本發(fā)明涉及環(huán)保材料
技術領域：
，特別涉及適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料及其制備方法。
背景技術：
：汽車工業(yè)中的材料一般選用的是合金材料，但合金材料價格高、質量重，給其應用帶來了一定的限制，因此出現(xiàn)了用塑料件代替部分金屬材料的趨勢。聚氯乙烯是世界上產量最大的塑料產品之一，其價格便宜，應用廣泛，具有質量輕、強度高、絕緣、阻燃、耐腐蝕、綜合性能優(yōu)良、價格低廉和原材料來源廣泛等優(yōu)點，可用于制作防腐管道、管件、輸油管、離心泵和鼓風機等。聚氯乙烯的硬板廣泛應用于化學工業(yè)上制作各種貯槽的襯里，建筑物的瓦楞板，門窗結構，墻壁裝飾物等建筑用材。由于電氣絕緣性能優(yōu)良，可在電氣、電子工業(yè)中，用于制造插頭、插座、開關和電纜。在日常生活中，聚氯乙烯還用于制造涼鞋、雨衣、玩具和人造革等。因此，將其作為汽車工業(yè)中塑料件的材料已有應用。但PVC材料同時也存在如下缺點：如韌性差，受沖擊時極易脆裂，因此不能用作結構材料。另外，聚氯乙烯的脆性受溫度影響很大，一般的PVC制品使用下限為-15℃，軟質PVC的使用下限為-30℃。并且，PVC材料的熱穩(wěn)定性差，在100℃時就開始分解，高于150℃時分解更加迅速。因此，在一定程度上這些缺陷限制了其使用。目前，國內市場流通的PVC改性材料主要是通過添加鉛穩(wěn)定劑來提高其抗沖擊強度，但鉛穩(wěn)定劑屬于非環(huán)保材料，廢棄后給環(huán)境帶來了不可忽視的污染，不能滿足環(huán)保要求。并且還容易受環(huán)境中硫化物的污染出現(xiàn)花斑。因而開發(fā)一種新型聚氯乙烯復合材料以提高材料的物理強度，同時提高其環(huán)保性能就顯得十分必要。技術實現(xiàn)要素：為解決上述技術問題，本發(fā)明提供適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料，通過采用特定的原料進行組合，配合特定的生產工藝，得到了適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料，其韌性高、耐熱性強、耐沖擊，能夠滿足行業(yè)的要求，具有較好的應用前景。本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料，由下列重量份的原料制成：聚乙烯醇70-80份、聚氯乙烯50-60份、丙烯酸異辛酯35-45份、馬來酸二丁酯20-30份、乙基纖維素15-20份、N，N-二甲基甲酰胺12-16份、二甲基二烯丙基氯化銨8-12份、乙烯基羧酸酯7-10份、二苯基硅二醇6-8份、雙氯苯雙胍己烷6-8份、輕質碳酸鈣4-6份、鈦白粉4-6份、膨潤土2-4份、山奈酚1-3份、助劑3-5份、硅烷偶聯(lián)劑3-5份。優(yōu)選地，所述助劑由等質量的聚異丁烯和四氯化碳配比而成。優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑KH550、硅烷偶聯(lián)劑KH792、硅烷偶聯(lián)劑A187中的任意一種。所述的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料的制備方法，包括以下步驟：（1）將輕質碳酸鈣、鈦白粉、膨潤土混合，放入球磨罐中，以200轉/分的轉速，在球磨機中球磨90分鐘，得到粉末狀混合物；（2）將乙基纖維素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨、乙烯基羧酸酯和步驟1的粉末狀混合物共同加入到其重量30倍的濃度為75%的乙醇溶液中，超聲分散25-35分鐘，隨后加入二苯基硅二醇、雙氯苯雙胍己烷、山奈酚，磁力攪拌10分鐘，抽濾，將抽濾后的產物在135-145℃下干燥4小時，送入馬弗爐中，在660-680℃下煅燒3小時，冷卻，得預處理混合物；（3）將聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸異辛酯、馬來酸二丁酯、助劑、硅烷偶聯(lián)劑和步驟2的預處理混合物加入熱混機中，以950轉/分的速度進行高速混合，混合時間為20分鐘，隨后將混合物加入反應釜并于85℃攪拌1.5小時，隨后用稀鹽酸溶液將pH調節(jié)至5.0-5.5，再于90℃攪拌5-7小時，然后將pH調至中性并過濾，得改性混合料；(4)將步驟3的改性混合料注入模具中發(fā)泡得坯料；然后將坯料送入隧道式烘箱中，分段升溫：在70-80℃下，反應18-20分鐘；再在90-100℃下，反應12-15分鐘；最后在120℃下熟化2-3小時；(5)將步驟4中熟化后的坯料送入雙螺桿擠出機熔融擠出，擠出的產物經過循環(huán)水浴冷卻和切粒，得到成品。