一種稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。所述的稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，由包含以下重量份的組分制成：聚丙烯80~100份，天然纖維30~60份，相容劑5~8份，阻燃劑20~35份，復(fù)合型抗氧劑0.5~1.0份，加工助劑1~1.5份，其中，天然纖維在使用前采用稀土改性劑進(jìn)行改性處理。本發(fā)明工藝方法簡(jiǎn)單、成本低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，制得的稀土改性天然纖維聚丙烯復(fù)合材料具有力學(xué)性能優(yōu)異、阻燃耐老化、環(huán)?？苫厥盏忍攸c(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于汽車、輕軌、高鐵等運(yùn)載工具領(lǐng)域和建筑、辦公家具等行業(yè)。
【專利說(shuō)明】一種稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚合物復(fù)合材料改性和加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯(PP)材料具有密度小、剛性好、強(qiáng)度高、耐翹曲以及良好的耐化學(xué)藥品性等優(yōu)點(diǎn)，但其也存在耐沖擊性差(常溫下缺口沖擊強(qiáng)度僅為4~6kJ/m2)、易老化、易發(fā)生熱變形、成型收縮率大等缺點(diǎn)，使其在多種應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。通常采用加入增強(qiáng)纖維的方法來(lái)提高其綜合性能，滿足各應(yīng)用領(lǐng)域的要求。
[0003]近年來(lái)，隨著能源的日益緊缺、能源價(jià)格的不斷攀升和環(huán)保壓力越來(lái)越大，各國(guó)政府對(duì)節(jié)能環(huán)保和可回收材料的研究與應(yīng)用開發(fā)越來(lái)越重視。天然纖維/聚合物復(fù)合材料是一種滿足節(jié)能、環(huán)保、可回收等要求的新材料。天然纖維/聚合物復(fù)合材料相對(duì)于玻璃纖維、人造碳纖維與聚合物形成的復(fù)合材料而言，不僅在環(huán)境友好和可回收利用方面具有優(yōu)勢(shì)，而且來(lái)源廣泛、重量輕、高強(qiáng)度、高模量且耐沖擊性強(qiáng)，可部分取代玻璃纖維、人造碳纖維在工程領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0004]然而，由于天然纖維表面結(jié)構(gòu)存在缺陷和雜質(zhì)，而且具有較強(qiáng)的極性，使其與聚合物界面相容性差，導(dǎo)致天然纖維/聚合物材料性能不穩(wěn)定，纖維改性處理效果有待提高。另一方面，現(xiàn)有的天然纖維/聚合物復(fù)合材料在制備過(guò)程中使用較多的化學(xué)粘膠劑，這些粘膠劑含有對(duì)人體有害的物質(zhì)如甲醛、苯、甲苯等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一目的是提供一種稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，以解決現(xiàn)有技術(shù)中天然纖維與聚丙烯界面相容性差，性能不穩(wěn)定，以及天然纖維/聚合物復(fù)合材料在制備過(guò)程中使用的化學(xué)粘膠劑含有對(duì)人體有毒有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成污染的缺陷。
[0006]本發(fā)明的第二目的是提供一種稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中天然纖維與聚丙烯界面相容性差，性能不穩(wěn)定，以及天然纖維/聚合物復(fù)合材料在制備過(guò)程中使用的化學(xué)粘膠劑含有對(duì)人體有毒有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成污染的缺陷。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，由包含以下重量份的組分制成:
聚丙烯80~100份，
天然纖維 30~60份，
相容劑5~8份，
阻燃劑20~35份，
復(fù)合型抗氧劑0.5~1.0份，加工助劑 I~1.5份，
其中，天然纖維在使用前采用稀土改性劑進(jìn)行改性處理。
[0008]較佳地，所述天然纖維采用稀土改性劑進(jìn)行改性處理，具體步驟為:將天然纖維在稀土改性劑中浸泡1.5~2小時(shí)，之后取出并放入100~110°C的烘箱中烘干制成稀土改性天然纖維，其中稀土改性天然纖維中稀土改性劑的含量為足以使天然纖維濕潤(rùn)。
[0009]較佳地，所述天然纖維選自亞麻、大麻、黃麻或洋麻纖維中的一種或幾種；
所述稀土改性劑由包含以下重量份的組分制成:
稀土化合物 5~10份， 乙醇85~100份，
乙二胺四乙酸0.3~0.8份，
氯化銨0.8~1.5份，
硝酸0.5~1.0份，
