[發(fā)明專利]一種高性能植物纖維改性聚丙烯復合材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611088126.4
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN108129746A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 李生輝;楊維曦;馬俊杰
• 申請（專利權）人: 四川鑫達企業(yè)集團有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L97/02;C08L23/08;C08L91/06
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本發(fā)明涉及植物纖維改性聚丙烯技術領域，尤其是一種高性能植物纖維改性聚丙烯復合材料及其制備方法；所述植物纖維改性聚丙烯復合材料的質(zhì)量份數(shù)組成如下：聚丙烯樹脂60~70份、目數(shù)為150~300目的植物纖維粉末20~30份、POE 5~10份、相容劑2~5份、偶聯(lián)劑1~3份、抗氧劑1~3份、白油1~2份。植物纖維改性聚丙烯復合材料采用的植物纖維粉末填充與滑石粉填充具有類似作用，提升了復合材料的剛性；采用的POE為彈性體，具有改善抗沖擊性能的作用，提升了復合材料的韌性。而且采用天然植物纖維作為原料，環(huán)保、價格低廉、密度低、來源廣泛易得。

技術領域

本發(fā)明屬于植物纖維改性聚丙烯技術領域，具體涉及一種高性能植物纖維改性聚丙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

天然植物纖維復合材料是以天然植物纖維作增強材料,以樹脂作基體的一種復合材料。傳統(tǒng)的纖維增強復合材料是由聚丙烯纖維、玻璃纖維、芳香族聚酰胺纖維或碳纖維等化學纖維組成的,它們一般都存在著耗能大、造價高、易污染環(huán)境等問題。與化學纖維相比,各種天然植物纖維具有價廉、可回收、可降解、可再生等優(yōu)點,并具有一般纖維的強度和剛度,且比重較小,比強度、比剛度均較高。以天然植物纖維為增強基的復合材料同樣具有優(yōu)良的性能，如價格較低，密度小、強度良好、熱性能優(yōu)良等。隨著原料可持續(xù)發(fā)展這個主題的延伸,環(huán)境意識材料已成為新時期國際高技術新材料研究中的一個新領域,天然植物纖維在增強復合材料領域中扮演著越來越重要的角色，可廣泛應用于汽車、建筑、裝潢等領域，具有廣泛的發(fā)展前景。

但是,相對于進行得如火如荼的高性能化學纖維增強復合材料及無機填料增強復合材料的研究,天然植物纖維增強復合材料的研究投入還是太少,關于天然植物纖維增強復合材料的報道和相應的各種標準也比較缺乏。專利申請?zhí)朇N201210112141.3《一種高強度聚丙烯玻纖復合材料及其制備方法》(公開號CN102675727A，公開日2012年9月19日)，玻纖增強復合材料的研究趨于成熟，性能優(yōu)異，但材料剛性不足、熱性能差、不環(huán)保等；專利申請?zhí)朇N201310055119.4《一種改性黃麻纖維增強聚丙烯及其制備方法》(公開號CN103146054A，公開日2013年6月12日)，這種制備方法制得的復合材料韌性較差，不適于耐沖擊類制品應用。

可作增強基的天然植物纖維的種類很多,主要有:木材、棉纖維、麻纖維、椰纖維、竹纖維等纖維素纖維以及常見的莖稈類纖維,如:稻草、麥稈、玉米稈、高梁稈、麻稈、向日葵稈、棉花稈、煙稈、小米稈、黃豆稈等等。由于現(xiàn)有植物纖維增強復合材料的技術不足，與玻璃纖維、碳纖維，無機填料等傳統(tǒng)的增強材料相比,天然植物纖維增強復合材料的沖擊強度、拉伸強度、彎曲強度等力學性能達不到應用要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種成本低、配比合理，剛性、韌性等綜合性能良好的植物纖維改性聚丙烯復合材料，以替代目前市場上的滑石粉填充聚丙烯材料。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：

其原料組分按重量計，配方如下：聚丙烯樹脂60~70份、目數(shù)為150目~300目植物纖維粉末20~30份、POE 5~10份、相容劑2~5份、偶聯(lián)劑1~3份、抗氧劑1~3份、白油1~2份。

一種高性能植物纖維改性聚丙烯復合材料及其制備方法，其方法包括以下步驟：

（1）將經(jīng)過10%NaOH堿液處理的植物纖維粉末80℃烘干4個小時。然后稱取15~25份植物纖維粉末備用；

（2）稱取60~70份聚丙烯樹脂、5~10份POE 、2~5份相容劑、1~3份偶聯(lián)劑、1~3份抗氧劑、1~2份白油，加入高混機中高混2-4 min。再將步驟（1）中的植物纖維粉末加入高混機中，高混2-4 min；

（3）將步驟（2）所得物料加入雙螺桿擠出機，在溫度170-180℃、轉(zhuǎn)速240-280r/min、主喂料頻率7-9HZ、側喂料頻率0HZ的工藝條件下造粒，擠出過程中加入步驟（1）中的植物纖維長纖維，制備本發(fā)明所述的高性能植物纖維改性聚丙烯復合材料。