[發(fā)明專利]一種阻燃麻纖維/熱塑性聚合物復(fù)合板及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710608102.5 | 申請日： | 2017-07-24 |
| 公開（公告）號： | CN107351470B | 公開（公告）日： | 2019-08-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 盛旭敏;吳承操;譚偉文 | 申請（專利權(quán)）人： | 重慶理工大學(xué) |
| 主分類號： | B32B9/00 | 分類號： | B32B9/00;B32B9/02;B32B9/04;B32B27/02;B32B27/12;B32B33/00;B32B37/06;B32B37/12;C08L23/06;C08L97/02;C08K3/22;C08K7/06 |
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| 地址： | 400054 重*** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 復(fù)合材料 麻纖維 碳纖維 熱塑性聚合物復(fù)合材料 熱塑性聚合物 中間芯層 復(fù)合板 下表層 阻燃性 片料 阻燃 復(fù)合材料板 夾芯結(jié)構(gòu) 力學(xué)性能 汽車行業(yè) 氫氧化鋁 阻燃性能 可修復(fù) 減小 拉伸 熱壓 制備 燃燒 回收 環(huán)保 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種阻燃麻纖維/熱塑性聚合物復(fù)合板，為夾芯結(jié)構(gòu)，由上、下表層和中間芯層熱壓構(gòu)成；所述上、下表層為回收碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料片料，中間芯層為麻纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料的片料。本發(fā)明明顯減小復(fù)合材料燃燒時火焰的蔓延距離，較之未添加碳纖維的復(fù)合材料阻燃性提高了34.6%。且沖擊強度、拉伸強度優(yōu)于未添加碳纖維的復(fù)合材料的復(fù)合材料板。通過在表層加入氫氧化鋁，能進一步的提高阻燃性。該復(fù)合材料兼顧阻燃性能及力學(xué)性能，環(huán)保，可修復(fù)，降低成本，提高了經(jīng)濟效益。在汽車行業(yè)中有廣闊的應(yīng)用前景。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及阻燃板材，具體涉及一種阻燃麻纖維/熱塑性聚合物復(fù)合板，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
為滿足汽車零部件輕量化、環(huán)保化的需求，植物纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用比例逐年增加。以麻纖維、木纖維為代表的植物纖維具有密度小、可生物分解等優(yōu)點，能夠加速復(fù)合材料廢棄物的降解；熱塑性聚合物的可回收性也明顯優(yōu)于熱固性聚合物基復(fù)合材料，因此植物纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料具有質(zhì)輕、環(huán)保的優(yōu)勢。車用聚合物基復(fù)合材料往往需要具有一定的阻燃性，而植物纖維及熱塑性聚合物均屬于易燃物質(zhì)，植物纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料需要經(jīng)過阻燃改性才能適用于上述領(lǐng)域。對材料進行阻燃改性的常用方法是添加阻燃劑。傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑雖然具有添加量低、阻燃效果明顯、價格適中等優(yōu)點，但在燃燒時會放出大量腐蝕性氣體和有毒煙霧，不符合環(huán)保要求。而氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、聚磷酸銨等無鹵阻燃劑雖然符合環(huán)保要求，但其添加量大，對復(fù)合材料的力學(xué)性能有較大的負(fù)面影響。
碳纖維(長纖)增強熱固性聚合物基復(fù)合材料由于具有耐腐蝕、抗疲勞、高比強度和比模量、可設(shè)計性好等優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車等領(lǐng)域。但采用這類復(fù)合材料制備的零部件不能修復(fù)只能替代，因此容易產(chǎn)生大量廢棄物。熱固性碳纖維(長纖)復(fù)合材料廢棄物經(jīng)機械碾壓法、化學(xué)法處理后可以分離出長短不一的碳纖維(短纖)。與碳纖維(長纖)相比，這些回收碳纖維(短纖)的增強作用大幅削弱，目前主要用于改善熱塑性聚合物的模量，應(yīng)用范圍狹窄。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃麻纖維/熱塑性聚合物復(fù)合板，解決目前阻燃板材環(huán)保要求和力學(xué)性能差等問題。
本發(fā)明還提供所述阻燃麻纖維/熱塑性聚合物復(fù)合板的制備方法，進一步提高回收碳纖維的應(yīng)用價值。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種阻燃麻纖維/熱塑性聚合物復(fù)合板，為夾芯結(jié)構(gòu)，由上、下表層和中間芯層熱壓構(gòu)成；所述上、下表層為回收碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料片料，中間芯層為麻纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料的片料。
所述回收碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料片料由碳纖維和熱塑性聚合物按重量比為5-7.5：50配料在雙輥開煉機中混煉而成；所述麻纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料的片料由麻纖維和熱塑性聚合物按重量比為10-15：50配料混煉而成。所述熱塑性聚合物為低密度聚乙烯。
進一步，所述回收碳纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料片料由碳纖維、熱塑性聚合物和氫氧化鋁按重量比為5：50：20配料在雙輥開煉機中混煉而成；所述麻纖維/熱塑性聚合物復(fù)合材料的片料由麻纖維、熱塑性聚合物按重量比為10：50配料混煉而成。
本發(fā)明還提供一種阻燃麻纖維/熱塑性聚合物復(fù)合板的制備方法，包括如下步驟：
1)將麻纖維用質(zhì)量濃度2％的氫氧化鈉水溶液浸泡24h后洗凈干燥備用；
2)將麻纖維和熱塑性聚合物在雙輥開煉機中混煉成復(fù)合材料片料得片料I，其組份麻纖維和熱塑性聚合物按重量比為10-15：50；
3)將碳纖維和熱塑性聚合物在雙輥開煉機中混煉成復(fù)合材料片料得片料II，其組份碳纖維和熱塑性聚合物按重量比為5-7.5：50；
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