[發明專利]對環境友好的阻燃性生物復合材料及其制造方法

無效

• 申請號: 201010585520.5
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN102166860A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 韓成鋈;劉允鐘;丁湳條;金喜連
• 申請（專利權）人: 韓國能源技術研究院
• 主分類號: B32B18/00
• 分類號: B32B18/00;B32B27/04;B32B27/06;B32B37/06;B32B37/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;金世煜

技術領域

本發明涉及生物復合材料及其制造方法，更具體為涉及不僅具有優異的對環境友好的特性、儲能模量、尺寸穩定性，還具有耐熱性和阻燃性的生物復合材料及其制造方法。

本申請要求2010年2月26日向韓國專利局提出申請的韓國專利申請第10-2010-0018250號以及2010年2月26日向韓國專利局提出申請的韓國專利申請第10-2010-0018251號的優先權，并在本說明書中包括其全部內容。

背景技術

通常，在汽車、建筑產業中常用的高分子復合材料基本上是以玻璃纖維作為增強材料使用。而玻璃纖維對人體有害，難以再生(recycling)，所以在能源以及環境方面引起很多問題。最近，為了減少對人體有害的玻璃纖維的使用量，在探討使用天然纖維作為增強材料的生物復合材料。

生物復合材料是一種先進的新型材料，與玻璃纖維強化高分子復合材料相比大約輕30％以上，所以應用到汽車部件時由于節省燃料費用(1.6％)而能夠期待節省能源。另外，天然纖維不同于玻璃纖維，其對機械的磨損率少且輕，在制造工序中也能節省80％的生產能源。在成本方面，天然纖維(約5韓元/g)為玻璃纖維(20韓元/g)的約1/4左右，且與玻璃纖維(密度：2.6g/cm³)相比天然纖維(密度：1.3g/cm³)輕且韌性和比模量(specific?modulus)均優異。

最近為止所報道的基本以纖維素為基底的增強材料，是包括主要從木質系以及天然纖維非木質系得到的粉末或纖維的生物復合材料。然而，纖維素系增強材料由于木或者天然纖維的成長條件、成長部位、成長時間等而具有各種各樣的特性，尤其是在同一個纖維上其各部位的組成和大小不同的情況也很多，因此將這些纖維以原樣作為增強材料使用時生物復合材料變成各部位各自具有不同的特性的情況也很多。另外，還存在由于木質系增強材料的使用而導致山林遭破壞，以及最近作為生物復合材料的增強材料常用的亞麻、大麻等非木質系特殊植物的栽培而導致副作用的問題。

因此，最近在全世界范圍活躍地展開了將對環境友好的素材的各種生物素材作為高功能性素材進行利用的研究，并且現實是還需進一步對其進行研究。

發明內容

本發明所要解決的第1課題為提供一種具有優異的對環境友好的特性、儲能模量、尺寸穩定性，且強化了耐熱性和阻燃性的生物復合材料。

本發明所要解決的第2課題為提供上述對環境友好的阻燃性生物復合材料的制造方法。

本發明為了解決上述技術課題，提供一種對環境友好的阻燃性生物復合材料，其特征在于，包含：a)含天然纖維的高分子基質，b)與所述高分子基質壓合而一體化的陶瓷片；所述天然纖維的含量為1～70重量％，所述高分子的含量為1～98％，所述陶瓷片的含量為1～30重量％。

本發明中，陶瓷片被配置在所述含天然纖維的高分子基質的至少一面或中間。

本發明所使用的天然纖維優選為選自木漿、非木材纖維、微藻類副產物、海藻類副產物、絲纖維以及赫納昆纖維(henequen?fiber)中的1種以上，但并不局限于此。

使用木漿或非木材纖維時，其長度優選為1μm～3cm，使用微藻類副產物或海藻類副產物時，其長度優選為0.1～1000μm。

本發明所使用的高分子優選為選自聚乳酸(PLA)、聚己內酯(PCL)、聚乳酸(PLA)與淀粉的混合物、聚丁二酸丁二醇酯(polybutylene?succinate：PBS)這樣的生物降解性高分子，聚丙烯、聚乙烯以及聚碳酸酯這樣的通用性高分子，以及它們混合物中的1種以上，但并不局限于此。

本發明所使用的陶瓷片是指含有選自SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、或它們的混合物中的陶瓷纖維的意思，陶瓷片中陶瓷纖維的含量優選為50重量％以上。陶瓷片優選的是含有陶瓷纖維且由60％以上的無機物形成。

另外，陶瓷片還可以含有選自有機纖維、無機添加劑、有機添加劑、無機凝聚劑、或有機凝聚劑中的1種以上的添加劑，陶瓷片的厚度優選為0.05～5mm。

本發明的對環境友好的阻燃性生物復合材料的厚度優選在0.1mm～10cm的范圍。

另外，本發明的對環境友好的阻燃性生物復合材料可以具有平板型、波型、平板與波型的復合型、蜂窩型的結構或它們的多層結構這樣的多種形態。