專利名稱：一種注塑級天然纖維復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然纖維復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
天然纖維是復(fù)合材料的主要承力組分，它不僅能提高材料的強(qiáng)度和模量，而且能減少收縮，提高熱變形溫度和沖擊強(qiáng)度等。天然纖維與合成纖維相比，具有價(jià)格低、密度小、 易降解等優(yōu)點(diǎn)。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，天然纖維作為一種“綠色材料”，越來越受到人們的重視，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，作為樹脂基復(fù)合材料增強(qiáng)體發(fā)展速度十分迅速。尤其是天然纖維復(fù)合材料在汽車中的應(yīng)用驅(qū)動著市場的增長?，F(xiàn)在已有數(shù)種汽車部件使用天然纖維復(fù)合材料制造，它們一般使用聚酯或聚丙烯為基體樹脂，使用亞麻、大麻、洋麻或劍麻纖維為增強(qiáng)材料。
近年來，關(guān)于天然纖維復(fù)合材料研究已成熱點(diǎn)，各種天然纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究已經(jīng)趨于成熟。如王立多，天津科技大學(xué)，2009年碩士論文《聚丙烯/亞麻纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究》；趙麗莎，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011年《生物纖維復(fù)合材料力學(xué)性能和復(fù)合材料生命周期評價(jià)的研究》;鄧華，暨南大學(xué)，2010年碩士論文《微波改性秸桿纖維制備聚烯烴復(fù)合材料的研究》；欒立醒，華東理工大學(xué)，2011年博士論文《聚丙烯/天然海藻纖維復(fù)合材料的制備及性能研究》等等。中國專利申請?zhí)?01010126234. 2也公開了一種天然纖維復(fù)合材料及其制備方法，該天然纖維復(fù)合材料由主要包括以下的重量份配比的組分制備水性樹脂14 135份、天然纖維100 500份、硬化劑O. 3 5份、相轉(zhuǎn)移催化劑 O. 01 5份、填充物50 500份和水100 200份。該發(fā)明僅使用少量高分子樹脂即可將天然纖維完全包覆，獲得防水性能極佳的天然纖維復(fù)合材料；改性后之天然纖維可用于防水性纖維板，電木粉填料及塑木復(fù)材之原料。但是關(guān)于注塑級天然纖維復(fù)合材料卻罕見有報(bào)道。所能檢索到的較相關(guān)文獻(xiàn)是中國專利申請?zhí)?00680021214. O待注射成型的材料、 其方法及其用途，該專利涉及一種待通過注塑方法制備的合適的復(fù)合材料以及復(fù)合材料的注塑方法。按照該發(fā)明方法，復(fù)合材料通過進(jìn)行以下步驟制備(I)使天然纖維長度均勻；(II)對天然纖維和木質(zhì)纖維素殘?jiān)?如果存在)的表面進(jìn)行處理；(III)預(yù)混合復(fù)合材料的組分；(IV)將復(fù)合材料擠出并造粒；和(V)將復(fù)合材料注射成型來構(gòu)造部件。
目前現(xiàn)有天然纖維復(fù)合材料制備工藝主要以擠出成型、熱壓成型和擠壓成型工藝為主，主要用于生產(chǎn)板材類制品，對于成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的注塑制件受到很大的制約，主要問題是由于加入大量的天然纖維的復(fù)合材料流動性差，制件強(qiáng)度低，外觀質(zhì)量差。因此現(xiàn)有的天然纖維復(fù)合材料并不適合于制造注塑制品。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，為解決加入大量的天然纖維的復(fù)合材料流動性差，制件強(qiáng)度低， 外觀質(zhì)量差的問題，改變天然纖維復(fù)合材料不適應(yīng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的注塑制件的現(xiàn)狀。本發(fā)明提供一種注塑級天然纖維復(fù)合材料及其制備方法，本方法流程簡單、連續(xù)、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
本發(fā)明可通過如下具體方式來實(shí)現(xiàn)
—種注塑級天然纖維復(fù)合材料，它由主要包括以下的重量份配比的組分制備熱塑性樹脂100份、天然纖維5 50份、抗沖改性劑O 20份、無機(jī)填料O 30份、抗老化劑O. I 5份、加工助劑O 10份，其中
所述的熱塑性樹脂為聚乳酸、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、馬來酸酐接枝改性聚丙烯、馬來酸酐改性聚烯烴、乙烯-丙烯酸脂共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸鹽共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、抗沖擊聚苯乙烯、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝的改性抗沖擊聚苯乙烯丙烯腈-苯乙烯共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝改性的高抗沖聚苯乙烯、馬來酸酐接枝改性的丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物中的至少一種；
