一种汽车专用聚丙烯复合材料及其制备方法与流

本发明涉及聚丙烯复合材料，尤其涉及一种汽车专用聚丙烯复合材料及其制备方法。背景技术：1、汽车所用复合材料会涉及到车内的方方面面，如防晒膜、握手套、地垫、防滑垫、坐垫和脚垫等，主要材质是皮革和无纺布，皮革材质的汽车内饰的耐磨性能和防水性能较好，但相比传统的无纺布材质价格较昂贵，保养较繁琐。传统的聚丙烯无纺布材质的汽车内饰虽然价格低廉，但防水性能却远不如皮革制品，长期处于潮湿环境下会霉变，影响使用者的健康。2、超疏水材料是指与水的接触角大于150°的材料，超疏水材料具有疏水性能以及防污、防水能力，用于汽车内饰具有极好的研究前景。由于固体材料的润湿性主要是由化学组成和表面微观几何结构共同决定的，因此超疏水材料的制备方法主要分为两类，一类是在粗糙固体表面修饰低表面能物质，如含氟、硅元素的材料；另一类是利用疏水性材料构筑粗糙结构。3、有研究表明，即使具有最低表面自由能（6.7n/m）的光滑固体表面与水的接触角也只有119°，所以构筑合适的表面微观几何结构是制备超疏水材料的关键。聚丙烯无纺布来源广泛且性质稳定，具有优异的柔韧性和对疏水材料良好的粘附性，是构筑超疏水材料的一种理想基底材料。4、因此，探索在聚丙烯无纺布表面构筑结合高强度超疏水结构层，提高超疏水结构的耐磨、耐洗涤性，同时具有良好稳定性能的汽车用聚丙烯材料具有重要的现实意义。技术实现思路1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种汽车专用聚丙烯复合材料及其制备方法。2、一种汽车专用聚丙烯复合材料，包括：聚丙烯无纺布基底，附着于所述聚丙烯无纺布基底表面的预处理纤维素，以及包覆在预处理纤维素表面的疏水膜；预处理纤维素采用纤维素纳米纤维分散至水中，与端氨基聚酰胺胺结合形成网络结构，经冷冻处理，再在产物表面沉积附着纳米二氧化硅得到。3、优选地，预处理纤维素采用如下具体步骤制得：将纤维素纳米纤维加入水中，40-50℃超声分散10-20min，加入端氨基聚酰胺胺，继续超声分散1-2h，降至-20～-40℃，保温1-2h，冷冻干燥，粉碎过筛，加入至甲醇溶液中，向其中加入饱和氨水，50-60℃搅拌均匀，滴加正硅酸乙酯，继续搅拌5-15h。4、更优选地，纤维素纳米纤维、端氨基聚酰胺胺、饱和氨水、正硅酸乙酯的质量比为5-15：0.1-1：1-5：2-8。5、更优选地，甲醇溶液的质量分数为50-60%。6、上述汽车专用聚丙烯复合材料制备方法，包括如下步骤：7、s1、将预处理纤维素喷涂至聚丙烯无纺布基底上，干燥，洗涤，干燥得到预处理无纺布；8、s2、将预处理无纺布浸没至疏水液中，取出，氮气保护下80-90℃保温1-2h，洗涤，干燥。9、优选地，s1中，干燥温度为50-60℃。10、优选地，s2中，疏水液采用如下步骤制取：将n,n’-亚甲基双丙烯酰胺加入乙醇中溶解，缓慢搅拌状态下向其中加入过氧化苯甲酰，搅拌均匀，加入丙烯酸类单体搅拌1-2h。11、更优选地，n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、乙醇、过氧化苯甲酰和丙烯酸类单体的质量比为1-2：2-8：1-2：2-4。12、更优选地，丙烯酸类单体为丙烯酸丁酯单体或/和甲基丙烯酸甲酯单体。13、优选地，s2中，加入丙烯酸类单体后，搅拌温度≤30℃。14、有益效果：15、由于纤维素纳米纤维上含有羟基、羧基，本发明采用其与端氨基聚酰胺胺复配结合形成交联体状网络结构，经冷冻处理，不仅可显著提高纤维素力学强度，而且产物孔隙率高，再在氨水的催化下，正硅酸乙酯水解形成纳米二氧化硅，沉积并均匀附着在产物表面，形成微纳米结构层。16、将预处理纤维素喷涂至聚丙烯无纺布基底，在织物基底表面有效构筑微纳米双重尺度结构，然后包覆疏水膜，将微纳米颗粒层紧固于聚丙烯基底表面，使其表面具有微纳米结构与低表面能的特性，在具有超疏水的能力同时，耐摩擦性能优异。