[發明專利]一種玄武巖織物增強聚乳酸復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711005466.0
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107759989B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 劉淑強;吳改紅;余娟娟;董艷麗;郭紅霞;張曉芳;劉明芳;張瑤
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K9/06;C08K9/02;C08K7/10;B29C43/02;B29C43/58
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種玄武巖織物增強聚乳酸復合材料，其特征在于：包括以下原料：

聚乳酸：HO[OCCH(CH₃)O]₈₂₅H 60g-80g

玄武巖織物：30g-40g

堿性洗液：40g-250g

硅烷水解溶劑：800mL-1000mL

聚乳酸的溶劑：200mL~250mL

硅烷偶聯劑：10-200mL

交聯劑：20g-25g

固化劑：10g-20g；

所述玄武巖織物的組分及質量百分比為：SiO₂：51.6-59.3%，Al₂O₃：14.3-18.3%，Fe_xO_y：9.0-14.0%，CaO：5.9-9.4%，MgO：3.0-6.1%，Na₂O和K₂O：3.6-5.2%，其余為不可避免的雜質。

2.根據權利要求1所述的玄武巖織物增強聚乳酸復合材料，其特征在于：

所述堿性洗液包括氫氧化鈉或氫氧化鉀；

硅烷水解溶劑包括水、甲醇、乙醇、水和乙醇混合液、異丙醇中的一種；

聚乳酸的溶劑包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、丙酮或乙酸乙酯中的一種；

硅烷偶聯劑包括KH550、KH560、KH570中的一種；

交聯劑包括苯乙烯、過氧化二異丙苯、二苯基甲烷二異氰酸酯中的一種；

固化劑包括過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酰二丁酯糊中的一種。

3.一種權利要求1~2任一項所述的玄武巖織物增強聚乳酸復合材料的制備方法，其特征在于：首先對玄武巖織物表面進行改性預處理，然后采用模壓成型工藝法將聚乳酸樹脂與玄武巖織物很好的結合。

4.根據權利要求3所述的玄武巖織物增強聚乳酸復合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）清洗玄武巖織物表面浸潤劑：

將玄武巖織物剪成以下尺寸：300mm×400mm，然后浸泡在1000mL濃度為1-6mol/L的堿性洗液中，30-40min后取出；每次用500mL-600mL的蒸餾水清洗，重復操作至少3次后去除多余的氫氧化鈉；放入溫度為70-90℃、真空度為100-110Pa的真空干燥箱中烘干，時間為2h；

（2）玄武巖織物表面改性：

取10-200mL硅烷與10mL-200mL蒸餾水充分混合后，加入 800mL-1000mL硅烷水解溶劑中，置于磁力攪拌器中，在室溫條件下，以800r/min轉速，重復攪拌80-90min進行完全混合得到硅烷水解溶液；然后取上述的玄武巖織物試樣置于硅烷水解溶液中，要保證其充分浸潤，室溫下待反應30-40min；處理后將織物取出并在70-80℃的電熱鼓風干燥箱中烘干待用；

（3）配制聚乳酸預浸料：

稱量60份-80份聚乳酸粉末，置于溫度為40-50℃，真空度為100-110Pa的真空干燥箱中烘干，時間為3h；將干燥的聚乳酸溶解在200mL~250mL聚乳酸的溶劑中；置于磁力攪拌器中，在室溫條件下，以500r/min轉速攪拌30-40min，直至全部溶解；添加20份-25份的交聯劑與10份-20份的固化劑，置于磁力攪拌器中，在室溫條件下，以500r/min轉速，繼續攪拌8-10min；

（4）制備玄武巖織物與聚乳酸復合材料：

采用模壓成型工藝在液壓機上制備玄武巖織物與聚乳酸復合材料，將偶聯劑硅烷改性處理后的玄武巖織物試樣與聚乳酸預浸料先在8-10MPa壓強下壓制8-10min，使玄武巖織物與聚乳酸樹脂浸透均勻；隨后將預浸料在壓強15-20MPa、溫度90-100℃條件下壓制5-7min；然后在15-20MPa壓強、110-115℃溫度下壓制2-5min；然后將溫度升到120-130℃并壓制30-40min；保壓冷卻至室溫后取出，最后在135-140℃條件下進行后固化100-120min；即制備出玄武巖織物增強聚乳酸復合材料。

5.根據權利要求4所述的玄武巖織物增強聚乳酸復合材料的制備方法，其特征在于：制備出的玄武巖織物增強聚乳酸復合材料，彎曲強度為240-320MPa，拉伸強度為250-290MPa，沖擊強度為50-60.5J/m²。