所述的天然纖維為麻纖維、棉纖維、木纖維、竹纖維、椰纖維、秸桿纖維、稻殼纖維的至少一種；
所述的抗沖改性劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙丙橡膠、腈基-丁二烯橡膠、三元乙丙橡膠、順丁橡膠、丙烯酸系樹脂、聚烯烴彈性體、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸鹽共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物的至少一種；
所述的無機(jī)填料為碳酸鈣、蒙脫土、滑石粉、玻璃纖維、玻璃微球的至少一種；
所述的抗老化劑為亞磷酸三苯酯、[3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戌四醇酯和(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯的至少一種。
所述的加工助劑為潤滑劑或分散劑。優(yōu)選的，所述潤滑劑選自脂肪酸鹽和脂肪酸酰胺的至少一種。優(yōu)選的，所述的分散劑選自石蠟、低分子量聚乙烯、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、 硬脂酸酰胺、甲撐雙硬脂酸酰胺和N，N’ -乙撐雙硬脂酰胺中的至少一種。
所述的天然纖維經(jīng)過偶聯(lián)劑處理的天然纖維。優(yōu)選的，所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
優(yōu)選的，所述的天然纖維長度或粒徑均小于3mm。
所述的一種注塑級天然纖維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟
(I)將天然纖維加入硅烷偶聯(lián)劑濃度為f 10%的水溶液浸泡Γ8小時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑溶液用量為完全浸沒天然纖維且液面高度離天然纖維不超過2cm，將天然纖維過濾出來，并放入干燥箱中105°C條件下烘干，或直接將加入了硅烷偶聯(lián)劑濃度為f 10%的水溶液浸泡過Γ8小時(shí)的天然纖維放入干燥箱中105°C條件下烘干，獲得處理后的天然纖維備用；
(2)將按配比稱量好的熱塑性樹脂、處理后的天然纖維、和其它加工助劑置于高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為500 2000rpm，常溫下混合30 1000秒；
(3)將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在螺桿的高速剪切，混煉和輸送下，經(jīng)熔融擠出、造粒后得到復(fù)合材料；所述雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料口到模頭各區(qū)的溫度為100 2200C ;所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速5(T250rpm。
優(yōu)選的，將步驟(3)中混合好的原料通過雙螺桿擠出機(jī)側(cè)進(jìn)料進(jìn)行加入。
本發(fā)明的積極效果是，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用天然纖維這些價(jià)廉的再生資源，工藝簡單，而且具有可生物降解性，有利于環(huán)保，屬于環(huán)境友好材料；還可以增加天然纖維產(chǎn)品的附加值，具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值；通過注塑工藝用于汽車產(chǎn)品，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)例如汽車工業(yè)中的較復(fù)雜的零件注塑制造，降低成本；天然纖維的密度較人造纖維低，制備出的復(fù)合材料密度也低，可以實(shí)現(xiàn)輕量化。本發(fā)明解決了加入大量的天然纖維的復(fù)合材料流動性差， 制件強(qiáng)度低，外觀質(zhì)量差的問題。改變天然纖維復(fù)合材料不適應(yīng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的注塑制件的現(xiàn)狀。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I、一種注塑級天然纖維復(fù)合材料
一種注塑級天然纖維復(fù)合材料，包括以下的重量份配比的組分制備
聚丙烯(熱塑性樹脂)IOkg ；
平均長度或粒徑均小于3mm的木纖維(天然纖維)500g ；
亞磷酸三苯酯(抗老化劑)10g。
所述的天然纖維經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理。
實(shí)施例2、一種注塑級天然纖維復(fù)合材料
一種注塑級天然纖維復(fù)合材料，包括以下的重量份配比的組分制備
聚丙烯(熱塑性樹脂)IOkg ；
平均長度或粒徑均小于3mm的木纖維(天然纖維)5kg ；
亞磷酸三苯酯(抗老化劑)500g。