17、而预处理纤维素中充分发达的孔隙结构，更易于疏水液的渗透，再加入过氧化苯甲酰作为引发剂，在温度80-90℃分解产生自由基，与预处理纤维素表面的羟基结合并夺取氢原子，而丙烯酸类单体（尤其是丙烯酸丁酯单体和甲基丙烯酸甲酯单体）产生自由基，相邻的自由基之间结合形成长链，长链结构与纤维表面产生的自由基连接，进而形成网状链结构，不仅疏水性能优异，而且可对附着在聚丙烯无纺布基底表面的微纳米颗粒层有效包覆，既有效增强结合强度，又可显著增强复合材料抗张强度和撕裂强度，增韧效果优异。18、本发明所得聚丙烯复合材料具有超高耐用性，按照aatcc测试方法61-2003的1a条件，洗涤20次后其接触角值基本未变，仍在160°以上，同时复合材料增韧效果显著，力学强度高。本发明工艺简单，原料廉价易得，制备成本低，适于大规模推广应用。技术特征：1.一种汽车专用聚丙烯复合材料，其特征在于，包括：聚丙烯无纺布基底，附着于所述聚丙烯无纺布基底表面的预处理纤维素，以及包覆在预处理纤维素表面的疏水膜；2.根据权利要求1所述汽车专用聚丙烯复合材料，其特征在于，预处理纤维素采用如下具体步骤制得：将纤维素纳米纤维加入水中，40-50℃超声分散10-20min，加入端氨基聚酰胺胺，继续超声分散1-2h，降至-20～-40℃，保温1-2h，冷冻干燥，粉碎过筛，加入至甲醇溶液中，向其中加入饱和氨水，50-60℃搅拌均匀，滴加正硅酸乙酯，继续搅拌5-15h。3.根据权利要求2所述汽车专用聚丙烯复合材料，其特征在于，纤维素纳米纤维、端氨基聚酰胺胺、饱和氨水、正硅酸乙酯的质量比为5-15：0.1-1：1-5：2-8。4.根据权利要求2所述汽车专用聚丙烯复合材料，其特征在于，甲醇溶液的质量分数为50-60%。5.一种如权利要求1-4任一项所述汽车专用聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：6.根据权利要求5所述汽车专用聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，s1中，干燥温度为50-60℃。7.根据权利要求5所述汽车专用聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，s2中，疏水液采用如下步骤制取：将n,n’-亚甲基双丙烯酰胺加入乙醇中溶解，缓慢搅拌状态下向其中加入过氧化苯甲酰，搅拌均匀，加入丙烯酸类单体搅拌1-2h。8.根据权利要求7所述汽车专用聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、乙醇、过氧化苯甲酰和丙烯酸类单体的质量比为1-2：2-8：1-2：2-4。9.根据权利要求7或8所述汽车专用聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，丙烯酸类单体为丙烯酸丁酯单体或/和甲基丙烯酸甲酯单体。10.根据权利要求5所述汽车专用聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，s2中，加入丙烯酸类单体后，搅拌温度≤30℃。技术总结本发明涉及聚丙烯复合材料技术领域，具体公开了一种汽车专用聚丙烯复合材料，包括：聚丙烯无纺布基底，附着于所述聚丙烯无纺布基底表面的预处理纤维素，以及包覆在预处理纤维素表面的疏水膜；预处理纤维素采用纤维素纳米纤维分散至水中，与端氨基聚酰胺胺结合形成网络结构，经冷冻处理，再在产物表面沉积附着纳米二氧化硅得到。本发明还公开了上述汽车专用聚丙烯复合材料的制备方法。本发明所得聚丙烯复合材料具有超高耐用性，按照AATCC测试方法61‑2003的1A条件，洗涤20次后其接触角值基本未变，仍在160°以上，同时复合材料增韧效果显著，力学强度高。本发明工艺简单，原料廉价易得，制备成本低，适于大规模推广应用。技术研发人员：叶张龙,朱成业,冯亮受保护的技术使用者：金华市华尔汽车饰件有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25