[發明專利]一種天然纖維復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010126234.2
• 申請日: 2010-03-16
• 公開（公告）號: CN101798466A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 阮韶銘;林鎮輝;阮榆
• 申請（專利權）人: 龍海市奈特化工有限責任公司
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L1/02;C08L51/08;C08K5/17
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 李雁翔;徐碧霞

技術領域

本發明涉及一種天然纖維復合材料及其制備方法。

背景技術

天然纖維資源豐富，價格低廉，是由許多D-吡喃式葡萄糖相互以1，4-β苷鍵連接而 成的多糖，纖維素分子的重復單元中每一基環內含有3個羥基(-OH)，這些羥基形成分子 內氫鍵或分子間氫鍵，使纖維具有吸水性，吸濕率達8～12％。由于天然纖維吸水性高， 容易腐爛，因此局限了其用途。使用天然纖維制作而成的復合材料通常都不具備防水性， 無法長期在室外使用，為提高上述復合材料的防水效果，現有的一種方式是使用大量高分 子材料把所有天然纖維包覆，但如此一來，必然導致成本大幅提升；另一種方式是對天然 纖維進行改性，現有的天然纖維改性方法包括使用化學方法，如泡堿液，以高活性之化學 原料改性等，通常都會產生大量廢水；或者以少量親油性高分子單體，以化學方法將其接 枝在天然纖維表面，以達到防水效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種包覆有不吸水材料的天然纖維復合材料。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種天然纖維復合材料，其特征在于，它由主要包括以下的重量份配比的組分制備： 水性樹脂14～135份、天然纖維100～500份、硬化劑0.3～5份、相轉移催化劑0.01～5 份、填充物50～500份和水100～200份。

在本發明的一個較佳實施例中，所述水性樹脂由主要包括以下的重量份配比的組分制 備：非水性樹脂10～100份和水性起始劑4～20份。水性樹脂的具體制備方法如下：將上 述配比的非水性環氧樹脂與水性起始劑放入反應釜中混合，在120～160℃加壓反應1～2 小時獲得。這部分內容已在本專利權人的專利申請號為200910310409.2的專利申請中詳 細公開，在此不再予以細述。所述非水性樹脂選自環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和樹脂、丙 烯基樹脂、聚胺酯樹脂或其他相關樹脂中的至少一種。優選地，所述非水性樹脂為環氧樹 脂。所述水性起始劑選自過硫酸鈉、過硫酸鉀、4，4-偶氮雙(4-氰基戊酸)、4，4-偶氮雙 (4-氰基戊酸鈉)、4，4-偶氮雙(4-氰基戊醇)、過氧化甲乙酮、過氧化環己酮或其他相關 起始劑中的至少一種。水溶性自由基引發劑的作用是將親水基團引入環氧樹脂，使得環氧 樹脂成為水溶性。優選地，所述水性起始劑為4，4-偶氮雙(4-氰基戊酸)。

所述天然纖維為木纖維、麻纖維、棉纖維、竹纖維、藤纖維、草纖維、海草纖維、花 生殼、稻殼、紙、稻草、麥桔、甘蔗纖維、椰子殼、樹葉、硬殼果殼、瓜子殼、咖啡渣、 茶葉渣、中藥渣或其他相關天然纖維中的至少一種。優選地，所述天然纖維為木纖維(木 粉)。本發明中，天然纖維需預先粉碎成粉體，而后再加以使用。

所述水溶性硬化劑選自三乙醇胺、乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基 五胺、聚乙烯胺、酚醛胺、2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、水性聚氨酯、水性聚酰胺、 聚乙酰胺、雙腈胺、三氟化硼-胺絡合物、惡硼雜環硼胺絡合物、水性聚脲、聚醚胺 (Jeffamine)、己二胺、胺封端水性聚酰亞胺、氨水、二乙胺基代丙胺、水溶性芳香胺、 異佛爾酮二胺、硫脲、硫醇胺、硫脲-多元胺縮合物或其他相關硬化劑中的至少一種。優 選地，所述硬化劑為乙二胺。水溶性硬化劑是水性環氧樹脂的硬化劑，其必須具有水性性 能，與環氧樹脂交連。

所述相轉移催化劑為冠醚、聚乙二醇、季胺鹽、季鏻鹽、锍鹽或砷鹽、穴醚、溴化十 六烷基三丁基鏻、四丁基溴化銨、甲基三辛基氯化銨或其它相關化合物中的至少一種。優 選地，所述相轉移催化劑為四丁基溴化銨。相轉移催化劑的作用為催化油相的環氧官能基 與水相的硬化劑反應。因為水性環氧樹脂乳液中，環氧官能基是在油相的，而水性硬化劑 的官能基在水相的，因些需要相轉移催化劑進行兩相之間的催化。

所述填充物選自硅粉、石粉、豬油、阻燃劑、潤滑劑、花生油、桐油、豆油、牛油、 機油、硅油、陶粉、石英粉、土粉、淀粉、鈦白粉、黏土粉、碳黑、納米碳粉、納米黏土、 石墨粉、石墨烯、動物糞便粉、玻璃粉、氫氧化鎂、氫氧化鋁、磷酸酯、鈦酸酯、鋁酸酯、 砂、玻璃纖維、碳纖維、廢塑膠粉末、水泥、碎石、廢發泡膠粉、蠟粉、瀝青粉、木炭粉、 高嶺土粉、滑石粉或其他相關材料中的至少一種。優選地，所述填充物為土粉或硅油中的 一種或其組合。