尿素2~5份。
[0010]較佳地，所述稀土化合物選自氯化鑭、氯化鈰、氧化鑭或氧化鈰中的一種或幾種。
[0011]較佳地，所述相容劑選自馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯或丙烯酸接枝聚乙烯中的一種或幾種。
[0012]較佳地，所述阻燃劑為三聚氰胺鹽類阻燃劑和無(wú)機(jī)氧化物阻燃劑重量比為2~3: I的混合物。
[0013]較佳地，所述三聚氰胺鹽類阻燃劑選自三聚氰胺氰脲酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽、三聚氰胺焦磷酸鹽、三聚氰胺八鑰酸鹽或三聚氰胺硼酸鹽中的一種或幾種；所述無(wú)機(jī)氧化物阻燃劑選自三氧化二銻、氫氧化鎂或氫氧化鋁中的一種或幾種。
[0014]較佳地，所述復(fù)合型抗氧劑選自N，N' -二萘基)對(duì)苯二胺、硫代二丙酸十八酯、[β-(3，5 二叔丁基4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯或1，1，
3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷中的兩種或兩種以上，該復(fù)合型抗氧劑中的組分可以任意比混合。
[0015]所述加工助劑選自硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸或石蠟中的一種或幾種。
[0016]一種上述的稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將30~60重量份天然纖維浸入稀土改性劑中浸泡1.5~2小時(shí)，之后取出并放入100~110°C的烘箱中烘干得到稀土改性天然纖維；
(2)將上述稀土改性天然纖維經(jīng)過(guò)梳理、鋪網(wǎng)、針刺得到稀土改性天然纖維氈；
(3)將80~100重量份聚丙烯、5~8重量份相容劑、20~35重量份阻燃劑、0.5~1.0重量份復(fù)合型抗氧劑和I~1.5重量份加工助劑加入混合機(jī)混合10~15min，再加入螺桿擠出機(jī)熔融擠出進(jìn)浸潰模具中；
(4)將稀土改性天然纖維氈牽引通過(guò)浸潰模具，使混合熔體充分浸潰稀土改性天然纖維氈，再在平板硫化機(jī)模具中成型，模具溫度為200~240°C，壓力為6~12MPa，并保溫保壓3~6min ；
(5)將平板硫化機(jī)在壓力保持恒定的條件下降溫至115~125°C，之后卸掉壓力，將模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出，冷卻至50~60°C，制得稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其中冷卻方式可以采用風(fēng)冷、水冷等常用冷卻方式，此處不做限定。[0017]較佳地，所述步驟(2)中，稀土改性天然纖維氈經(jīng)過(guò)梳理機(jī)梳理、鋪網(wǎng)機(jī)鋪網(wǎng)、針刺機(jī)針刺成氈；
所述步驟(3)中，所述混合機(jī)轉(zhuǎn)速為800~1200r/min，所述螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為250 ~400r/min，擠出段溫度依次為:180 ~195°C、190 ~205°C、205 ~220°C。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
(1)、本發(fā)明采用天然纖維作為聚丙烯的增強(qiáng)填料，天然纖維可生物降解、陽(yáng)光生長(zhǎng)，既節(jié)能又環(huán)保，由其添加至聚丙烯中制得的稀土改性天然纖維聚丙烯復(fù)合材料不含有毒有害物質(zhì)，具有環(huán)境友好和可回收優(yōu)勢(shì)；
(2)、本發(fā)明采用稀土改性劑處理天然纖維，可以去除天然纖維表面雜質(zhì)并降低天然纖維極性，并重整天然纖維表面結(jié)構(gòu)，減少天然纖維表面微細(xì)結(jié)構(gòu)，能夠更好的提高其與復(fù)合材料的界面結(jié)合力；
(3)、本發(fā)明的稀土改性天然纖維聚丙烯復(fù)合材料的制備工藝和方法簡(jiǎn)單，工藝參數(shù)易控制，工藝過(guò)程能耗小，節(jié)能環(huán)保；
(4)、本發(fā)明制得的稀土改性天然纖維聚丙烯復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)異、阻燃耐老化且環(huán)?？苫厥?，可廣泛應(yīng)用于汽車、輕軌、高鐵等運(yùn)載工具領(lǐng)域和建筑、辦公家具等行業(yè)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)該理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明做出的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020]以下實(shí)施例中采用GB (國(guó)標(biāo))測(cè)定復(fù)合材料的各項(xiàng)性能，除特殊說(shuō)明外，組分的份數(shù)均為重量份數(shù)。`
[0021]實(shí)施例1