所述的天然纖維經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理。
實(shí)施例3、一種注塑級天然纖維復(fù)合材料
一種注塑級天然纖維復(fù)合材料；包括以下的重量份配比的組分制備
聚丙烯(熱塑性樹脂)IOkg ；
平均長度或粒徑均小于3mm的木纖維(天然纖維)2. 5kg ；
亞磷酸三苯酯(抗老化劑)250g。
所述的天然纖維經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理。
實(shí)施例4、一種注塑級天然纖維復(fù)合材料
一種注塑級天然纖維復(fù)合材料，包括以下的重量份配比的組分制備
聚乙烯(熱塑性樹脂)IOkg ；
平均長度或粒徑均小于3mm的竹纖維(天然纖維)5kg ；
乙丙橡膠(抗沖改性劑)2kg ；
碳酸鈣(無機(jī)填料)3kg ；
亞磷酸三苯酯(抗老化劑)500g ；
脂肪酸酰胺(潤滑劑)500g ；
N, N’ -乙撐雙硬脂酰胺(分散劑)500g。
實(shí)施例5、一種注塑級天然纖維復(fù)合材料
一種注塑級天然纖維復(fù)合材料，包括以下的重量份配比的組分制備
聚乳酸Ikg (熱塑性樹脂)，聚氯乙烯4. 5kg (熱塑性樹脂)，聚乙烯4. 5kg (熱塑性樹脂);
平均長度或粒徑均小于3mm的麻纖維(天然纖維)Ikg,棉纖維(天然纖維)Ikg,木纖維(天然纖維)1kg，竹纖維(天然纖維)1kg，椰纖維(天然纖維)Ikg ；
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(抗沖改性劑)500g,腈基-丁二烯橡膠(抗沖改性劑)500g，三元乙丙橡膠(抗沖改性劑)500g,乙丙橡膠(抗沖改性劑)500g ；
蒙脫土 (無機(jī)填料)500g,滑石粉(無機(jī)填料)500g,玻璃纖維(無機(jī)填料)500g,玻璃微球(無機(jī)填料)500g，碳酸韓(無機(jī)填料)50g ；
[3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戌四醇酯(抗老化劑)100g，(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗老化劑)200g,亞磷酸三苯酯(抗老化劑)200g ；
脂肪酸鹽25g (潤滑劑)，脂肪酸酰胺(潤滑劑)250g ；
石蠟50g (分散劑)、低分子量聚乙烯50g (分散劑)、硬脂酸鈣50g (分散劑)、硬脂酸鋅50g (分散劑)、硬脂酸酰胺50g (分散劑)、甲撐雙硬脂酸酰胺IOOg (分散劑)，N，N’_乙撐雙硬脂酰胺(分散劑)150g。
所述的天然纖維經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理。
實(shí)施例6、一種注塑級天然纖維復(fù)合材料
一種注塑級天然纖維復(fù)合材料，包括以下的重量份配比的組分制備
聚丙烯Ikg (熱塑性樹脂)，聚苯乙烯Ikg (熱塑性樹脂)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物Ikg (熱塑性樹脂)，馬來酸酐接枝改性聚丙烯Ikg (熱塑性樹脂)，馬來酸酐改性聚烯烴Ikg (熱塑性樹脂)，乙烯-丙烯酸鹽共聚物I. 25kg (熱塑性樹脂)，乙烯-醋酸乙烯共聚物I. 25kg (熱塑性樹脂)，抗沖擊聚苯乙烯I. 25kg (熱塑性樹脂)，馬來酸酐接枝改性的丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物I. 25kg (熱塑性樹脂)；
平均長度或粒徑均小于3mm的麻纖維(天然纖維)500g,棉纖維(天然纖維)500g, 木纖維(天然纖維)2kg;
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(抗沖改性劑)Ikg ；
蒙脫土 (無機(jī)填料)750g,滑石粉(無機(jī)填料)750g ；
[3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戌四醇酯(抗老化劑)100g，(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗老化劑)200g ；
脂肪酸鹽130g (潤滑劑)，脂肪酸酰胺(潤滑劑)220g ；甲撐雙硬脂酸酰胺IOOg (分散劑)，N, N’ -乙撐雙硬脂酰胺(分散劑)150g。
所述的天然纖維經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理。
實(shí)施例7、一種注塑級天然纖維復(fù)合材料
一種注塑級天然纖維復(fù)合材料，包括以下的重量份配比的組分制備
所述的熱塑性樹脂為乙烯-丙烯酸鹽共聚物2kg (熱塑性樹脂)，乙烯-醋酸乙烯共聚物Ikg (熱塑性樹脂)，抗沖擊聚苯乙烯Ikg (熱塑性樹脂)、苯乙烯-馬來酸酐共聚物 Ikg (熱塑性樹脂)，馬來酸酐接枝的改性抗沖擊聚苯乙烯丙烯腈-苯乙烯共聚物Ikg (熱塑性樹脂),苯乙烯-馬來酸酐共聚物Ikg (熱塑性樹脂)，馬來酸酐接枝改性的高抗沖聚苯乙烯3kg (熱塑性樹脂)；
平均長度或粒徑均小于3mm的麻纖維(天然纖維)750g,棉纖維(天然纖維)750g ；
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(抗沖改性劑)I. 25kg ；
蒙脫土 (無機(jī)填料)750g,滑石粉(無機(jī)填料)750g ；