優(yōu)選地，所述步驟（2）中，超聲分散的溫度為60℃，超聲功率為700W。優(yōu)選地，所述步驟（5）中，雙螺桿擠出機的溫度控制為加料段125-135℃，熔融段175-185℃，均化段230-240℃，機頭185-195℃，模口195-205℃，螺桿轉速為45-55轉/分。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果為：（1）本發(fā)明的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料以聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸異辛酯、馬來酸二丁酯為主要成分，通過加入乙基纖維素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨、乙烯基羧酸酯、二苯基硅二醇、雙氯苯雙胍己烷、輕質碳酸鈣、鈦白粉、膨潤土、山奈酚、助劑、硅烷偶聯(lián)劑，輔以球磨、超聲、煅燒、熱混、發(fā)泡、熟化、擠出等工藝，使得制備而成的環(huán)保材料韌性高、耐熱性強、耐沖擊，提升了材料應用水平，具有良好的經濟價值。（2）本發(fā)明的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料原料廉價、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運用，實用性強。具體實施方式下面結合具體實施例對發(fā)明的技術方案進行詳細說明。實施例1按照重量份數準確稱取聚乙烯醇70份、聚氯乙烯50份、丙烯酸異辛酯35份、馬來酸二丁酯20份、乙基纖維素15份、N，N-二甲基甲酰胺12份、二甲基二烯丙基氯化銨8份、乙烯基羧酸酯7份、二苯基硅二醇6份、雙氯苯雙胍己烷6份、輕質碳酸鈣4份、鈦白粉4份、膨潤土2份、山奈酚1份、助劑3份、硅烷偶聯(lián)劑KH5503份。所述助劑由等質量的聚異丁烯和四氯化碳配比而成。（1）將輕質碳酸鈣、鈦白粉、膨潤土混合，放入球磨罐中，以200轉/分的轉速，在球磨機中球磨90分鐘，得到粉末狀混合物；（2）將乙基纖維素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨、乙烯基羧酸酯和步驟1的粉末狀混合物共同加入到其重量30倍的濃度為75%的乙醇溶液中，超聲分散25分鐘，超聲分散的溫度為60℃，超聲功率為700W，隨后加入二苯基硅二醇、雙氯苯雙胍己烷、山奈酚，磁力攪拌10分鐘，抽濾，將抽濾后的產物在135℃下干燥4小時，送入馬弗爐中，在660℃下煅燒3小時，冷卻，得預處理混合物；（3）將聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸異辛酯、馬來酸二丁酯、助劑、硅烷偶聯(lián)劑KH550和步驟2的預處理混合物加入熱混機中，以950轉/分的速度進行高速混合，混合時間為20分鐘，隨后將混合物加入反應釜并于85℃攪拌1.5小時，隨后用稀鹽酸溶液將pH調節(jié)至5.0，再于90℃攪拌5小時，然后將pH調至中性并過濾，得改性混合料；(4)將步驟3的改性混合料注入模具中發(fā)泡得坯料；然后將坯料送入隧道式烘箱中，分段升溫：在70℃下，反應18分鐘；再在90℃下，反應12分鐘；最后在120℃下熟化2小時；(5)將步驟4中熟化后的坯料送入雙螺桿擠出機熔融擠出，雙螺桿擠出機的溫度控制為加料段125℃，熔融段175℃，均化段230℃，機頭185℃，模口195℃，螺桿轉速為45轉/分，擠出的產物經過循環(huán)水浴冷卻和切粒，得到成品制得的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料的性能測試結果如表1所示。