[發明專利]一種麻/聚合物復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310229353.4
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103289427A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 王偉宏;張晨夕;曹巖;王海剛;王清文
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L23/06;C08L23/12;C08L27/06;C08L25/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及復合材料及其制備方法。

背景技術

我國是世界上麻資源最豐富的國家之一。作為一種重要的經濟作物，我國麻的種類有100余種。麻纖維在我國的來源相當廣泛，我國東部盛產大麻、西部盛產羅布麻、南方盛產劍麻、北方盛產亞麻及苘麻、中原有芒麻，大部分地區都種植洋麻和黃麻，我國種植的麻類作物覆蓋了世界上主要的麻纖維種類。麻纖維易生物降解，可回收、可再生，比強度和比模量較高，它的多組分結構具有明顯的復合材料特征，高長徑比的纖維形態也適合作為復合材料的增強體。

目前，由于資源的日益匱乏及環境污染的日趨嚴重，人們對于環保型民用復合材料的需求越來越大，并且還需要充分考慮到合理利用資源、提高生產效率、降低生產成本、增強性能并有利于生態環境的保護。將麻纖維作為增強體與樹脂復合不僅為麻纖維原料的增值提供了有效的途徑，而且還有利于提高樹脂的力學性能。對麻纖維的合理開發利用，一方面可以節約木質資源，有利于環境保護和可持續發展，具有一定的社會意義；另一方面，為農業創收提供新的增長點，也為農民增加收入提供有效的途徑。

麻纖維在木塑復合材中的應用面臨著許多限制性的因素。目前，植物纖維增強熱塑性塑料復合材料加工主要采用傳統的擠出工藝，在高溫和高剪切條件下麻纖維產生熱降解，降低了對塑料的增強效果；較長的麻纖維與聚烯烴塑料顆粒之間堆積密度相差很大，混合均勻性差；形態細長、質量較輕的麻纖維容易解團，難以形成良好流動性向擠出機進料；連續的麻繩和麻線也無法向擠出機進料。因此，麻纖維增強塑料復合材的加工方式需要改進。此外，擠出工藝生產效率高，但卻適不于生產大幅面和高纖維含量的板材。因此，本發明采用適當的模壓成型生產工藝解決上述問題。

發明內容

本發明要解決傳統的擠出工藝，存在麻纖維熱降解、較長的麻纖維與聚烯烴塑料顆粒混合均勻性差、纖維結團向擠出機進料時困難的問題，而提供的一種麻/聚合物復合材料及其制備方法。

一種麻/聚合物復合材料由麻、聚合物和助劑制成，其中，按照質量份數，麻為30～75份，聚合物為25～70份，助劑為0～7份。

上述一種麻/聚合物復合材料的制備方法，具體是按照以下步驟制備的：

一、將聚合物和助劑混合均勻，得到聚合物/助劑混合物，其中，按照質量份數，聚合物為25～70份，助劑為0～7份，助劑為偶聯劑、抗老化劑、阻燃劑、抑煙劑和抗氧劑中的一種或幾種的組合，聚合物為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的一種或幾種的組合；

二、將麻和步驟一得到的聚合物/助劑混合物混合鋪放在鋼板或者底模上，制成板坯，然后蓋上鋼板或者模具蓋，其中，麻為大麻、苧麻、苘麻、亞麻、黃麻、劍麻和蕉麻中的一種或幾種的組合；按照質量份數，麻為30～75份，聚合物/助劑混合物為25～82份；

三、將步驟二裝有板坯的模具在壓力為1MPa條件下預壓，并預熱升溫至110℃～130℃，再放入熱壓機進行熱壓，控制壓力為3～5MPa，熱壓溫度為160～185℃，時間為1.2～3min/mm；

四、在保持壓力條件下將步驟三熱壓后的模具進行冷卻定型，當溫度降至70℃以下，再打開模具，取出麻/聚合物復合材料，完成一種麻/聚合物復合材料的制備方法。

其中，麻和聚合物的總量為100份；聚合物為纖維、長絲狀、薄膜或粉末形態的聚合物；麻和聚合物均可采用回收的廢料，所述抗老化劑為UV531、UV326、HALS783或HALS944，阻燃劑為聚磷酸銨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、納米粘土或可膨脹石墨，抑煙劑是硼酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化鉬、八鉬酸銨或Cu₂O，抗氧劑為抗氧劑168、1010、264、1076、2246、1035、3114、1790、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚或亞磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯。

本發明的有益效果是：本發明采用模壓成型方式制備麻纖維/塑料復合材料。所加工出的制品可以具有較大的幅面、各種彎曲形狀、可二次成型為其他制品。利用多種鋪裝方式（股線纏繞鋪裝成型、麻纖維與塑料混合鋪裝、麻布與聚合物逐層交叉鋪裝等方式），提供了一種制備高纖維比例的麻纖維增強聚合物復合材料及其制備方法，提高了麻纖維在木塑復合材領域的有效利用率，減少對木材資源的消耗。

可賦予木塑復合材料良好的力學性能、防水性能和耐老化性能，可廣泛應用于建筑裝飾、家具制造、室內裝修、汽車內飾和門窗型材等領域，從而拓展木塑復合材的原料使用領域，為提高麻纖維產業附加值，促進農村經濟發展。