[3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戌四醇酯(抗老化劑)100g，(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗老化劑)200g ；
脂肪酸鹽20g (潤滑劑)，脂肪酸酰胺(潤滑劑)200g ；甲撐雙硬脂酸酰胺IOOg (分散劑)，N, N’ -乙撐雙硬脂酰胺(分散劑)150g。
所述的天然纖維經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理。
實(shí)施例8、一種注塑級天然纖維復(fù)合材料的制備方法
—種注塑級天然纖維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟
(I)將平均長度或粒徑均小于3mm的木纖維(天然纖維)500g ;加入硅烷偶聯(lián)劑濃度為1%的水溶液浸泡4小時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑溶液用量為剛好浸沒天然纖維，將天然纖維過濾出來，并放入干燥箱中105°C條件下烘干，獲得處理后的天然纖維備用。
(2)將聚丙烯(熱塑性樹脂)IOkg ;亞磷酸三苯酯(抗老化劑)IOg ;處理后的天然纖維在轉(zhuǎn)速為500rpm，常溫下混合30秒。
(3)雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料口到模頭各區(qū)的溫度為100°C;所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速50rpm。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在螺桿的高速剪切，混煉和輸送下，經(jīng)熔融擠出、造粒后得到聚丙烯木纖維復(fù)合材料。
實(shí)施例9、一種注塑級天然纖維復(fù)合材料的制備方法
一種注塑級天然纖維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟
(I)將平均長度或粒徑均小于3_的木纖維(天然纖維)5kg ;加入硅烷偶聯(lián)劑濃度為I的水溶液浸泡8小時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑溶液用量為完全浸沒天然纖維且液面高度離天然纖維1cm，將天然纖維過濾出來，并放入干燥箱中105°C條件下烘干，獲得處理后的天然纖維備用。
(2)將聚丙烯(熱塑性樹脂)IOkg ;亞磷酸三苯酯(抗老化劑)500g ;處理后的天然纖維在轉(zhuǎn)速為2000rpm，常溫下混合100秒。
(3)雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料口到模頭各區(qū)的溫度為220°C;所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速250rpm。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在螺桿的高速剪切，混煉和輸送下，經(jīng)熔融擠出、造粒后得到聚丙烯木纖維復(fù)合材料。
實(shí)施例10、一種注塑級天然纖維復(fù)合材料的制備方法
一種注塑級天然纖維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟
(I)將平均長度或粒徑均小于3mm的秸桿纖維(天然纖維)Ikg,棉纖維(天然纖維) lkg，木纖維(天然纖維)1kg，竹纖維(天然纖維)1kg，椰纖維(天然纖維)Ikg ;加入硅烷偶聯(lián)劑濃度為5%的水溶液浸泡6小時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑溶液用量為完全浸沒天然纖維且液面高度離天然纖維高度2cm，直接將加入了硅烷偶聯(lián)劑濃度為f 10%的水溶液浸泡過Γ8小時(shí)的天然纖維放入干燥箱中105°C條件下烘干，獲得處理后的天然纖維備用；
(2)將按配比稱量好的聚乳酸Ikg (熱塑性樹脂)，聚氯乙烯4，5kg (熱塑性樹脂)， 聚乙烯4. 5kg (熱塑性樹脂)；
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(抗沖改性劑)500g,腈基-丁二烯橡膠(抗沖改性劑)500g，三元乙丙橡膠(抗沖改性劑)500g,乙丙橡膠(抗沖改性劑)500g ；
蒙脫土 (無機(jī)填料)500g,滑石粉(無機(jī)填料)500g,玻璃纖維(無機(jī)填料)500g,玻璃微球(無機(jī)填料)500g，碳酸韓(無機(jī)填料)500g ；
[3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戌四醇酯(抗老化劑)100g，(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗老化劑)200g,亞磷酸三苯酯(抗老化劑)200g ；
脂肪酸鹽250g (潤滑劑)，脂肪酸酰胺(潤滑劑)250g ；
石蠟50g (分散劑)、低分子量聚乙烯50g (分散劑)、硬脂酸鈣50g (分散劑)、硬脂酸鋅50g (分散劑)、硬脂酸酰胺50g (分散劑)、甲撐雙硬脂酸酰胺IOOg (分散劑)，N，N’_乙撐雙硬脂酰胺(分散劑)150g;
以及處理后的天然纖維置于高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為1500rpm，常溫下混合600 秒；
