[發明專利]一種改性大麻纖維增強不飽和聚酯復合材料

有效

• 申請號: 201210217308.2
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102702708A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 邱仁輝;陳婷婷;劉文地;溫曉蕓;沈云玉
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: C08L67/06
• 分類號: C08L67/06;C08J5/04;C08J5/06;B29C70/42
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于植物纖維增強樹脂復合材料技術領域，具體涉及一種改性大麻纖維增強不飽和聚酯復合材料及其制備方法。

背景技術

近年來，利用天然植物纖維增強聚合物復合材料的研究受到了人們的廣泛關注。大麻纖維具有產量大、分布廣、強度與模量高等優點，是一種具有廣闊應用前景的增強材料。我國是大麻纖維的主產國，產量占世界的1/3左右，居世界第一位。大麻纖維是一種韌皮纖維，具有質輕、強度高的特點，還具有生長快、可生物降解、低成本等特性，使之成為優良的樹脂增強材料。除此之外大麻纖維種植生長期間適應力強，無病蟲害，不需要噴灑農藥和施肥，是純天然綠色纖維資源。不飽和聚酯是最重要的樹脂基復合材料基體之一，廣泛應用在船舶、汽車、建筑、運動器材以及家具等領域。目前不飽和聚酯約占全部熱固性樹脂市場銷售份額的40%。因此，采用大麻纖維作為增強體，以模壓工藝制備高強度的大麻纖維/不飽和聚酯復合材料是開發高附加值的大麻纖維產品的新途徑。目前在植物纖維/樹脂復合材料領域，大量的研究著眼于提高纖維與樹脂基體的結合強度。由于植物纖維是親水性的，而作為熱固性樹脂的不飽和聚酯是憎水性的，二者之間的界面結合強度很低。有些研究采用硅烷、丙烯酸酐類偶聯劑來改善纖維與樹脂之間的界面結合，但提高程度仍然有限，而且一些偶聯劑用量大，復合材料的強度與成本無法與玻璃纖維增強樹脂復合材料競爭。因此，研發新的植物纖維改性劑以提高纖維與樹脂基體的相容性是很有必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改性大麻纖維增強不飽和聚酯復合材料及其制備方法，解決現有技術中植物纖維與樹脂界面結合強度低，制備出的復合材料力學性能低，拉伸強度、彎曲強度不高等問題。本發明制備的大麻纖維增強不飽和聚酯復合材料和改性大麻纖維增強不飽和聚酯復合材料均具有很好的拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量和沖擊強度。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種大麻纖維增強不飽和聚酯復合材料，是由大麻纖維、不飽和聚酯樹脂、交聯劑、促進劑和引發劑通過熱壓成型工藝得到的。

所述的復合材料的原料組分的質量份數是：大麻纖維80-100份，不飽和聚酯樹脂80-100份，交聯劑1-3份，促進劑0.5-1.5份，引發劑3-7份；

所述不飽和聚酯樹脂為鄰苯二甲酸型不飽和聚酯樹脂；所述的交聯劑為苯乙烯；所述的促進劑為環烷酸鈷；所述的引發劑為過氧化甲乙酮。

一種如上所述的大麻纖維增強不飽和聚酯復合材料的制備方法的具體步驟如下：

（1）用棉花開松機將大麻纖維開松后鋪裝成寬100cm、厚度為0.5cm左右的大麻纖維氈，然后再手工裁剪成22?cm×22cm的規格，然后置于100-105℃烘箱中烘至絕干；

（2）按原料配比稱取不飽和聚酯樹脂、交聯劑、促進劑和引發劑，混合后攪拌0.5-2min，使之混合均勻；

（3）干燥后的大麻纖維從烘箱中取出，用塑料密封袋包好，冷卻至室溫，5-9片大麻纖維氈按正交方向疊合排布成纖維板坯，把不飽和聚酯樹脂、交聯劑、促進劑和引發劑混合物均勻涂敷在大麻纖維板坯的兩表面，然后移至鋼模中在室溫下以6-8MPa的壓力冷壓3-8min，使樹脂滲透入纖維板坯中；然后熱壓機升溫至100-120℃在6-8MPa壓力下預熱壓3-6min；繼續升溫至120-160℃，壓力保持不變，熱壓20-40min；熱壓完成后模具隔熱保壓60-120min，并使之自然冷卻至室溫。

一種改性大麻纖維增強不飽和聚酯復合材料是由改性大麻纖維、不飽和聚酯樹脂、交聯劑、促進劑和引發劑通過熱壓成型工藝得到；所述的改性大麻纖維是采用改性劑對大麻纖維進行改性后得到的。

所述的復合材料的原料組分的質量份數是：改性大麻纖維80-100份，不飽和聚酯樹脂80-100份，交聯劑1-3份，促進劑0.5-1.5份，引發劑3-7份。