CN109627681A - 一种汽车用的环保石墨烯内饰材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车用的环保石墨烯内饰材料，它是由下述重量份的原料组成的：乙酰丙酮钙0.7‑1、饱和十八碳酰胺1‑3、硫化亚锡0.1‑0.2、氧化石墨烯10‑14、纤维改性蜡6‑9、聚醚醚酮100‑120、甲基丙烯酸羟丙酯2‑4，本发明的材料特别适合用于汽车内饰材料，环保性好，综合性能优越。

Description

一种汽车用的环保石墨烯内饰材料及其制备方法

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种汽车用的环保石墨烯内饰材料及其制备方法。

背景技术

由于聚醚醚酮PEEK具有优良的综合性能，在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料。该塑料的耐高温、自润滑、耐磨损和抗疲劳等特性，使之成为当今最热门的高性能工程塑料之一，它主要应用于航空航天、汽车工业、电子电气和医疗器械等领域。航空航天领域聚醚醚酮PEEK可加工成各种高精度的飞机零部件，由于其耐水解、耐腐蚀和阻燃性能好，可加工成飞机的内/外部件及火箭发动机的许多零部件。汽车制造聚醚醚酮PEEK一直成功地用于汽车制造业，由于它具有良好耐摩擦性能，可以替代金属(包括不锈钢、钛)制造发动机内罩、汽车轴承、密封件和刹车片等。工业领域聚醚醚酮PEEK由于具有良好机械性能、耐高温、耐磨耗，并能耐高压，常用来制造压缩机阀片、活塞环、密封件等。医疗器械聚醚醚酮PEEK可在134℃下经受3000次循环高压灭菌，这一特性能满足灭菌要求高、需反覆使用的手术和牙科设备的制造，加上它的抗蠕变和耐水解性，用它可制造需高温蒸汽消毒的各种医疗器械。尤为重要的是PEEK无毒、质轻、耐腐蚀，是与人体骨骼最接近的材料，因此可采用PEEK代替金属制造人体骨骼。绝缘材料PEEK因具有优良的电气性能，在高温、高湿等恶劣条件下，聚醚醚酮的绝缘性能仍能保持，是理想的电绝缘材料，特别是在半导体工业中得到广泛应用。是一种新型工程塑料，可用作耐高温结构材料和电绝缘材料，可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料；

目前，随着人们生活水平的不断提高，对于车内饰件的要求也越来越高，尤其是对于内饰件材料的环保性、防火性等具有十分明显的要求，因此，本发明的目的就是将聚醚醚酮应用于内饰件材料，以提高传统内饰件材料的品质。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车用的环保石墨烯内饰材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种汽车用的环保石墨烯内饰材料，它是由下述重量份的原料组成的：

乙酰丙酮钙0.7-1、饱和十八碳酰胺1-3、硫化亚锡0.1-0.2、氧化石墨烯10-14、纤维改性蜡6-9、聚醚醚酮100-120、甲基丙烯酸羟丙酯2-4。

所述的纤维改性蜡是由下述重量份的原料组成的：

甲基纤维素16-20、棕榈蜡40-50、烷基醇酰胺1-2、均苯四甲酸二酐10-13、过硫酸铵0.3-0.4、硅烷偶联剂kh550 3-5、8-羟基喹啉1-2。

所述的纤维改性蜡的制备方法，包括以下步骤：

（1）取硅烷偶联剂kh550、8-羟基喹啉混合，加入到混合料重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入棕榈蜡，升高温度为55-60℃，保温搅拌1-2小时，蒸馏除去乙醇，得改性棕榈蜡；

（2）取过硫酸铵，加入到其重量35-50倍的去离子水中，搅拌均匀；

（3）取甲基纤维素、均苯四甲酸二酐混合，搅拌均匀，加入到混合料重量14-20倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70-75℃，加入过硫酸铵水溶液，保温搅拌4-6小时，出料冷却，得纤维聚合物乳液；

（4）取上述改性棕榈蜡，加入到上述纤维聚合物乳液中，加入烷基醇酰胺，超声20-30分钟，抽滤，将滤饼水洗，干燥，即得所述纤维改性蜡。

步骤（4）中所述的干燥温度为40-45℃，干燥时间为10-13小时。

一种汽车用的环保石墨烯内饰材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取乙酰丙酮钙，加入到其重量13-20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入饱和十八碳酰胺，升高温度为55-60℃，保温搅拌30-40分钟，得醇分散液；