(3)將混合好的原料通過雙螺桿擠出機(jī)側(cè)進(jìn)料進(jìn)行加入。雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料口到模頭各區(qū)的溫度為180°C ;所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速180rpm。原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在螺桿的高速剪切，混煉和輸送下，經(jīng)熔融擠出、造粒后得到復(fù)合材料。
實(shí)施例10、一種注塑級天然纖維復(fù)合材料的制備方法
一種注塑級天然纖維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟
(I)將平均長度或粒徑均小于3mm的麻纖維(天然纖維)750g,棉纖維(天然纖維) 750g ;加入硅烷偶聯(lián)劑濃度為10%的水溶液浸泡8小時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑溶液用量為剛好完全浸沒天然纖維，過濾后將天然纖維放入干燥箱中105°C條件下烘干，獲得處理后的天然纖維備用。
(2)將按配比稱量好的所述的熱塑性樹脂為乙烯-丙烯酸鹽共聚物2kg (熱塑性樹脂)，乙烯-醋酸乙烯共聚物Ikg (熱塑性樹脂)，抗沖擊聚苯乙烯Ikg (熱塑性樹脂)、苯乙烯-馬來酸酐共聚物Ikg (熱塑性樹脂)，馬來酸酐接枝的改性抗沖擊聚苯乙烯丙烯腈-苯乙烯共聚物Ikg (熱塑性樹脂)，苯乙烯-馬來酸酐共聚物Ikg (熱塑性樹脂)，馬來酸酐接枝改性的高抗沖聚苯乙烯3kg (熱塑性樹脂)；
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(抗沖改性劑)I. 25kg ；
蒙脫土 (無機(jī)填料)750g，滑石粉(無機(jī)填料)750g ；
[3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戌四醇酯(抗老化劑)100g，(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗老化劑)200g ；
脂肪酸鹽200g (潤滑劑)，脂肪酸酰胺(潤滑劑)200g ；甲撐雙硬脂酸酰胺IOOg (分散劑)，N, N’ -乙撐雙硬脂酰胺(分散劑)150g。
以及處理后的天然纖維置于高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為1500rpm，常溫下混合600 秒；
(3)將混合好的原料通過雙螺桿擠出機(jī)側(cè)進(jìn)料進(jìn)行加入。雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料口到模頭各區(qū)的溫度為160°C;所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速75rpm。原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在螺桿的高速剪切，混煉和輸送下，經(jīng)熔融擠出、造粒后得到復(fù)合材料。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
實(shí)施例11、天然纖維復(fù)合材料制備及性能測試
本實(shí)施例中涉及的檢測項(xiàng)目及檢測標(biāo)準(zhǔn)來自《非金屬材料及其零部件性能安全認(rèn)證規(guī)則》(CQC13-036047-2009)。樣品制備方法如下
(I)將天然纖維(稻殼纖維、麻纖維)加入含4%硅烷偶聯(lián)劑水溶液浸泡4小時(shí)后， 將天然纖維過濾出來，并放入干燥箱中105°C條件下烘干。烘干后恒溫2小時(shí)。
(2)分別準(zhǔn)確稱如表I中物料配比的量。
(3)將以上稱量的各物料加入高速混合機(jī)中，低速混合3分鐘，再高速混合2分鐘， 物料實(shí)際溫度由30°C升高到38°C，得到均一的混合料。
(4)將此混合料在雙螺桿造粒機(jī)上進(jìn)行擠出造粒，進(jìn)料口到模頭各區(qū)的實(shí)際溫度為17(Tl80°C，熔溫184°C，螺桿轉(zhuǎn)速為85rpm。
(5)將復(fù)合粒子注塑成標(biāo)準(zhǔn)測試樣條，進(jìn)行拉伸、彎曲、沖擊、密度等性能測試，如表2。
(6)再將粒子在105°C下烘干2小時(shí)，本實(shí)施例將所制備的天然纖維復(fù)合材料注塑成汽車制品，門護(hù)板部件。注塑工藝與傳統(tǒng)PP材料工藝一致，所測粒子的熔融指數(shù)(200°c， 5kg)分別為 llg/10min、8g/10min、3g/10min,流動性較好。
表I天然纖維復(fù)合材料配制表
權(quán)利要求
