[发明专利]一种界面增容、阻燃的植物纤维增强织物的处理方法

说明书

技术领域

本发明是一种界面增容、阻燃的植物纤维增强织物的处理方法，属于复合材料制备技术领域，涉及一种界面增容单功能和界面增容-阻燃双功能的连续植物纤维改性处理技术，以及其在复合材料中的应用技术。

背景技术

植物纤维来源广泛，价格相对低廉，纤维力学性能相比玻璃纤维较低，在复合材料的应用中，存在纤维和树脂基体界面相容性差问题，更进一步降低复合材料制件的力学性能。而在防火要求高的环境，植物纤维易燃性的特点阻止了其应用，因此对植物纤维进行阻燃处理并提高其基本力学性能是两大关键。

发明专利“植物纤维复合玻璃钢材料及其制备工艺”(申请号200610150159.7)、发明专利“一种植物纤维聚丙烯复合材料及制备方法”(申请号200410028501.7)、发明专利“聚乙烯纤维-植物纤维复合材料的热压制造方法”(申请号200810064906.4)、以及发明专利“一种植物纤维复合人造板及其生产工艺”(申请号200610062751.1)中，植物纤维以粉末或短纤维的方式填充或增强复合材料，植物纤维并没有经过处理，因此其界面相容性差，复合材料制品力学性能较低。

因此为提高植物纤维增强复合材料的力学和阻燃性能，使其得到更广泛的应用，开发一种具有界面增容功能和界面增容-阻燃双功能的植物纤维增强织物就显得格外重要，本发明专利就是针对这个需求而提出来的。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术的状况而设计提供了一种界面增容、阻燃的植物纤维增强织物的处理方法，其目的是发展一种针对植物纤维的界面增容技术以及阻燃处理技术，并将其落实在连续植物纤维织物这种工业品种上，从而为复合材料行业提供通用的预制织物增强材料，包括单功能的界面增容连续植物纤维增强织物和双功能的界面增容-阻燃连续植物纤维增强织物等，利用这种预制织物材料，可以规模化地生产植物纤维织物增强的“绿色”复合材料产品。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：该种树脂基复合材料用界面增容单功能和界面增容-阻燃双功能的连续植物纤维增强的织物及其改性处理技术、以及利用这种技术制备的工业化织物产品，然后用其制备连续植物纤维织物增强复合材料。所选商品化的连续植物纤维工业织物为苎麻、亚麻、黄麻、大麻、剑麻或红麻。优选的硅烷偶联剂的商品牌号为A151(乙烯基三乙氧基硅烷)、KH570(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)、KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、KH560(γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)。优选的氮磷系阻燃剂为ZR-PZM型膨胀阻燃剂(山东省青州市化工厂)、TZ-01氮磷系通用阻燃剂(富阳天扬贸易有限公司)、TPU-1(连云港方和化工有限公司)、Newray 911(常州市纽雷阻燃剂厂)、一号液体阻燃剂(上海旭森消烟阻燃剂有限责任公司)。

该种界面增容、阻燃的植物纤维增强织物的处理方法，其特征在于，该方法的步骤是：

(1)用浓度为重量百分比为2～6％硅烷偶联剂水溶液浸渍植物纤维工业织物，织物干燥后，得到界面增容单功能植物纤维工业化织物；或者用浓度为重量百分比为0.1～1％的高锰酸钾水溶液浸渍，织物干燥后，再用水浸渍植物纤维织物除去高锰酸钾，同样得到界面增容单功能植物纤维工业化织物。

(2)用浓度为重量百分比为7～20％的阻燃剂水溶液浸渍步骤(1)中得到的界面增容单功能植物纤维工业化织物，织物干燥后，得到界面增容-阻燃双功能植物纤维工业化织物。

将上述界面增容单功能或界面增容-阻燃双功能植物纤维工业化织物用常见的基体树脂如酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯等浸渍，可以得到热固性树脂的植物纤维织物预浸料，然后用模压工艺或热压罐工艺制备复合材料。

将上述界面增容单功能或界面增容-阻燃双功能植物纤维工业化织物用作液态成型复合材料的增强材料，与液态成型的低黏度的酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯等复合，得到一种液态成型的热固性复合材料。

本发明技术方案的特点是：

1.针对植物纤维复合材料相比玻璃纤维复合材料较低的力学性能，从材料结构设计出发，通过使用连续植物纤维织物来提高复合材料的整体力学性能，又通过表面增容处理来提高植物纤维与工业树脂的界面黏结性能；

2.植物纤维易燃，为此，在表面增容处理的同时，进一步发展了一种植物纤维阻燃处理的技术与方法，从而形成一套完整的植物纤维阻燃与表面增容的处理技术；