专利快讯｜金发科技：一种纤维素增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用

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一种纤维素增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用

申请人：金发科技股份有限公司

首次公开日：2022-11-18

 

专利摘要

本发明公开了一种纤维素增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用。本发明的纤维素增强聚丙烯组合物按重量份数计，包括聚丙烯树脂85～96份、纤维素纤维12～18份、马来酸酐接枝POE 6～10份、加工助剂0～6份；其中所述纤维素纤维为纳米纤维素聚集而成的纤维束。本发明纤维素增强聚丙烯组合物中聚丙烯树脂与马来酸酐接枝POE形成的海岛结构在纤维素纤维强极性基团的作用下转变为长棒状结构，且纤维素纤维被包裹于长棒状结构内部，从而减少纤维素纤维与空气中水分的接触，进而降低吸水率；同时，长棒状结有利于提高纤维素纤维与聚丙烯树脂之间的相容性，进而提高纤维素增强聚丙烯组合物的力学性能。

 

背景技术

近年来随着汽车工业的飞速发展，轻量化、品质化、节能环保、功能化等已成为当前汽车工业的主要目标。聚丙烯是一种综合性能优良的通用热塑性塑料，具有价格低廉，质量轻、耐溶性、易回收、无毒等特点，是最重要的汽车轻质材料，它可减轻汽车零部件约40％的重量，已广泛应用于汽车装饰件。

随着汽车智能化及新能源汽车的发展，对聚丙烯材料提出了更高的要求，成品的轻量化已经成为研究趋势之一。天然纤维/聚合物复合材料是一种满足节能、环保、可回收等要求的新材料，而且相较于玻璃纤维/聚合物复合材料、人造碳纤维/聚合物复合材料，天然纤维/聚合物复合材料不仅在环境友好和可回收利用方面具有明显优势，且天然纤维来源广泛、重量轻、高强度、高模量及耐冲击性能优异，可部分取代玻璃纤维或人造碳纤维在工程领域中的应用。

然而，天然纤维的主要成分一般为纤维素、半纤维素与木质素等，表面含有大量的极性基团，而聚丙烯属于非极性分子，因此天然纤维增强聚丙烯复合材料存在两个问题：一是植物纤维与聚丙烯之间相容性差，导致聚丙烯复合材料的力学性能差；二是植物纤维吸湿性强，导致复合材料吸水率高，不利于成型加工。

目前，通常采用对天然纤维进行表面改性或在复合材料配方中添加相容剂的方法改善天然纤维与聚丙烯之间的相容性。例如，现有技术公开了一种植物纤维母粒及其制备方法和应用，利用硅烷偶联剂改性天然纤维以提高其与聚丙烯的界面粘接性能，进而提高其与聚合物之间的相容性，提高复合材料的力学性能，但并没有解决天然纤维因自身吸湿性强而导致聚丙烯复合材料吸水率高的问题。

 

发明内容

本发明的目的是克服现有现有天然纤维/聚丙烯复合材料吸水率高的缺陷和不足，提供一种纤维素增强聚丙烯组合物，通过调控聚丙烯树脂、纤维素纤维和马来酸酐接枝POE三者的配比关系，使得聚丙烯树脂与马来酸酐接枝POE形成的海岛结构在纤维素纤维强极性基团的作用下转变为长棒状结构，且纤维素纤维被包裹于长棒状结构内部，从减少纤维素纤维与空气中水分的接触，进而降低纤维素增强聚丙烯组合物的吸水率。本发明的另一目的是提供一种纤维素增强聚丙烯组合物的制备方法。本发明的又一目的是提供上述纤维素增强聚丙烯组合物在制备汽车部件中的应用。本发明的又一目的是提供一种汽车内饰。

（数据来源：智慧芽）