1.一種注塑級天然纖維復(fù)合材料，它由主要包括以下的重量份配比的組分制備熱塑性樹脂100份、天然纖維5 50份、抗沖改性劑0 20份、無機(jī)填料0 30份、抗老化劑0.I 5份、加工助劑0 10份，其中 所述的熱塑性樹脂為聚乳酸、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、馬來酸酐接枝改性聚丙烯、馬來酸酐改性聚烯烴、乙烯-丙烯酸脂共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸鹽共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、抗沖擊聚苯乙烯、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝的改性抗沖擊聚苯乙烯丙烯腈-苯乙烯共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝改性的高抗沖聚苯乙烯、馬來酸酐接枝改性的丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物中的至少一種； 所述的天然纖維為麻纖維、棉纖維、木纖維、竹纖維、椰纖維、秸桿纖維、稻殼纖維的至少一種； 所述的抗沖改性劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙丙橡膠、腈基-丁二烯橡膠、三元乙丙橡膠、順丁橡膠、丙烯酸系樹脂、聚烯烴彈性體、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸鹽共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物的至少一種； 所述的無機(jī)填料為碳酸鈣、蒙脫土、滑石粉、玻璃纖維、玻璃微球的至少一種； 所述的抗老化劑為亞磷酸三苯酯、[3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戌四醇酯和(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯的至少一種。
所述的加工助劑為潤滑劑或分散劑。
2.如權(quán)利要求I所述的注塑級天然纖維復(fù)合材料，其中，所述潤滑劑選自脂肪酸鹽和脂肪酸酰胺的至少一種。
3.如權(quán)利要求I所述的注塑級天然纖維復(fù)合材料，其中，所述的分散劑選自石蠟、低分子量聚乙烯、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸酰胺、甲撐雙硬脂酸酰胺和N，N’ -乙撐雙硬脂酰胺中的至少一種。
4.如權(quán)利要求I所述的注塑級天然纖維復(fù)合材料，其中，所述的天然纖維經(jīng)過偶聯(lián)劑處理的天然纖維。
5.如權(quán)利要求4所述的注塑級天然纖維復(fù)合材料，其中，所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
6.如權(quán)利要求I所述的注塑級天然纖維復(fù)合材料，其中，所述的天然纖維長度或粒徑均小于3mm。
7.如權(quán)利要求I所述的注塑級天然纖維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟 (1)將天然纖維加入硅烷偶聯(lián)劑濃度為廣10%的水溶液浸泡41小時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑溶液用量為完全浸沒天然纖維且液面高度離天然纖維不超過2cm，將天然纖維過濾出來，并放入干燥箱中105°C條件下烘干，或直接將加入了硅烷偶聯(lián)劑濃度為f 10%的水溶液浸泡過4 8小時(shí)的天然纖維放入干燥箱中105°C條件下烘干，獲得處理后的天然纖維備用； (2)將按配比稱量好的熱塑性樹脂、處理后的天然纖維、和其它加工助劑置于高速混合機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為500 2000rpm，常溫下混合30 1000秒； (3)將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在螺桿的高速剪切，混煉和輸送下，經(jīng)熔融擠出、造粒后得到復(fù)合材料；所述雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料口到模頭各區(qū)的溫度為100 2200C ;所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速5(T250rpm。
8.如權(quán)利要求7所述的注塑級天然纖維復(fù)合材料制備方法，其中，所述的步驟(3)中混合好的原料·通過雙螺桿擠出機(jī)側(cè)進(jìn)料進(jìn)行加入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種天然纖維復(fù)合材料及其制備方法。復(fù)合材料主要包括以下的重量份配比的組分熱塑性樹脂100份、天然纖維5～50份、抗沖改性劑0～20份、無機(jī)填料0～30份、抗老化劑0.1～5份、加工助劑0～10份。復(fù)合材料的制備方法是將天然纖維加入硅烷偶聯(lián)劑水溶液浸泡，后烘干再和其它加工助劑置于高速混合機(jī)中混合，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出、造粒后得到復(fù)合材料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，工藝簡單，利于環(huán)保。更重要的是，解決了加入大量的天然纖維的復(fù)合材料流動性差，制件強(qiáng)度低，外觀質(zhì)量差的問題。改變天然纖維復(fù)合材料不適應(yīng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的注塑制件的現(xiàn)狀。
文檔編號C08L23/12GK102977460SQ20121053568
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者唐少俊, 張正光 申請人:奇瑞汽車股份有限公司