（2）取氧化石墨烯，加入到其重量40-50倍的去离子水中，超声10-20分钟，得石墨烯分散液；

（3）取上述醇分散液、石墨烯分散液混合，搅拌均匀，加入纤维改性蜡，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得改性石墨烯；

（4）取上述改性石墨烯，与甲基丙烯酸羟丙酯、硫化亚锡、聚醚醚酮混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述环保石墨烯内饰材料。

本发明的优点：

本发明首先以甲基纤维素为掺杂剂，均苯四甲酸二酐为单体，在引发剂作用下聚合，得到纤维聚合物乳液，然后采用氨基硅烷改性棕榈蜡，与纤维聚合物乳液共混，通过氨基与酸的反应，得到纤维改性蜡，本发明将氧化石墨烯分散到水中，与纤维改性蜡共混，得到改性的石墨烯，其不仅可以改善石墨烯的表面活性，而且还可以提高石墨烯与聚醚醚酮基体间的分散性能，提高成品材料的韧性和强度；本发明的材料特别适合用于汽车内饰材料，采用聚醚醚酮为主要原料，其具有很好的拉伸强度，断裂伸长率，且阻燃性强，环保性好，综合性能优越。

具体实施方式

实施例1

一种汽车用的环保石墨烯内饰材料，它是由下述重量份的原料组成的：

乙酰丙酮钙0.7、饱和十八碳酰胺1、硫化亚锡0.2、氧化石墨烯10、纤维改性蜡6、聚醚醚酮100、甲基丙烯酸羟丙酯2。

所述的纤维改性蜡是由下述重量份的原料组成的：

甲基纤维素16、棕榈蜡40、烷基醇酰胺1、均苯四甲酸二酐10、过硫酸铵0.3、硅烷偶联剂kh550 3、8-羟基喹啉1。

所述的纤维改性蜡的制备方法，包括以下步骤：

（1）取硅烷偶联剂kh550、8-羟基喹啉混合，加入到混合料重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入棕榈蜡，升高温度为55℃，保温搅拌1小时，蒸馏除去乙醇，得改性棕榈蜡；

（2）取过硫酸铵，加入到其重量35倍的去离子水中，搅拌均匀；

（3）取甲基纤维素、均苯四甲酸二酐混合，搅拌均匀，加入到混合料重量14倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入过硫酸铵水溶液，保温搅拌4小时，出料冷却，得纤维聚合物乳液；

（4）取上述改性棕榈蜡，加入到上述纤维聚合物乳液中，加入烷基醇酰胺，超声20分钟，抽滤，将滤饼水洗，干燥，即得所述纤维改性蜡。

步骤（4）中所述的干燥温度为40℃，干燥时间为10小时。

一种汽车用的环保石墨烯内饰材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取乙酰丙酮钙，加入到其重量13倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入饱和十八碳酰胺，升高温度为55℃，保温搅拌30-分钟，得醇分散液；

（2）取氧化石墨烯，加入到其重量40倍的去离子水中，超声10分钟，得石墨烯分散液；

（3）取上述醇分散液、石墨烯分散液混合，搅拌均匀，加入纤维改性蜡，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得改性石墨烯；

（4）取上述改性石墨烯，与甲基丙烯酸羟丙酯、硫化亚锡、聚醚醚酮混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述环保石墨烯内饰材料。

实施例2

一种汽车用的环保石墨烯内饰材料，它是由下述重量份的原料组成的：

乙酰丙酮钙1、饱和十八碳酰胺3、硫化亚锡0.2、氧化石墨烯14、纤维改性蜡9、聚醚醚酮120、甲基丙烯酸羟丙酯4。

所述的纤维改性蜡是由下述重量份的原料组成的：

甲基纤维素20、棕榈蜡50、烷基醇酰胺2、均苯四甲酸二酐13、过硫酸铵0.4、硅烷偶联剂kh550 5、8-羟基喹啉2。

所述的纤维改性蜡的制备方法，包括以下步骤：

（1）取硅烷偶联剂kh550、8-羟基喹啉混合，加入到混合料重量14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入棕榈蜡，升高温度为60℃，保温搅拌2小时，蒸馏除去乙醇，得改性棕榈蜡；