本實(shí)施例中稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，采用以下方法制備:
其中，稀土改性劑由包含以下重量份的組分制成:氯化鑭6份、乙醇92份、乙二胺四乙酸0.5份、氯化銨0.8份、硝酸0.9份、尿素4份，具體制備方法為將上述各組分共混。
[0022]稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料所用原材料及各自重量份數(shù)如下:黃麻纖維30份、聚丙烯80份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯6.2份、阻燃劑(三聚氰胺氰脲酸鹽19份和氫氧化鋁9份)、復(fù)合型抗氧劑(N，N' -二(β-萘基)對(duì)苯二胺0.4份和硫代二丙酸十八酯
0.2份)和硬脂酸鋅1.2份。
[0023]先將黃麻纖維30份浸入稀土改性劑中浸泡1.5小時(shí)，之后取出并放入100°C的烘箱中烘干得到稀土改性黃麻纖維；將烘干的稀土改性黃麻纖維經(jīng)過(guò)梳理機(jī)梳理、鋪網(wǎng)機(jī)鋪網(wǎng)、針刺機(jī)針刺成氈得到稀土改性黃麻纖維氈；將聚丙烯80份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯6.2份、阻燃劑(三聚氰胺氰脲酸鹽19份和氫氧化鋁9份)、復(fù)合型抗氧劑(N，N' -二 (β-萘基)對(duì)苯二胺0.4份和硫代二丙酸十八酯0.2份)和硬脂酸鋅1.2份加入混合機(jī)混合12min，混合機(jī)轉(zhuǎn)速880r/min，再加入螺桿擠出機(jī)熔融擠出進(jìn)浸潰模具中，螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為280r/min，擠出段溫度為:185°C、200°C、210°C ;將稀土改性黃麻纖維氈牽引通過(guò)浸潰模具，使混合熔體充分浸潰稀土改性黃麻纖維氈，再在平板硫化機(jī)模具中成型，將溫度設(shè)定在225°C，壓力控制在6MPa，保溫保壓5min ;隨后隨平板硫化機(jī)降溫至120°C，整個(gè)過(guò)程中壓力保持恒定；當(dāng)溫度降到120°C以下卸掉壓力，將模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出，采用水冷卻至50°C，制得稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。
[0024]將所得復(fù)合材料加工成測(cè)試樣品，測(cè)得各項(xiàng)數(shù)據(jù)見表1。
[0025]
實(shí)施例2
本實(shí)施例中稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，采用以下方法制備:
其中，稀土改性劑由包含以下重量份的組分制成:氧化鈰5份、乙醇85份、乙二胺四乙酸0.5份、氯化銨1.5份、硝酸0.8份、尿素3份，具體制備方法為將上述各組分共混。
[0026]稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料所用的原材料各組分及其重量份數(shù)如下:洋麻纖維40份、聚丙烯80份、丙烯酸接枝聚丙烯5.0份、阻燃劑(三聚氰胺磷酸鹽18份和氫氧化鎂7份)、復(fù)合型抗氧劑([β - (3，5 二叔丁基4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3份和硫代二丙酸十八酯0.2份)和硬脂酸鋅1.2份。
[0027]先將洋麻纖維40份浸入稀土改性劑浸泡2小時(shí)，之后取出并放入105°C的烘箱烘干；將烘干的稀土改性洋麻纖維經(jīng)過(guò)梳理機(jī)梳理、鋪網(wǎng)機(jī)鋪網(wǎng)、針刺機(jī)針刺成氈得到稀土改性洋麻纖維氈；將聚丙烯80份、丙烯酸接枝聚丙烯5.0份、阻燃劑(三聚氰胺磷酸鹽18份和氫氧化鎂7份)、復(fù)合型抗氧劑([β_(3，5 二叔丁基4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3份和硫代二丙酸十八酯0.2份)和硬脂酸鋅1.2份加入混合機(jī)混合lOmin，混合機(jī)轉(zhuǎn)速1080r/min，再加入螺桿擠出機(jī)熔融擠出進(jìn)浸潰模具中，螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min，擠出段溫度為:180°C、195°C、205°C ;將稀土改性洋麻纖維氈牽引通過(guò)浸潰模具，使混合熔體充分浸潰洋麻纖維氈，再在平板硫化機(jī)模具中成型，將溫度設(shè)定在230°C，壓力控制在8MPa，保溫保壓3min ;隨后隨平板硫化機(jī)降溫至115°C，整個(gè)過(guò)程中壓力保持恒定；當(dāng)溫度降到115°C以下卸掉壓力，將模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出，采用水冷卻至600C，制得稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。
[0028]將所得復(fù)合材料加工成測(cè)試樣品，測(cè)得各項(xiàng)數(shù)據(jù)見表1。
