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1、(10)申请公布号 CN 103232641 A (43)申请公布日 2013.08.07 CN 103232641 A *CN103232641A* (21)申请号 201310165493.X (22)申请日 2013.05.08 C08L 23/14(2006.01) C08L 23/06(2006.01) C08L 101/00(2006.01) C08L 97/02(2006.01) C08K 5/103(2006.01) C08K 5/5425(2006.01) C08K 5/56(2006.01) (71)申请人 上海瀚氏模具成型有限公司 地址 201100 上海市闵行区莘庄镇友。
2、东路 355 号 (72)发明人 赵海应 张荣福 印玲 (74)专利代理机构 北京金信立方知识产权代理 有限公司 11225 代理人 刘锋 朱梅 (54) 发明名称 环保竹塑汽车保险杠及其制备方法 (57) 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， 。
3、且具有优异的抗菌性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 103232641 A CN 103232641 A *CN103232641A* 1/1 页 2 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 。
4、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 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。 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。
5、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 共聚聚丙烯。 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 （1） 中， 表面改性处理为 ： 将竹纤维加入高速搅拌机中， 再。
6、加入改性剂， 控制温度 70-80， 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、 搅拌时间 2-4 分钟 ； 双螺杆挤出机中的挤出温度 180-200， 螺杆转速为 80-160r/min。 权 利 要 求 书 CN 103232641 A 2 1/4 页 3 环保竹塑汽车保险杠及其制备方法 技术领域 0001 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 0002 汽车保险杠是吸收。
7、缓和外界冲击力、 防护车身前后部的安全装置。 0003 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。 0004 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。 0005 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。
8、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。 0006 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。 0007 木塑复合材料 （wood-plastics composites, 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。
9、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。 0008 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。 0009 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 。
10、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 0010 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。 0011 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。 0012 本发明所要解决的技术问题， 是通过如下技术方案实现的 ： 说 明 书 CN 103232641 A 3 2/4 页 4 0013 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。 0014。
11、 优选地， 0015 所述改性剂为偶联剂与脂肪酸酯的混合物。 0016 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。 0017 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。 0018 最优地， 0019 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。
12、氧基硅烷和单硬脂酸甘油酯进行混合， 即可制得该 改性剂。 0020 所述聚丙烯为共聚聚丙烯。 0021 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 ： 0022 （1） 用改性剂对竹纤维进行表面改性处理， 得到改性竹纤维 ； 0023 （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 ； 0024 （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。 0025 进一步的， 0026 所述步骤 （1） 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。
13、 70-80， 转速 2000-3000r/min， 搅拌时间 6-10 分钟。 0027 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 1wt% 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的鼓风烘箱中进行干燥。 0028 所述步骤 （2） 中， 高速混合器中， 搅拌温度 60-80、 搅拌时间 2-4 分钟 ； 双螺杆挤 出机中的挤出温度 180-200， 螺杆转速为 80-160r/min。 0029 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、。
14、 抗氧剂、 热稳定剂、 光稳定剂、 抗冲击改性剂和抗静电剂等。 0030 具体的， 在本发明中 ： 0031 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。 0032 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。
15、。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。 0033 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 说 明 书 CN 103232641 A 4 3/4 页 5 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 100A 的热塑性弹性体、 美国吉力士公司 的牌号。
16、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。 0034 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粕为原料采用 L。
17、yocell 工艺纺制而成的再生竹纤维。 0035 异丙基三 ( 二辛基磷酸酰氧基 ) 钛酸酯， CAS 号 ： 65345-34-8， 英文名 ： Isopropyl tri(dioctylphosphate)titanate。 0036 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。 0037 单硬脂酸甘油酯， 英文名 ： Glyceryl monostearate， CAS 号 ： 31566-31-1。 0038 本发明的环保竹塑汽车保险杠， 成型加工。
18、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。 具体实施方式 0039 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。 0040 实施例 1 0041 将竹纤维置于 105的鼓风烘箱中进行干燥， 控制其水分含量在 1wt%。将干燥后 的竹纤维机械粉碎， 过 200 目筛， 备用。
19、。 0042 按照表 1 中对应实施例 1 数据称取各原料。 0043 （1） 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， 转速 2500r/ min， 搅拌时间 8 分钟， 得到改性竹纤维 ； 0044 （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、 搅拌时间 3 分钟 ； 经双螺杆挤出机挤出造粒， 挤出温度 190， 螺杆转速 为 120r/min， 冷却， 制得塑料颗粒 ； 0045 （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。 0046 表 1 ： 环保竹塑汽车保险杠配方表 单位。
20、 ： 公斤 0047 实施例 1对比例 1对比例 2对比例 3 共聚聚丙烯100100100100 说 明 书 CN 103232641 A 5 4/4 页 6 高密度聚乙烯8888 热塑性弹性体12121212 竹纤维30303030 异丙基三 ( 二辛基磷酸酰氧基 ) 钛酸酯0.120.6/ 乙烯基三甲氧基硅烷0.12/0.6/ 单硬脂酸甘油酯0.36/0.6 0048 其中， 在表 1 中， 共聚聚丙烯采用台湾台化公司 K4535 共聚聚丙烯 ； 热塑性弹性体 采用三井化学公司牌号 7000F 的高密度聚乙烯 ； 热塑性弹性体采用美国杜邦公司的牌号为 10080 的热塑性弹性体 ； 竹纤。
21、维采用上海里奥纤维企业发展有限公司的里奥竹Lyocell 竹纤维， 纤度 2.58dtex。 0049 对比例 1-3 0050 按照表 1 中对应对比例 1-3 数据称取各原料。采用实施例 1 所述的方法分别制备 所述环保竹塑汽车保险杠。 0051 测试例 1 0052 对各例进行性能测试， 具体数据见表 2。 0053 表 2 ： 环保竹塑汽车保险杠性能测试表 0054 缺口冲击强度， KJ/m2拉升强度， Mpa弯曲强度， Mpa弯曲模量， Mpa 测试方法GB/T1043.1-2008GB/T1040.1-2006GB/T9341-2008GB/T9341-2008 实施例 124.522.827.51248 对比例 123.621.326.21025 对比例 222.520.725.41143 对比例 322.921.625.61178 0055 本发明采用复合改性剂对竹纤维进行表面改性处理， 使竹纤维的表面活化， 在其 表面包裹偶联剂与脂肪酸酯的混合而成改性剂， 从而提高了竹纤维与聚丙烯和热塑性弹性 体之间的相容性， 同时提高了聚丙烯的塑化性能， 降低熔体粘度， 提高流动性， 有效地增加 体系各组份之间的相容性和分散性， 改善材料体系的界面粘接状况， 从而使得各项力学性 能得到有效改善。 说 明 书 CN 103232641 A 6 。