（2）取过硫酸铵，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀；

（3）取甲基纤维素、均苯四甲酸二酐混合，搅拌均匀，加入到混合料重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为75℃，加入过硫酸铵水溶液，保温搅拌6小时，出料冷却，得纤维聚合物乳液；

（4）取上述改性棕榈蜡，加入到上述纤维聚合物乳液中，加入烷基醇酰胺，超声30分钟，抽滤，将滤饼水洗，干燥，即得所述纤维改性蜡。

步骤（4）中所述的干燥温度为45℃，干燥时间为13小时。

一种汽车用的环保石墨烯内饰材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取乙酰丙酮钙，加入到其重量20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入饱和十八碳酰胺，升高温度为60℃，保温搅拌40分钟，得醇分散液；

（2）取氧化石墨烯，加入到其重量50倍的去离子水中，超声20分钟，得石墨烯分散液；

（3）取上述醇分散液、石墨烯分散液混合，搅拌均匀，加入纤维改性蜡，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得改性石墨烯；

（4）取上述改性石墨烯，与甲基丙烯酸羟丙酯、硫化亚锡、聚醚醚酮混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述环保石墨烯内饰材料。

性能测试：

本发明实施例1的环保石墨烯内饰材料：

冲击强度(缺口) 85J/m

断裂伸长率 161%

弯曲强度 159MPa

拉伸强度 114MPa

阻燃性(UL94) V-0；

本发明实施例2的环保石墨烯内饰材料：

冲击强度(缺口)91J/m

断裂伸长率 164%

弯曲强度 166MPa

拉伸强度 120MPa

阻燃性(UL94) V-0。

Claims (5)

1.一种汽车用的环保石墨烯内饰材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：

乙酰丙酮钙0.7-1、饱和十八碳酰胺1-3、硫化亚锡0.1-0.2、氧化石墨烯10-14、纤维改性蜡6-9、聚醚醚酮100-120、甲基丙烯酸羟丙酯2-4。

2.根据权利要求1所述的一种汽车用的环保石墨烯内饰材料，其特征在于，所述的纤维改性蜡是由下述重量份的原料组成的：

甲基纤维素16-20、棕榈蜡40-50、烷基醇酰胺1-2、均苯四甲酸二酐10-13、过硫酸铵0.3-0.4、硅烷偶联剂kh550 3-5、8-羟基喹啉1-2。

3.根据权利要求2所述的一种汽车用的环保石墨烯内饰材料，其特征在于，所述的纤维改性蜡的制备方法，包括以下步骤：

（1）取硅烷偶联剂kh550、8-羟基喹啉混合，加入到混合料重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入棕榈蜡，升高温度为55-60℃，保温搅拌1-2小时，蒸馏除去乙醇，得改性棕榈蜡；

（2）取过硫酸铵，加入到其重量35-50倍的去离子水中，搅拌均匀；

（3）取甲基纤维素、均苯四甲酸二酐混合，搅拌均匀，加入到混合料重量14-20倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70-75℃，加入过硫酸铵水溶液，保温搅拌4-6小时，出料冷却，得纤维聚合物乳液；

（4）取上述改性棕榈蜡，加入到上述纤维聚合物乳液中，加入烷基醇酰胺，超声20-30分钟，抽滤，将滤饼水洗，干燥，即得所述纤维改性蜡。

4.根据权利要求3所述的一种汽车用的环保石墨烯内饰材料，其特征在于，步骤（4）中所述的干燥温度为40-45℃，干燥时间为10-13小时。

5.一种如权利要求1所述汽车用的环保石墨烯内饰材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取乙酰丙酮钙，加入到其重量13-20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入饱和十八碳酰胺，升高温度为55-60℃，保温搅拌30-40分钟，得醇分散液；

（2）取氧化石墨烯，加入到其重量40-50倍的去离子水中，超声10-20分钟，得石墨烯分散液；

（3）取上述醇分散液、石墨烯分散液混合，搅拌均匀，加入纤维改性蜡，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得改性石墨烯；

（4）取上述改性石墨烯，与甲基丙烯酸羟丙酯、硫化亚锡、聚醚醚酮混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述环保石墨烯内饰材料。