[發明專利]一種亞麻纖維增強聚丙烯復合材料及制備方法

無效

• 申請號: 201110291787.8
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102558670A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 顧丹
• 申請（專利權）人: 常熟市星源金屬涂層廠
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L97/02;C08K5/09;C08K5/098;C08K3/04;C08K3/22
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 張利強

技術領域

本發明涉及一種復合材料，尤其是一種亞麻纖維增強聚丙烯復合材料及制備方法。

背景技術

由于天然纖維的性能優良、資源豐富以及可再生性和可降解性，近年來，天然纖維增強聚合物樹脂復合材料受到了人們的廣泛關注。研究表明天然纖維增強樹脂基復合材料能夠改性熱塑性樹脂如聚丙烯、聚乙烯等的強度、模量、韌性等機械性能，減少石油基纖維的消耗，使得天然纖維增強樹脂復合材料廣泛地應用于眾多工業領域。同時由于天然纖維比玻璃纖維、合成纖維具有環境友好、可生物降解性、天然纖維增強樹脂復合材料也被稱作綠色復合材料，具有非常廣闊的應用前景。

目前，天然纖維增強聚合物樹脂復合材料的主要原料是木粉或木纖維，以擠出為主要加工方式，類似于塑料加工。擠出成型存在很多限制，1、受設備限制擠出板材的幅面不可能太寬，一般不超過40cm；2、大粒徑原料難以擠出成型，植物纖維一般在40-100目范圍內，使得植物原料在粉碎過程中有相當一部分減小成粉末級，不僅利用率降低，而且對復合材料的增強效果差；3、原料以木材無主，而豐富的農業植物原料在應用時容易熱解，降低了增強效果，尤其是聚丙烯塑料，熱熔溫度為167℃，加工溫度一般在180℃，在復合擠出過程中植物原料長時間處于高溫、高剪切作用，熱降解問題更嚴重。

我國的農業植物資源豐富，其中各種麻類產量巨大，主要用于紡織行業。亞麻纖維很長，具有良好的增強作用，但卻無法適用擠出成型工藝，存在進、出料困難的嚴重問題。

現有的熱壓工藝采用顆粒或粉末形態的塑料，由于塑料比重大、密實，植物纖維比重小、蓬松，兩種原料很難混合均勻。熱壓后塑料組分集中部分粘結較好，但還有很多位置沒用的塑料、植物碎料無法粘結在一起，導致材料性能下降；此外，植物纖維所占比例受到限制，一般不能超過60%，否則沒用足夠的塑料成分去粘接它們，導致制造成本高。

發明內容

為了克服以上缺陷，本發明要解決的技術問題是：提出一種工藝簡單，可實現亞麻纖維和塑料充分融合的亞麻纖維增強聚丙烯復合材料及制備方法。

本發明所采用的技術方案為：一種亞麻纖維增強聚丙烯復合材料，其特征在于，原料中各組分的質量份數比如下：

處理后的亞麻纖維??20-60份，

聚丙烯???????????80-100份，

偶聯劑???????????4-6份，

抗氧劑???????????1-3份，

潤滑劑???????????5-8份，

其它助劑?????????1-5份。

在本發明一個較佳實施例中，所述的處理后的亞麻纖維是亞麻纖維用1-5%的氫氧化鈉浸泡，浴比為1：（15-20），于30-80℃處理1-10小時，然后水洗至中性，于90-100℃烘干后得到的處理后的亞麻纖維。

在本發明一個較佳實施例中，所述的亞麻纖維是先經機械粉碎、過100-200目篩的亞麻纖維。

在本發明一個較佳實施例中，所述的偶聯劑是鋁酯酸、鈦酸酯、硅烷中的一種。

在本發明一個較佳實施例中，所述的潤滑劑是工業石蠟或甘油中的一種或幾種。

在本發明一個較佳實施例中，所述的其它助劑是硬酯酸、硬酯酸鋅、碳黑、氧化鋅或二氧化鈦中的一種或幾種。

本發明還公開了一種亞麻纖維增強聚丙烯復合材料的制備方法，具體工藝如下：

（1）亞麻纖維預處理：亞麻纖維用1-5%的氫氧化鈉浸泡，浴比為1：（15-20），于30-80℃處理1-10小時，然后水洗至中性，于90-100℃烘干后得到的處理后的亞麻纖維。

（2）初混：按質量份數比將各組分投入高速混合機中，加熱攪拌100-110℃，保溫10-15min，混合攪拌均勻；

（3）將混料加入擠壓機，在140-160℃擠出；

（4）將擠出物放入金屬模具中，加壓成型，冷卻模具，開模得復合材料成品。

在本發明一個較佳實施例中，步驟（4）中所述的加壓壓力為20-25MPa，保壓時間為10-20分鐘。

本發明的有益效果是：本發明提供的亞麻纖維增強聚丙烯復合材料加工耗能少，加工設備損耗少，有利于節約能源；本發明的制品密度低，比強度高，環保和價廉、產品拉伸強度、沖擊強度和斷裂伸長度等綜合性能優良，可應用于汽車工業，室內材料裝飾及日常生活等領域。?

具體實施方式

現在結合具體實施例對本發明做進一步詳細的闡述。

實施例1

一種亞麻纖維增強聚丙烯復合材料，原料中各組分的質量份數比如下：

處理后的亞麻纖維??20份，