[0029]
實(shí)施例3
本實(shí)施例中稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，采用以下方法制備:
其中，稀土改性劑由包含以下重量份的組分制成:氧化鑭7份、乙醇100份、乙二胺四乙酸0.3份、氯化銨1.2份、硝酸0.5份、尿素5份，具體制備方法為將上述各組分共混。
[0030]稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料所用的原材料各組分及其重量份數(shù)如下:大麻纖維50份、聚丙烯90份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯7.4份、阻燃劑(三聚氰胺硼酸鹽15份和三氧化二銻5份)、復(fù)合型抗氧劑(N，N' -二(β-萘基)對(duì)苯二胺0.5份和[β-(3，5二叔丁基4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3份)和硬脂酸鈣1.0份。
[0031]先將大麻纖維50份浸入稀土改性劑浸泡1.5小時(shí)，之后取出并放入110°C的烘箱烘干；將烘干的稀土改性大麻纖維經(jīng)過(guò)梳理機(jī)梳理、鋪網(wǎng)機(jī)鋪網(wǎng)、針刺機(jī)針刺成氈得到稀土改性大麻纖維氈；將聚丙烯90份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯7.4份、阻燃劑(三聚氰胺硼酸鹽15份和三氧化二銻5份)、復(fù)合型抗氧劑(N，N' -二( β -萘基)對(duì)苯二胺0.5份和[β - (3，5 二叔丁基4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3份)和硬脂酸鈣1.0份加入混合機(jī)混合15min，混合機(jī)轉(zhuǎn)速800r/min ;再加入螺桿擠出機(jī)熔融擠出進(jìn)浸潰模具中，螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為280r/min，擠出段溫度為:185°C、190°C、220°C ;將稀土改性大麻纖維氈牽引通過(guò)浸潰模具，使混合熔體充分浸潰大麻纖維氈，再在平板硫化機(jī)模具中成型，將溫度設(shè)定在2300C，壓力控制在8MPa，保溫保壓6min ;隨后隨平板硫化機(jī)降溫至125°C，整個(gè)過(guò)程中壓力保持恒定；當(dāng)溫度降到125°C以下卸掉壓力，將模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出，采用水冷卻至55°C，制得稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。
[0032]將所得復(fù)合材料加工成測(cè)試樣品，測(cè)得各項(xiàng)數(shù)據(jù)見表1。
[0033]
實(shí)施例4
本實(shí)施例中稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，采用以下方法制備:
其中，稀土改性劑由包含以下重量份的組分制成:氯化鈰8份、乙醇90份、乙二胺四乙酸0.8份、氯化銨1.5份、硝酸1.0份、尿素2份，具體制備方法為將上述各組分共混。
[0034]稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料所用的原材料各組分及其重量份數(shù)如下:大麻纖維50份、聚丙烯90份、丙烯酸接枝聚丙烯6.8份、阻燃劑(三聚氰胺氰脲酸鹽20份和氫氧化鎂10份)、復(fù)合型抗氧劑([β _(3，5 二叔丁基4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯
0.6份和硫代二丙酸二月桂酯0.4份)和硬脂酸1.5份。
[0035]先將大麻纖維50份浸入稀土改性劑浸泡2小時(shí)，之后取出并放入105°C的烘箱烘干；將烘干的稀土改性大麻纖維經(jīng)過(guò)梳理機(jī)梳理、鋪網(wǎng)機(jī)鋪網(wǎng)、針刺機(jī)針刺成氈得到稀土改性大麻纖維氈；將聚丙烯90份、丙烯酸接枝聚丙烯6.8份、阻燃劑(三聚氰胺氰脲酸鹽20份和氫氧化鎂10份)、復(fù)合型抗氧劑([β _(3，5 二叔丁基4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯0.6份和硫代二丙 酸二月桂酯0.4份)和硬脂酸1.5份加入混合機(jī)混合12min，混合機(jī)轉(zhuǎn)速1080r/min ;再加入螺桿擠出機(jī)熔融擠出進(jìn)浸潰模具中，螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為320r/min,擠出段溫度為:190°C、205 V、220 V ；將稀土改性大麻纖維氈牽引通過(guò)浸潰模具，使混合熔體充分浸潰大麻纖維氈，再在平板硫化機(jī)模具中成型，將溫度設(shè)定在230°C，壓力控制在lOMPa，保溫保壓5min ;隨后隨平板硫化機(jī)降溫至120°C，整個(gè)過(guò)程中壓力保持恒定；當(dāng)溫度降到120°C以下卸掉壓力，將模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出，采用水冷卻至53°C，制得稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。