實施例2按照重量份數準確稱取聚乙烯醇75份、聚氯乙烯55份、丙烯酸異辛酯40份、馬來酸二丁酯25份、乙基纖維素18份、N，N-二甲基甲酰胺14份、二甲基二烯丙基氯化銨10份、乙烯基羧酸酯9份、二苯基硅二醇7份、雙氯苯雙胍己烷7份、輕質碳酸鈣5份、鈦白粉5份、膨潤土3份、山奈酚2份、助劑4份、硅烷偶聯(lián)劑KH7924份。所述助劑由等質量的聚異丁烯和四氯化碳配比而成。（1）將輕質碳酸鈣、鈦白粉、膨潤土混合，放入球磨罐中，以200轉/分的轉速，在球磨機中球磨90分鐘，得到粉末狀混合物；（2）將乙基纖維素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨、乙烯基羧酸酯和步驟1的粉末狀混合物共同加入到其重量30倍的濃度為75%的乙醇溶液中，超聲分散30分鐘，超聲分散的溫度為60℃，超聲功率為700W，隨后加入二苯基硅二醇、雙氯苯雙胍己烷、山奈酚，磁力攪拌10分鐘，抽濾，將抽濾后的產物在140℃下干燥4小時，送入馬弗爐中，在670℃下煅燒3小時，冷卻，得預處理混合物；（3）將聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸異辛酯、馬來酸二丁酯、助劑、硅烷偶聯(lián)劑KH792和步驟2的預處理混合物加入熱混機中，以950轉/分的速度進行高速混合，混合時間為20分鐘，隨后將混合物加入反應釜并于85℃攪拌1.5小時，隨后用稀鹽酸溶液將pH調節(jié)至5.2，再于90℃攪拌6小時，然后將pH調至中性并過濾，得改性混合料；(4)將步驟3的改性混合料注入模具中發(fā)泡得坯料；然后將坯料送入隧道式烘箱中，分段升溫：在75℃下，反應19分鐘；再在95℃下，反應14分鐘；最后在120℃下熟化2.5小時；(5)將步驟4中熟化后的坯料送入雙螺桿擠出機熔融擠出，雙螺桿擠出機的溫度控制為加料段130℃，熔融段180℃，均化段235℃，機頭190℃，模口200℃，螺桿轉速為50轉/分，擠出的產物經過循環(huán)水浴冷卻和切粒，得到成品制得的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料的性能測試結果如表1所示。實施例3按照重量份數準確稱取聚乙烯醇80份、聚氯乙烯60份、丙烯酸異辛酯45份、馬來酸二丁酯30份、乙基纖維素20份、N，N-二甲基甲酰胺16份、二甲基二烯丙基氯化銨12份、乙烯基羧酸酯10份、二苯基硅二醇8份、雙氯苯雙胍己烷8份、輕質碳酸鈣6份、鈦白粉6份、膨潤土4份、山奈酚3份、助劑5份、硅烷偶聯(lián)劑A1875份。所述助劑由等質量的聚異丁烯和四氯化碳配比而成。（1）將輕質碳酸鈣、鈦白粉、膨潤土混合，放入球磨罐中，以200轉/分的轉速，在球磨機中球磨90分鐘，得到粉末狀混合物；（2）將乙基纖維素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨、乙烯基羧酸酯和步驟1的粉末狀混合物共同加入到其重量30倍的濃度為75%的乙醇溶液中，超聲分散35分鐘，超聲分散的溫度為60℃，超聲功率為700W，隨后加入二苯基硅二醇、雙氯苯雙胍己烷、山奈酚，磁力攪拌10分鐘，抽濾，將抽濾后的產物在145℃下干燥4小時，送入馬弗爐中，在680℃下煅燒3小時，冷卻，得預處理混合物；（3）將聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸異辛酯、馬來酸二丁酯、助劑、硅烷偶聯(lián)劑A187和步驟2的預處理混合物加入熱混機中，以950轉/分的速度進行高速混合，混合時間為20分鐘，隨后將混合物加入反應釜并于85℃攪拌1.5小時，隨后用稀鹽酸溶液將pH調節(jié)至5.5，再于90℃攪拌7小時，然后將pH調至中性并過濾，得改性混合料；(4)將步驟3的改性混合料注入模具中發(fā)泡得坯料；然后將坯料送入隧道式烘箱中，分段升溫：在80℃下，反應20分鐘；再在100℃下，反應15分鐘；最后在120℃下熟化3小時；(5)將步驟4中熟化后的坯料送入雙螺桿擠出機熔融擠出，雙螺桿擠出機的溫度控制為加料段135℃，熔融段185℃，均化段240℃，機頭195℃，模口205℃，螺桿轉速為55轉/分，擠出的產物經過循環(huán)水浴冷卻和切粒，得到成品制得的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料的性能測試結果如表1所示。