真空度为-0.08mpa；
(4)将复合母粒与微球发泡剂混合均匀后加入注塑机料斗，在190℃下进行二次开模注塑，得到用于汽车内饰的轻质树脂。
实施例5
一种用于汽车内饰的轻质树脂，由以下重量份的物质制成：酚醛树脂25重量份、abs树脂80重量份、聚乙烯多孔纤维3重量份(直径为20～50μm)、钴酸镍纤维2重量份、甲基丙烯酸甲酯9重量份、海泡石粉末6重量份(粒径为50～150μm)、马来酸酐18重量份、硅烷偶联剂kh5701重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物0.5重量份、抗氧剂1680.5重量份、微球发泡剂((eb207)，日本永和化成工业株式会社)5重量份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物1重量份、空心玻璃微珠0.5重量份、乙二醇6重量份。
所述用于汽车内饰的轻质树脂的制备方法，步骤如下：
(1)将聚乙烯多孔纤维、甲基丙烯酸甲酯和乙二醇水中混合均匀，接着升温至100℃，微波反应2min(微波反应的功率为400w，微波反应的频率为1500khz)，得到改性聚合物纤维；
(2)将海泡石粉末、马来酸酐与硅烷偶联剂kh570在水中混合均匀，接着在120℃下回流60min，得到改性海泡石粉末；
(3)将abs树脂、酚醛树脂、改性聚合物纤维、钴酸镍纤维、改性海泡石粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、空心玻璃微珠和抗氧剂168投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；所述熔融挤出的工艺为：挤出温度为200℃，螺杆转速为350r/min，真空度为-0.06mpa；
(4)将复合母粒与微球发泡剂混合均匀后加入注塑机料斗，在190～210℃下进行二次开模注塑，得到用于汽车内饰的轻质树脂。
对比例1
一种用于汽车内饰的轻质树脂，由以下重量份的物质制成：酚醛树脂20重量份、abs树脂60重量份、海泡石粉末12重量份(粒径为50～150μm)、马来酸酐24重量份、硅烷偶联剂kh5901.5重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1重量份、抗氧剂10100.3重量份、微球发泡剂((eb207)，日本永和化成工业株式会社)6重量份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物2重量份、空心玻璃微珠3重量份。
所述用于汽车内饰的轻质树脂的制备方法，步骤如下：
(1)将海泡石粉末、马来酸酐与硅烷偶联剂kh590在水中混合均匀，接着在120℃下回流90min，得到改性海泡石粉末；
(2)将abs树脂、酚醛树脂、改性海泡石粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、空心玻璃微珠和抗氧剂1010投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；所述熔融挤出的工艺为：挤出温度为200℃，螺杆转速为350r/min，真空度为-0.08mpa
(3)将复合母粒与微球发泡剂混合均匀后加入注塑机料斗，在190℃下进行二次开模注塑，得到用于汽车内饰的轻质树脂。
对比例2
一种用于汽车内饰的轻质树脂，由以下重量份的物质制成：酚醛树脂20重量份、abs树脂60重量份、聚丙烯类聚合物纤维15重量份(直径为20～50μm)、钴酸镍纤维3重量份、甲基丙烯酸甲酯21重量份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1重量份、抗氧剂10100.3重量份、微球发泡剂((eb207)，日本永和化成工业株式会社)6重量份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物2重量份、空心玻璃微珠3重量份、1,3-丁二醇3重量份。
所述用于汽车内饰的轻质树脂的制备方法，步骤如下：
(1)将聚丙烯类聚合物纤维、甲基丙烯酸甲酯和1,3-丁二醇水中混合均匀，接着升温至100℃，微波反应30min(微波反应的功率为400w，微波反应的频率为1600khz)，得到改性聚合物纤维；
(2)将abs树脂、酚醛树脂、改性聚合物纤维、钴酸镍纤维、海泡石粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、空心玻璃微珠和抗氧剂1010投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；所述熔融挤出的工艺为：挤出温度为200℃，螺杆转速为350r/min，真空度为-0.08mpa；
(3)将复合母粒与微球发泡剂混合均匀后加入注塑机料斗，在190℃下进行二次开模注塑，得到用于汽车内饰的轻质树脂。
将上述实施例1～5以及对比例1～2制得的轻质树脂主要物性指标根据相关检测标准测试，其表观密度、悬臂梁缺口冲击强度按照gb/t1043-1993的方法进行测试、缺口冲击强度变化率、拉伸强度按照gb/t1040-2006的方法进行测试、弯曲强度按照gb/t9341-2000的方法进行测试，检测标准与检测结果如表1所示。
表1：实施例1～5和对比例1～2中轻质树脂的性能表
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。