[發明專利]聚丙烯復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811183495.0
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN111040309A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 孟鴻誠;林華杰;陳建國;湯兆賓;楊勇;黃愛斌;柳翼;李中丹;朱錦
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08L1/02;C08L23/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

本發明涉及復合材料領域，具體涉及聚丙烯復合材料及其制備方法和應用，其中，所述聚丙烯復合材料含有聚丙烯、麻纖維、衣康酸環氧、增韌劑和引發劑，所述聚丙烯復合材料的制備方法包括將聚丙烯、麻纖維、衣康酸環氧、增韌劑和引發劑混合均勻后熔融共混擠出，所述聚丙烯復合材料的應用涉及聚丙烯復合材料在制備汽車零部件中的應用。在本發明所述的聚丙烯復合材料中，使用過氧化十二酰作為引發劑，使得衣康酸環氧能夠反應性增容聚丙烯及麻纖維的界面相容性，有利于改善聚丙烯和植物纖維的相容性，并具有促進纖維分散的作用，從而保證了所述聚丙烯復合材料具有優異的力學性能及加工性能。

技術領域

本發明涉及復合材料領域，具體涉及聚丙烯復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

石油基塑料的廣泛使用不僅消耗大量的石油資源，還導致了日益嚴峻的環境問題。目前，我國每年需要處理的廢舊塑料達到2000萬噸，回收處理這些廢舊塑料不僅難度大而且成本高。與此同時，我國每年有7億噸農作物秸稈，其中2億噸被焚燒，造成大氣污染。以天然纖維或者農作物秸稈為填料，開發高填充量、高性能的天然纖維增強復合材料，能夠降低材料的成本從而給企業帶來極大的經濟效益，而且有助于緩解環境壓力進而帶來巨大的社會效益，是一種極具發展前途的“綠色、低碳、可循環”材料。

與目前常用的合成纖維相比，天然纖維及其復合材料具有如下性能優勢：

①質輕密度小，價格低廉；

②原料來源廣泛，植物纖維尤其是麻纖維生長周期短、生長環境要求不高，且生長、收獲、加工的能量消耗較少，原材料成本低；

③性能優異，麻纖維復合材料的隔熱、吸音性能好，耐沖擊，無脆性斷裂，具有良好的剛度、切口朝性、斷裂特性、低溫特性等；

④有助于環保，天然纖維選擇適當的基體材料可以制成能夠完全降解的復合材料，廢棄的天然纖維復合材料產品不會對環境造成污染，從而解決了困擾人類發展的環境問題。

本發明采用新型的加工手段，制備出高天然纖維含量的天然纖維增強聚丙烯復合材料，使材料的生產成本極大地降低。同時，還解決了植物纖維與樹脂基體的相容性問題，開發出具有高強度和高模量的天然纖維增強聚丙烯復合材料，為注塑各種汽車零部件提供了可能性。

CN 101880425A公開了一種綠色天然亞麻纖維增強聚丙烯樹脂基復合材料的制備方法，該技術方案通過在水溶液中用戊二醛改性亞麻纖維的表面，提高亞麻纖維與聚丙烯樹脂基體的粘接性能，并且顯著提高了復合材料的拉伸強度和彈性模量，其拉伸強度和彈性模量增強20％左右，斷裂伸長率在3％左右，但依然需要進一步提高其力學性能。

CN 102558670A公開了一種亞麻纖維增強聚丙烯復合材料及制備方法，亞麻纖維用1-5％的氫氧化鈉浸泡，浴比為1：(15-20)，在30-80℃處理1-10小時，然后水洗至中性，在90-100℃烘干后得到處理后的亞麻纖維，將20-40份處理后的亞麻纖維、80-100份的聚丙烯、4-6份的偶聯劑、1-3份的抗氧劑、5-8份的潤滑劑以及1-5份的其他助劑，投入到高速混合機中，加熱攪拌100-110℃，保溫10-15min，混合攪拌均勻，將混料加入擠壓機，在140-160℃擠出，將擠出物放入金屬模具中，開模得到復合材料成品。產品的拉伸強度、沖擊強度和斷裂伸長度等綜合性能優良，可應用于汽車工業、室內材料裝置及日常生活等領域。但是其材料的力學性能有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中存在的纖維與聚丙烯基體相容性差，力學性能不佳的問題，提供了一種聚丙烯復合材料及其制備方法和應用。