實施例4按照重量份數準確稱取聚乙烯醇80份、聚氯乙烯50份、丙烯酸異辛酯45份、馬來酸二丁酯20份、乙基纖維素20份、N，N-二甲基甲酰胺12份、二甲基二烯丙基氯化銨12份、乙烯基羧酸酯7份、二苯基硅二醇8份、雙氯苯雙胍己烷6份、輕質碳酸鈣6份、鈦白粉4份、膨潤土4份、山奈酚1份、助劑5份、硅烷偶聯(lián)劑KH5503份。所述助劑由等質量的聚異丁烯和四氯化碳配比而成。（1）將輕質碳酸鈣、鈦白粉、膨潤土混合，放入球磨罐中，以200轉/分的轉速，在球磨機中球磨90分鐘，得到粉末狀混合物；（2）將乙基纖維素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨、乙烯基羧酸酯和步驟1的粉末狀混合物共同加入到其重量30倍的濃度為75%的乙醇溶液中，超聲分散25-35分鐘，超聲分散的溫度為60℃，超聲功率為700W，隨后加入二苯基硅二醇、雙氯苯雙胍己烷、山奈酚，磁力攪拌10分鐘，抽濾，將抽濾后的產物在145℃下干燥4小時，送入馬弗爐中，在660℃下煅燒3小時，冷卻，得預處理混合物；（3）將聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸異辛酯、馬來酸二丁酯、助劑、硅烷偶聯(lián)劑KH550和步驟2的預處理混合物加入熱混機中，以950轉/分的速度進行高速混合，混合時間為20分鐘，隨后將混合物加入反應釜并于85℃攪拌1.5小時，隨后用稀鹽酸溶液將pH調節(jié)至5.5，再于90℃攪拌5小時，然后將pH調至中性并過濾，得改性混合料；(4)將步驟3的改性混合料注入模具中發(fā)泡得坯料；然后將坯料送入隧道式烘箱中，分段升溫：在80℃下，反應18分鐘；再在100℃下，反應12分鐘；最后在120℃下熟化3小時；(5)將步驟4中熟化后的坯料送入雙螺桿擠出機熔融擠出，雙螺桿擠出機的溫度控制為加料段125℃，熔融段185℃，均化段230℃，機頭195℃，模口195℃，螺桿轉速為55轉/分，擠出的產物經過循環(huán)水浴冷卻和切粒，得到成品制得的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料的性能測試結果如表1所示。對比例1按照重量份數準確稱取聚乙烯醇75份、聚氯乙烯55份、丙烯酸異辛酯40份、馬來酸二丁酯25份、乙基纖維素18份、N，N-二甲基甲酰胺14份、二甲基二烯丙基氯化銨10份、二苯基硅二醇7份、雙氯苯雙胍己烷7份、輕質碳酸鈣5份、鈦白粉5份、膨潤土3份、助劑4份、硅烷偶聯(lián)劑KH7924份。所述助劑由等質量的聚異丁烯和四氯化碳配比而成。（1）將輕質碳酸鈣、鈦白粉、膨潤土混合，放入球磨罐中，以200轉/分的轉速，在球磨機中球磨90分鐘，得到粉末狀混合物；（2）將乙基纖維素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨和步驟1的粉末狀混合物共同加入到其重量30倍的濃度為75%的乙醇溶液中，超聲分散30分鐘，超聲分散的溫度為60℃，超聲功率為700W，隨后加入二苯基硅二醇、雙氯苯雙胍己烷，磁力攪拌10分鐘，抽濾，將抽濾后的產物在140℃下干燥4小時，送入馬弗爐中，在670℃下煅燒3小時，冷卻，得預處理混合物；（3）將聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸異辛酯、馬來酸二丁酯、助劑、硅烷偶聯(lián)劑KH792和步驟2的預處理混合物加入熱混機中，以950轉/分的速度進行高速混合，混合時間為20分鐘，隨后將混合物加入反應釜并于85℃攪拌1.5小時，隨后用稀鹽酸溶液將pH調節(jié)至5.2，再于90℃攪拌6小時，然后將pH調至中性并過濾，得改性混合料；(4)將步驟3的改性混合料注入模具中發(fā)泡得坯料；然后將坯料送入隧道式烘箱中，分段升溫：在75℃下，反應19分鐘；再在95℃下，反應14分鐘；最后在120℃下熟化2.5小時；(5)將步驟4中熟化后的坯料送入雙螺桿擠出機熔融擠出，雙螺桿擠出機的溫度控制為加料段130℃，熔融段180℃，均化段235℃，機頭190℃，模口200℃，螺桿轉速為50轉/分，擠出的產物經過循環(huán)水浴冷卻和切粒，得到成品制得的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料的性能測試結果如表1所示。