[0036]將所得復(fù)合材料加工成測(cè)試樣品，測(cè)得各項(xiàng)數(shù)據(jù)見表1。
[0037]
實(shí)施例5
本實(shí)施例中稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，采用以下方法制備:其中，稀土改性劑由包含以下重量份的組分制成:氧化鈰10份、乙醇95份、乙二胺四乙酸0.6份、氯化銨
1.2份、硝酸0.8份、尿素4份，具體制備方法為將上述各組分共混。
[0038]稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料所用的原材料各組分及其重量份數(shù)如下:亞麻纖維60份、聚丙烯100份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯8.0份、阻燃劑(三聚氰胺磷酸鹽24份和氫氧化鋁11份)、復(fù)合型抗氧劑(硫代二丙酸二月桂酯0.4份和N，N' -二(β-萘基)對(duì)苯二胺0.4份)和硬脂酸鋅1.5份。
[0039]先將亞麻纖維60份浸入稀土改性劑浸泡2小時(shí)，之后取出并放入105°C的烘箱烘干；將烘干的稀土改性亞麻纖維經(jīng)過(guò)梳理機(jī)梳理、鋪網(wǎng)機(jī)鋪網(wǎng)、針刺機(jī)針刺成氈得到稀土改性亞麻纖維氈；將聚丙烯100份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯8.0份、阻燃劑(三聚氰胺磷酸鹽24份和氫氧化鋁11份)、復(fù)合型抗氧劑(硫代二丙酸二月桂酯0.4份和N，N' -二(β-萘基)對(duì)苯二胺0.4份)和硬脂酸鋅1.5份加入混合機(jī)混合lOmin，混合機(jī)轉(zhuǎn)速1200r/min ；再加入螺桿擠出機(jī)熔融擠出進(jìn)浸潰模具中，螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為400r/min，擠出段溫度為:195°C、200°C、215°C ;將稀土改性亞麻纖維氈牽引通過(guò)浸潰模具，使混合熔體充分浸潰亞麻纖維氈，再在平板硫化機(jī)模具中成型，將溫度設(shè)定在240°C，壓力控制在12MPa，保溫保壓6min ;隨后隨平板硫化機(jī)降溫至120°C，整個(gè)過(guò)程中壓力保持恒定；當(dāng)溫度降到120°C以下卸掉壓力，將模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出，采用水冷卻至50~60°C，制得稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。
[0040]將所得復(fù)合材料加工成測(cè)試樣品，測(cè)得各項(xiàng)數(shù)據(jù)見表1。
[0041]
對(duì)照例(與實(shí)施例4對(duì)照)
本對(duì)比例所用的原材料各組分及其重量份數(shù)如下:大麻纖維50份、聚丙烯90份、丙烯酸接枝聚丙烯6.8份、阻燃劑(三聚氰胺氰脲酸鹽20份和氫氧化鎂10份)、復(fù)合型抗氧劑([β - (3，5 二叔丁基4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯0.6份和硫代二丙酸二月桂酯0.4份)和硬脂酸L 5份。
[0042]先將大麻纖維50份放入105°C的烘箱烘干；將烘干的大麻纖維經(jīng)過(guò)梳理機(jī)梳理、鋪網(wǎng)機(jī)鋪網(wǎng)、針刺機(jī)針刺成氈得到大麻纖維氈；將聚丙烯90份、丙烯酸接枝聚丙烯6.8份、阻燃劑(三聚氰胺氰脲酸鹽20份和氫氧化鎂10份)、復(fù)合型抗氧劑([β-(3，5 二叔丁基
4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯0.6份和硫代二丙酸二月桂酯0.4份)和硬脂酸1.5份加入混合機(jī)混合12min，混合機(jī)轉(zhuǎn)速1080r/min ;再加入螺桿擠出機(jī)熔融擠出進(jìn)浸潰模具中，螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為320r/min，擠出段溫度為:190°C >205°C >220°C ;將大麻纖維氈牽引通過(guò)浸潰模具，使混合熔體充分浸潰大麻纖維氈，再在平板硫化機(jī)模具中成型，將溫度設(shè)定在230°C， 壓力控制在lOMPa，保溫保壓5min ;隨后隨平板硫化機(jī)降溫至120°C，整個(gè)過(guò)程中壓力保持恒定；當(dāng)溫度降到120°C以下卸掉壓力，將模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出，采用水冷卻至53°C，制得天然纖維/聚丙烯復(fù)合材料。
[0043]將所得復(fù)合材料加工成測(cè)試樣品，測(cè)得各項(xiàng)數(shù)據(jù)見表1。
