一种汽车用可生物降解塑料脚垫及其制备方法

本发明涉及耐水溶胀的生物可降解汽车脚垫制备，具体涉及一种汽车脚垫及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，塑料污染问题愈发得到重视。传统塑料有不可降解、难回收等缺点，所以生物可降解塑料引起了社会的极大关注。pbat是石油基聚合物，pla是生物基聚合物，都可生物降解。但是与传统塑料相比，pbat与pla价格高，界面相容性差，改性工艺复杂限制了其应用。

2、网状麻纤维具有丰富的原料来源，成本低廉，可生物降解。以网状麻纤维作为汽车脚垫的芯层可大幅降低生产成本，且能提高复合材料的力学性能与降解速率，且保持低吸水膨胀率。

3、为了提高网状麻纤维与pbat/pla合金的相容性，一般采用预先改性网状麻纤维的方法，如专利cn 112552655a中用增塑剂预先塑化竹纤维，再用相容剂与pla共混来提高界面相容性。为了降低竹塑复合材料的吸水膨胀率，专利cn 101585970a中用干性油与干燥植物纤维在90-100℃的混合机中充分混合至冷却固化，得到改性植物纤维，降低了植物纤维的吸水膨胀率。又如专利cn101805525a中采用吸水母粒与塑料和助剂在高混机中混合充分，使得复合材料降低吸水率且提升力学性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种汽车用可生物降解塑料脚垫及其制备方法，不仅提升汽车脚垫的机械性能，还降低其吸水膨胀率。

2、第一方面，本发明提供了一种汽车用可生物降解塑料脚垫，包括热压成型的上层、芯层和下层，所述的上层和下层均为pbat(聚对苯甲酸-己二酸-丁二醇酯)和pla(聚乳酸)合金层，所述的pbat和pla合金层是由合金组合物经混合均匀、双螺杆挤出设备挤出、造粒机造粒、热压成型而获得，所述合金组合物包括：pbat 48-51份，pla 18-22份，润滑剂1-2份、抗氧剂0.2份；

3、所述的芯层材料为改性网状麻纤维，所述的改性网状麻纤维通过如下方法获得：将扩链剂与乙醇组成混合溶液，再将网状麻纤维浸泡在该混合溶液中12-24h；将疏水剂加入到混合溶液中，再浸泡6-12h后烘干得到改性网状麻纤维；所述的扩链剂为kh550、kh560、kh570中的一种或几种，所述的疏水剂为铝酸酯、钛酸酯、铝钛酸酯中的一种或几种；所述扩链剂、疏水剂和网状麻纤维的质量比为0.5-1：1-5：30。

4、作为优选，所述汽车用可生物降解塑料脚垫由上层、芯层和下层热压成型而获得。

5、作为优选，所述合金组合物由下列组分组成：pbat 48-51份，pla 18-22份，润滑剂1-2份、抗氧剂0.2份。

6、作为优选，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡的一种或几种。

7、作为优选，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168的一种或几种。

8、作为优选，所述的双螺杆挤出设备挤出条件为：温度区间：140-183℃、螺杆转速：140-160rpm。

9、作为优选，所述的热压成型条件为：温度：185-195℃、压力：75-85bar时间：15-20min。

10、第二方面，本发明提供了一种汽车用可生物降解塑料脚垫的制备方法，包括以下步骤：

11、(1)将扩链剂与乙醇组成混合溶液，再将网状麻纤维浸泡在该混合溶液中6-12h；将疏水剂加入到混合溶液中，再浸泡6 -12h后烘干得到改性网状麻纤维；其中，扩链剂、疏水剂和网状麻纤维的质量比为0.5-1：1-5：30；

12、(2)合金组合物经混合均匀、双螺杆挤出设备挤出、造粒机造粒、热压成型而得到pbat和pla合金层，所述合金组合物包括：pbat 48-51份，pla 18-22份，润滑剂1-2份、抗氧剂0.2份；

13、(3)以pbat和pla合金层作为上下层、改性网状麻纤维作为芯层材料，经热压成型得到汽车脚垫。

14、作为优选，所述合金组合物由下列组分组成：pbat 48-51份，pla 25-26份，润滑剂1-2份、抗氧剂0.2份。

15、作为优选，所述的双螺杆挤出设备挤出条件为：温度区间：140-183℃、螺杆转速：150rpm。

16、作为优选，所述的热压成型条件为：温度：185-195℃、压力：75-85bar时间：15-20min。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

18、(1)本发明预先将网状麻纤维表面进行改性处理，减少麻纤维表面极性，提高了网状麻纤维与pbat/pla合金的界面相容性与生产效率；

19、(2)本发明的汽车脚垫以pbat和pla合金层作为上下层、改性网状麻纤维作为芯层材料，维持了可生物降解性能，降低了吸水膨胀率，提高了机械性能。

技术特征：

1.一种汽车用可生物降解塑料脚垫，包括热压成型的上层、芯层和下层，其特征在于：所述的上层和下层均为pbat和pla合金层，所述的pbat和pla合金层是由合金组合物经混合均匀、双螺杆挤出设备挤出、造粒机造粒、热压成型而获得，所述合金组合物包括：pbat 48-51份，pla 18-22份，润滑剂1-2份、抗氧剂0.2份；所述的pbat代表聚对苯甲酸-己二酸-丁二醇酯，所述的pla代表聚乳酸；

2.如权利要求1所述的汽车用可生物降解塑料脚垫，其特征在于：所述汽车用可生物降解塑料脚垫由上层、芯层和下层热压成型而获得。

3.如权利要求1所述的汽车用可生物降解塑料脚垫，其特征在于：所述合金组合物由下列组分组成：pbat 48-51份，pla 18-22份，润滑剂1-2份、抗氧剂0.2份。

4.如权利要求1-3之一所述的汽车用可生物降解塑料脚垫，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡的一种或几种。

5.如权利要求1-3之一所述的汽车用可生物降解塑料脚垫，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168的一种或几种。

6.如权利要求1-3之一所述的汽车用可生物降解塑料脚垫，其特征在于：所述的双螺杆挤出设备挤出条件为：温度区间：140-183℃、螺杆转速：140-160rpm。

7.如权利要求1-3之一所述的汽车用可生物降解塑料脚垫，其特征在于：所述的热压成型条件为：温度：185-195℃、压力：75-85bar时间：15-20min。

8.一种如权利要求1-7之一所述的汽车用可生物降解塑料脚垫的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种汽车用可生物降解塑料脚垫及其制备方法，所述汽车用可生物降解塑料脚垫包括热压成型的上层、芯层和下层，所述的上层和下层均为PBAT和PLA合金层，所述的PBAT和PLA合金层是由合金组合物经混合均匀、双螺杆挤出设备挤出、造粒机造粒、热压成型而获得，所述合金组合物包括PBAT、PLA、润滑剂和抗氧剂；所述的芯层材料为改性网状麻纤维，所述的改性网状麻纤维通过如下方法获得：将扩链剂与乙醇组成混合溶液，再将网状麻纤维浸泡在该混合溶液中12‑24h；将疏水剂加入到混合溶液中，再浸泡6‑12h后烘干得到改性网状麻纤维。本发明的汽车脚垫维持了可生物降解性能，降低了吸水膨胀率，提高了机械性能。

技术研发人员：冯杰,施展鸿,涂书画
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11