一种车用木塑复合材料的润滑剂及其制备方法与流程

本技术涉及润滑剂，尤其是涉及一种车用木塑复合材料的润滑剂及其制备方法。

背景技术：

1、木塑复合材料是将热塑性树脂作为基体材料，通过添加木粉、稻壳、麦稻等天然纤维共混，制得的一种新型复合材料。木塑复合材料作为一种新材料，不仅同时具有木制品和塑料制品的优点，而且能够减轻环境污染和节约资源，因此具有很大的市场发展潜力。

2、木塑复合材料的热塑性树脂基体主要包括聚乙烯（pe）、聚丙烯（pp）、聚氯乙烯（pvc）等。其中，聚丙烯（pp）是一种线性链控聚合物，具有较高的硬度、抗弯曲疲劳性、耐化学试剂性，其耐热性能和力学性能均高于聚乙稀，是一种成本低廉、性能优良的热塑性树脂材料。因此，以pp作为基材的木塑复合材料，被广泛应用于汽车的内饰件，如仪表板、座椅、方向盘、门内板、立柱饰板、扶手、行李箱内衬等。

3、现有的pp木塑复合材料，由于木粉等木质成分具有亲水性，与pp材料的相容性不佳，因此加工制造较为不便。木质成分的占比较大时，会出现复合体系熔体黏度增大，流动性能变差，甚至会出现熔体破裂、流动不稳定等现象，进而导致木塑复合材料产品力学性能降低，甚至加工成型不能顺利进行。在实际生产中，一旦加工设备速率较高，加工的pp木塑复合材料产品就极易出现表观质量不佳，外表面破裂等问题。

4、为了解决上述问题，现有技术通常会对木质成分进行改性，或在木塑复合材料加工时添加润滑剂。对木质成分进行改性，通常需要复杂的化学改性过程，成本较高，且会造成环境污染，改性后的木质成分在加工时虽然与pp的相容性提高了，但依然会存在团聚等问题。添加润滑剂成本较低，目前应用较为普遍，常用的润滑剂有硬脂酸类、酰胺类、有机蜡类和复合润滑剂等。现有的润滑剂能够有效改善木塑材料的加工性能低下的问题，对产品的各项力学性能也有所提升。但是随着汽车行业的发展，对于汽车内饰产品的质量要求不断提高，现有的木塑润滑剂对性能的改善已经不能满足目前汽车行业的需要。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种能够有效提高木质成分与聚丙烯之间的相容性，有效改善pp木塑复合材料的加工性能，并且能够全面提升pp木塑复合材料各项性能的润滑剂，本技术提供一种车用木塑复合材料的润滑剂及其制备方法。

2、一方面，本技术提供了一种车用木塑复合材料的润滑剂，所述润滑剂各原料组分的质量份数配比为：l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚乙烯4~10份，l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚丙烯10~20份，聚乙烯蜡20~30份，硬脂酸锌30~40份，硅酮粉6~8份；所述l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚乙烯的接枝率不低于1.5%，所述l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚丙烯的接枝率不低于2.5%。

3、可选的，所述润滑剂各原料组分的质量份数配比为：l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚乙烯6~8份，l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚丙烯14~16份，聚乙烯蜡22~24份，硬脂酸锌36~38份，硅酮粉6~8份。

4、可选的，所述l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚乙烯的接枝率为3~3.5%，所述l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚丙烯的接枝率为4~5%。

5、可选的，所述l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚乙烯的制备方法，包括以下步骤：

6、s1-1、将聚乙烯粉添加至装有三乙基硼的四氢呋喃溶液的密闭容器中，在氮气保护下，在35~40℃温度下，搅拌处理8h以上，而后将密闭容器移至真空干燥箱中，敞口后加热至70℃以上，直至容器恒重，将密闭容器封口后取出，通入氮气，备用；

7、s1-2、向经步骤s1-2处理的密闭容器中，添加l-赖氨酸二异氰酸酯，l-赖氨酸二异氰酸酯添加量占聚乙烯粉重量的6~10%，而后向密闭容器中通入乙烯气体，乙烯气体通入量为l-赖氨酸二异氰酸酯摩尔量的1.2~1.4倍，最后向密闭容器的液位下通入氧气，备用；

