[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103030890A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盛旭敏;李又兵;徐梁
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶理工大學(xué)
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L97/02;C08L51/06;C08K7/28;C08J5/06
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 穆祥維

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其制備方法，尤其涉及一種利用空心玻璃微珠制備的輕質(zhì)聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其制備方法。?

背景技術(shù)

麻纖維是天然有機(jī)填料中的一大類，主要成分為天然纖維素。常見的麻纖維種類有劍麻、洋麻、亞麻、黃麻、苧麻、大麻、紅麻等。將麻纖維與熱塑性或熱固性樹脂等聚合物基體混合均勻后，經(jīng)注射成型、壓制成型等成型方法可制成車用板材、汽車內(nèi)飾件等。麻纖維是天然可再生資源，來源豐富、價格低廉，利用麻纖維與合成樹脂制備汽車頂棚、座椅背板等內(nèi)飾件，具有一定的環(huán)保性和較大的經(jīng)濟(jì)效益。?

麻纖維對合成樹脂有一定增強(qiáng)作用，聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，重量比傳統(tǒng)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料輕，但仍然重于實(shí)木材料，需要對聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)一步減輕重量。此外，聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能也需要進(jìn)一步提高，以便縮小其性能與玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的差距。目前，對聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行減重處理的主要方法為化學(xué)發(fā)泡法，即將一定量的化學(xué)發(fā)泡劑（如AC發(fā)泡劑）及交聯(lián)劑(如DCP)加入復(fù)合材料配方中，利用發(fā)泡劑受熱分解產(chǎn)生的氣體在復(fù)合材料中形成無數(shù)孔穴，從而減輕材料。這種方法減重效果明顯，且操作簡便，實(shí)用性較強(qiáng)，但存在一定的局限性。原因在于：⑴化學(xué)發(fā)泡過程較難精確控制，導(dǎo)致復(fù)合材料密度波動較大，不易形成質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品；⑵AC發(fā)泡劑為放熱型發(fā)泡劑，在發(fā)泡過程中要釋放一定的熱量，容易導(dǎo)致材料中形成的孔穴大小不一，甚至在局部形成孔穴塌陷，嚴(yán)重影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。⑶現(xiàn)有技術(shù)中往往采用馬來酸酐接枝物等增容劑來改進(jìn)復(fù)合材料力學(xué)性能，但馬來酸酐接枝物會干擾化學(xué)發(fā)泡過程，導(dǎo)致復(fù)合材料性能與密度難以很好兼顧。⑷化學(xué)發(fā)泡法中采用的AC發(fā)泡劑以及DCP交聯(lián)劑等化學(xué)物質(zhì)會釋放出難聞的味道，不利于復(fù)合材料在汽車內(nèi)飾件方面的應(yīng)用。?

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種減重效果明顯、復(fù)合材料性能穩(wěn)定、易控的輕質(zhì)聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。?

同時，本發(fā)明還提供了一種輕質(zhì)聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制備方法。?

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：?

一種輕質(zhì)聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由如下重量份原料組成：紅麻纖維10-15、均聚聚丙烯100、增容劑2.5-5、減重劑5-20、偶聯(lián)劑0.1-0.15。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述增容劑采用馬來酸酐接枝聚丙烯。?

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述減重劑采用空心玻璃微珠。?

一種輕質(zhì)聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，在該方法中采用如下重量份原料：紅麻纖維10-15、均聚聚丙烯100、馬來酸酐接枝聚丙烯2.5-5、空心玻璃微珠5-20、偶聯(lián)劑0.1-0.15；?

該方法包括如下步驟：

（1）、選擇偶聯(lián)劑，并采用偶聯(lián)劑汽化法對紅麻纖維進(jìn)行表面處理；

（2）、稱取空心玻璃微珠，將其與馬來酸酐接枝聚丙烯、均聚聚丙烯及處理好的紅麻纖維在雙輥塑煉機(jī)中塑煉成復(fù)合材料片材，塑煉溫度為125-135°C；

（3）、將復(fù)合材料片材按模具尺寸裁剪后，放于平板硫化機(jī)中熱壓成型，熱壓溫度為165-175°C，熱壓壓力8-12MPa。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：?

1、減重效果穩(wěn)定，復(fù)合材料密度可控：本發(fā)明采用空心玻璃微珠這種輕質(zhì)填料對聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行減重，空心玻璃微珠密度恒定，粒徑均一，減重效果不易受工藝條件影響，使復(fù)合材料密度容易控制。

2、可兼顧材料力學(xué)性能與密度要求：本發(fā)明可有效避免馬來酸酐接枝物這類增容劑與化學(xué)發(fā)泡劑間的相互干擾，使增容劑充分發(fā)揮作用，改善復(fù)合材料性能，從而兼顧了復(fù)合材料在力學(xué)性能及密度方面的要求。?

3、利于產(chǎn)品在汽車方面的推廣應(yīng)用：空心玻璃微珠為無機(jī)物，無味無色，不影響復(fù)合材料在汽車內(nèi)飾方面的應(yīng)用。?

具體實(shí)施方式

一種輕質(zhì)聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由如下重量份原料組成：紅麻纖維10-15、均聚聚丙烯100、增容劑（馬來酸酐接枝聚丙烯）2.5-5、減重劑（空心玻璃微珠）5-20、偶聯(lián)劑0.1-0.15。?

一種輕質(zhì)聚合物基麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，在該方法中采用如下重量份原料：紅麻纖維10-15、均聚聚丙烯100、馬來酸酐接枝聚丙烯2.5-5、空心玻璃微珠5-20、偶聯(lián)劑0.1-0.15。其方法包括如下步驟：?