[0044]實(shí)施例1-5與對(duì)照例制備的天然纖維/聚丙烯復(fù)合材料的測(cè)試性能如表1:
表1
【權(quán)利要求】
1.一種稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，由包含以下重量份的組分制成: 聚丙烯80~100份， 天然纖維30-60份， 相容劑5~8份， 阻燃劑20-35份， 復(fù)合型抗氧劑0.5^1.0份， 加工助劑廣1.5份， 其中，天然纖維在使用前采用稀土改性劑進(jìn)行改性處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述天然纖維采用稀土改性劑進(jìn)行改性處理，具體步驟為: 將天然纖維在稀土改性劑中浸泡1.5^2小時(shí)，之后取出并放入10(Tll(rC的烘箱中烘干制成稀土改性天然纖維，其中稀土改性天然纖維中稀土改性劑的含量為足以使天然纖維濕潤(rùn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述天然纖維選自亞麻、大麻、黃麻或洋麻纖維中的一種或幾種； 所述稀土改性劑由包含以下重量份的組分制成: 稀土化合物5~10份， 乙醇85~100份， 乙二胺四乙酸0.3、.8份， 氯化銨0.8^1.5份， 硝酸0.5^1.0份， 尿素2飛份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述稀土化合物選自氯化鑭、氯化鈰、氧化鑭或氧化鈰中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述相容劑選自馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯或丙烯酸接枝聚乙烯中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述阻燃劑為三聚氰胺鹽類阻燃劑和無(wú)機(jī)氧化物阻燃劑重量比為2~3:1的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述三聚氰胺鹽類阻燃劑選自三聚氰胺氰脲酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽、三聚氰胺焦磷酸鹽、三聚氰胺八鑰酸鹽或三聚氰胺硼酸鹽中的一種或幾種； 所述無(wú)機(jī)氧化物阻燃劑選自三氧化二銻、氫氧化鎂或氫氧化鋁中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合型抗氧劑選自N，N' -二(β-萘基)對(duì)苯二胺、硫代二丙酸十八酯、[β- (3，5 二叔丁基4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯或1，1，3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷中的兩種或兩種以上； 所述加工助劑選自硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸或石蠟中的一種或幾種。
9.一種權(quán)利要求f 8中任一項(xiàng)所述的稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將30-60重量份天然纖維浸入稀土改性劑中浸泡1.5^2小時(shí)，之后取出并放入100-110°C的烘箱中烘干得到稀土改性天然纖維； (2)將上述稀土改性天然纖維經(jīng)過(guò)梳理、鋪網(wǎng)、針刺得到稀土改性天然纖維氈； (3)將80-100重量份聚丙烯、51重量份相容劑、20-35重量份阻燃劑、0.5^1.0重量份復(fù)合型抗氧劑和廣1.5重量份加工助劑加入混合機(jī)混合l0-l5min，再加入螺桿擠出機(jī)熔融擠出進(jìn)浸潰模具中； (4)將稀土改性天然纖維氈牽引通過(guò)浸潰模具，使混合熔體充分浸潰稀土改性天然纖維氈，再在平板硫化機(jī)模具中成型，模具溫度為200-240C，壓力為6~12MPa，并保溫保壓3~6 min ； (5)將平板硫化機(jī)在壓力保持恒定的條件下降溫至115-125?，之后卸掉壓力，將模壓成型后的復(fù)合材料連同模具一起取出，冷卻至5(T60°C，制得稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的稀土改性天然纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，稀土改性天然纖維氈經(jīng)過(guò)梳理機(jī)梳理、鋪網(wǎng)機(jī)鋪網(wǎng)、針刺機(jī)針刺成租； 所述步驟(3)中，所述混合機(jī)轉(zhuǎn)速為80(T1200 r/min，所述螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為250~400 r/min，擠出段溫度依次為:180~195°C、190~205°C、205~220°C。
【文檔編號(hào)】C08K3/22GK103627077SQ201210296757
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月20日
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