8、s1-3、将步骤s1-2配置好反应体系的密闭容器，在32~36℃温度下，反应30min以上，滤出固态产物，用正己烷清洗后，在真空干燥箱中，70℃以上干燥，制得l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚乙烯。

9、优选的，所述步骤s1-1中，真空干燥箱的加热温度控制在70~72℃。

10、优选的，所述步骤s1-2中，氧气的通入量，为步骤s1-1中所用三乙基硼的摩尔量的0.1~0.3倍。

11、优选的，所述步骤s1-3中，真空干燥箱的加热温度控制在72~74℃。

12、可选的，所述l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚丙烯的制备方法，包括以下步骤：

13、s1-4、将聚丙烯粉添加至装有三乙基硼的四氢呋喃溶液的密闭容器中，在氮气保护下，在35~40℃温度下，搅拌处理8h以上，而后将密闭容器移至真空干燥箱中，敞口后加热至70℃以上，直至容器恒重，将密闭容器封口后取出，通入氮气，备用；

14、s1-5、向经步骤s1-4处理的密闭容器中，添加l-赖氨酸二异氰酸酯，l-赖氨酸二异氰酸酯添加量占聚丙烯粉重量的6~10%，而后向密闭容器中通入乙烯气体，乙烯气体通入量为l-赖氨酸二异氰酸酯摩尔量的1.4~1.6倍，最后向密闭容器的液位下通入氧气，备用；

15、s1-6、将步骤s1-5配置好反应体系的密闭容器，在32~36℃温度下，反应90min以上，滤出固态产物，用正己烷清洗后，在真空干燥箱中，70℃以上干燥，制得l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚丙烯。

16、优选的，所述步骤s1-4中，真空干燥箱的加热温度控制在70~72℃。

17、优选的，所述步骤s1-5中，氧气的通入量，为步骤s1-4中所用三乙基硼的摩尔量的0.2~0.4倍。

18、优选的，所述步骤s1-6中，真空干燥箱的加热温度控制在72~74℃。

19、可选的，所述润滑剂的原料组分中，还包括有抗氧剂，所述抗氧剂的质量份数为1~2份。

20、另一方面，本技术提供了上述的车用木塑复合材料的润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

21、s1、按照上述的步骤，制备l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚乙烯和l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚丙烯；

22、s2、精确称量配方量的l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚乙烯和l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚丙烯，置于高速搅拌机中充分搅拌混合，得到混合料a；

23、s3、精确称量配方量的聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硅酮粉，置于高速搅拌机中充分搅拌混合，得到混合料b；

24、s4、将步骤s2得到的混合料a和步骤s3得到的混合料b，加入到双螺杆挤出机中，经过挤出、造粒，制得车用木塑复合材料的润滑剂。

25、可选的，所述步骤s2中，剪切搅拌的转速控制在400~500rpm。

26、可选的，所述步骤s3中，剪切搅拌的转速控制在800~1000rpm。

27、可选的，所述步骤s4中，双螺杆挤出机的各段温度控制在170℃以内。

28、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

29、1. 本技术采用了l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚乙烯和l-赖氨酸二异氰酸酯接枝聚丙烯，作为润滑剂的主要成分之一，通过上述组分所含的异氰酸酯基团，与木粉含有的羟基等亲水基团交联，使木粉与聚乙烯或聚丙烯形成交联结合，大幅提高其亲油性，进而提高木粉与pp的相容性。

30、2. 本技术以硬脂酸盐和聚乙烯蜡复配，作为润滑剂的另一主要成分，可以有效提高木粉与pp混合料的流变性能，进一步提高二者的相容性。

31、3. 本技术采用特定的二异氰酸酯接枝单体接枝的聚烯烃，性质活泼的异氰酸酯基团能够在pp木塑复合材料加工时，在高温和机械混合的作用下，在材料内形成化学交联结构，可以大幅提高pp木塑复合材料产品的各项力学性能。

32、4. 本技术的制备方法通过原料混合，配合挤出、造粒步骤，制得颗粒料的润滑剂，不但储存稳定性较好，而且能够便于在pp木塑复合材料加工时添加。