對比例2按照重量份數準確稱取聚乙烯醇80份、聚氯乙烯50份、丙烯酸異辛酯45份、馬來酸二丁酯20份、乙基纖維素20份、N，N-二甲基甲酰胺12份、二甲基二烯丙基氯化銨12份、乙烯基羧酸酯7份、二苯基硅二醇8份、輕質碳酸鈣6份、膨潤土4份、山奈酚1份、助劑5份、硅烷偶聯(lián)劑KH5503份。所述助劑由等質量的聚異丁烯和四氯化碳配比而成。（1）將輕質碳酸鈣、膨潤土混合，放入球磨罐中，以200轉/分的轉速，在球磨機中球磨90分鐘，得到粉末狀混合物；（2）將乙基纖維素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨、乙烯基羧酸酯和步驟1的粉末狀混合物共同加入到其重量30倍的濃度為75%的乙醇溶液中，超聲分散25-35分鐘，超聲分散的溫度為60℃，超聲功率為700W，隨后加入二苯基硅二醇、山奈酚，磁力攪拌10分鐘，抽濾，將抽濾后的產物在145℃下干燥4小時，送入馬弗爐中，在660℃下煅燒3小時，冷卻，得預處理混合物；（3）將聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸異辛酯、馬來酸二丁酯、助劑、硅烷偶聯(lián)劑KH550和步驟2的預處理混合物加入熱混機中，以950轉/分的速度進行高速混合，混合時間為20分鐘，隨后將混合物加入反應釜并于85℃攪拌1.5小時，隨后用稀鹽酸溶液將pH調節(jié)至5.5，再于90℃攪拌5小時，然后將pH調至中性并過濾，得改性混合料；(4)將步驟3的改性混合料注入模具中發(fā)泡得坯料；然后將坯料送入隧道式烘箱中，分段升溫：在80℃下，反應18分鐘；再在100℃下，反應12分鐘；最后在120℃下熟化3小時；(5)將步驟4中熟化后的坯料送入雙螺桿擠出機熔融擠出，雙螺桿擠出機的溫度控制為加料段125℃，熔融段185℃，均化段230℃，機頭195℃，模口195℃，螺桿轉速為55轉/分，擠出的產物經過循環(huán)水浴冷卻和切粒，得到成品制得的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料的性能測試結果如表1所示。將實施例1-4和對比例1-2的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料分別進行斷裂伸長率、拉伸強度、熱分解溫度、缺口沖擊強度這幾項性能測試。表1　斷裂伸長率（%）拉伸強度（MPa）熱分解溫度（℃）缺口沖擊強度（J/m）實施例1≥28038.7≥155175.3實施例2≥31043.5≥165182.9實施例3≥30042.4≥160180.4實施例4≥29039.0≥160177.0對比例1≥24025.3≥12085.1對比例2≥22022.9≥11580.7本發(fā)明的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料以聚乙烯醇、聚氯乙烯、丙烯酸異辛酯、馬來酸二丁酯為主要成分，通過加入乙基纖維素、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨、乙烯基羧酸酯、二苯基硅二醇、雙氯苯雙胍己烷、輕質碳酸鈣、鈦白粉、膨潤土、山奈酚、助劑、硅烷偶聯(lián)劑，輔以球磨、超聲、煅燒、熱混、發(fā)泡、熟化、擠出等工藝，使得制備而成的環(huán)保材料韌性高、耐熱性強、耐沖擊，提升了材料應用水平，具有良好的經濟價值。本發(fā)明的適用于汽車工業(yè)的高強度環(huán)保材料原料廉價、工藝簡單，適于大規(guī)模工業(yè)化運用，實用性強。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。當前第1頁1 2 3