[發明專利]一種界面增容、阻燃的植物纖維增強織物的處理方法

無效

• 申請號: 201110181785.3
• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN102321977A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 益小蘇;李巖;劉燕峰;仝建峰
• 申請（專利權）人: 中航復合材料有限責任公司
• 主分類號: D06M13/513
• 分類號: D06M13/513;D06M101/06
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

技術領域

本發明是一種界面增容、阻燃的植物纖維增強織物的處理方法，屬于復合材料制備技術領域，涉及一種界面增容單功能和界面增容-阻燃雙功能的連續植物纖維改性處理技術，以及其在復合材料中的應用技術。

背景技術

植物纖維來源廣泛，價格相對低廉，纖維力學性能相比玻璃纖維較低，在復合材料的應用中，存在纖維和樹脂基體界面相容性差問題，更進一步降低復合材料制件的力學性能。而在防火要求高的環境，植物纖維易燃性的特點阻止了其應用，因此對植物纖維進行阻燃處理并提高其基本力學性能是兩大關鍵。

發明專利“植物纖維復合玻璃鋼材料及其制備工藝”(申請號200610150159.7)、發明專利“一種植物纖維聚丙烯復合材料及制備方法”(申請號200410028501.7)、發明專利“聚乙烯纖維-植物纖維復合材料的熱壓制造方法”(申請號200810064906.4)、以及發明專利“一種植物纖維復合人造板及其生產工藝”(申請號200610062751.1)中，植物纖維以粉末或短纖維的方式填充或增強復合材料，植物纖維并沒有經過處理，因此其界面相容性差，復合材料制品力學性能較低。

因此為提高植物纖維增強復合材料的力學和阻燃性能，使其得到更廣泛的應用，開發一種具有界面增容功能和界面增容-阻燃雙功能的植物纖維增強織物就顯得格外重要，本發明專利就是針對這個需求而提出來的。

發明內容

本發明正是針對上述現有技術的狀況而設計提供了一種界面增容、阻燃的植物纖維增強織物的處理方法，其目的是發展一種針對植物纖維的界面增容技術以及阻燃處理技術，并將其落實在連續植物纖維織物這種工業品種上，從而為復合材料行業提供通用的預制織物增強材料，包括單功能的界面增容連續植物纖維增強織物和雙功能的界面增容-阻燃連續植物纖維增強織物等，利用這種預制織物材料，可以規模化地生產植物纖維織物增強的“綠色”復合材料產品。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：該種樹脂基復合材料用界面增容單功能和界面增容-阻燃雙功能的連續植物纖維增強的織物及其改性處理技術、以及利用這種技術制備的工業化織物產品，然后用其制備連續植物纖維織物增強復合材料。所選商品化的連續植物纖維工業織物為苧麻、亞麻、黃麻、大麻、劍麻或紅麻。優選的硅烷偶聯劑的商品牌號為A151(乙烯基三乙氧基硅烷)、KH570(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)、KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、KH560(γ-(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)。優選的氮磷系阻燃劑為ZR-PZM型膨脹阻燃劑(山東省青州市化工廠)、TZ-01氮磷系通用阻燃劑(富陽天揚貿易有限公司)、TPU-1(連云港方和化工有限公司)、Newray?911(常州市紐雷阻燃劑廠)、一號液體阻燃劑(上海旭森消煙阻燃劑有限責任公司)。

該種界面增容、阻燃的植物纖維增強織物的處理方法，其特征在于，該方法的步驟是：

(1)用濃度為重量百分比為2～6％硅烷偶聯劑水溶液浸漬植物纖維工業織物，織物干燥后，得到界面增容單功能植物纖維工業化織物；或者用濃度為重量百分比為0.1～1％的高錳酸鉀水溶液浸漬，織物干燥后，再用水浸漬植物纖維織物除去高錳酸鉀，同樣得到界面增容單功能植物纖維工業化織物。

(2)用濃度為重量百分比為7～20％的阻燃劑水溶液浸漬步驟(1)中得到的界面增容單功能植物纖維工業化織物，織物干燥后，得到界面增容-阻燃雙功能植物纖維工業化織物。

將上述界面增容單功能或界面增容-阻燃雙功能植物纖維工業化織物用常見的基體樹脂如酚醛樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯等浸漬，可以得到熱固性樹脂的植物纖維織物預浸料，然后用模壓工藝或熱壓罐工藝制備復合材料。

將上述界面增容單功能或界面增容-阻燃雙功能植物纖維工業化織物用作液態成型復合材料的增強材料，與液態成型的低黏度的酚醛樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯等復合，得到一種液態成型的熱固性復合材料。

本發明技術方案的特點是：

1.針對植物纖維復合材料相比玻璃纖維復合材料較低的力學性能，從材料結構設計出發，通過使用連續植物纖維織物來提高復合材料的整體力學性能，又通過表面增容處理來提高植物纖維與工業樹脂的界面黏結性能；

2.植物纖維易燃，為此，在表面增容處理的同時，進一步發展了一種植物纖維阻燃處理的技術與方法，從而形成一套完整的植物纖維阻燃與表面增容的處理技術；