[发明专利]一种秸秆强化复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及植物纤维增强复合材料的技术领域，尤其是涉及一种秸秆强化复合材料及其制备方法。

背景技术

天然纤维复合材料(简称NFRP)是利用天然纤维与热塑性树脂基体或热固性树脂基体复合而成的一种新型材料，随着全球工业化合高科技的发展，人类面临更严峻的环境和能源压力，秸秆是我国比较丰富的资源，可以充分利用其性能。

针对纤维复合材料是一类由植物纤维材料与聚合物材料复合而形成的新型材料,植物纤维材料与聚合物材料之间形成良好的界面结合是获得具有优良胜能纤维复合材料纤维复合材料的关键，而现有的技术中，还未提出以化学键将秸秆纤维与高分子基体连接起来,在无机物质和有机物质的界面之间形成一个“过渡层”,从而提高秸秆纤维与高分子基体的复合能力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种秸秆强化复合材料，包括以下组分：秸秆纤维粉末40％－60％、塑料原料30％－50％、偶联剂10％－20％，所述偶联剂为异氰脲酸三烯丙脂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或者两种的结合。

优选的，所述塑料原料为聚乙烯或者氯化聚乙烯。

一种秸秆强化复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)取新鲜秸秆，进行干燥，粉碎，采用微波进行进行第一次辐射处理，辐射时间4-6分钟，得到秸秆纤维微粉；

2)取1)中的秸秆纤维微粉分成4份至容器中分为：a组、b组、c组、d组；

3)将异氰脲酸三烯丙脂用乙醇稀释后加入a组中，硅烷偶联剂用乙醇稀释后加入b组中，钛酸酯偶联剂用乙醇稀释后加入c组中，将异氰脲酸三烯丙脂与钛酸酯偶联剂按比例混合，用乙醇稀释后加入d组；

4)将3)中的a组、b组、c组、d组混合物使用微波进行二次辐射处理，辐射时间4-6分钟；

5)取塑料原料，同时将a组、b组、c组、d组混合物按比例加入后，进行加热，加热温度为200℃-300℃，放入模型挤压成型后冷却。

优选的，所述异氰脲酸三烯丙脂与钛酸酯偶联剂的比例为2-5:1。

优选的，所述a组、b组、c组、d组混合物的混合比例为：0-1:1-4:0-5:0-4。

优选的，所述微波的频率为2500MHZ，功率为800W。

优选的，所述硅烷偶联剂占秸秆纤维微粉的2％－5％。

优选的，所述钛酸酯偶联剂占秸秆纤维微粉的1％－3％。

优选的，所述异氰脲酸三烯丙脂与钛酸酯偶联剂占秸秆纤维微粉的3％－5％。

本发明提出的秸秆强化复合材料及其制备方法有以下有益效果：本发明通过对秸秆纤维表面的改性处理微波改性时间和功率对改性效果有着直接的影响，并配合偶联剂使用，钛酸酯偶联剂具有长碳键烷烃基,较为柔软,能和有机聚合物进行弯曲缠结,使有机物和无机物的相容性得到改善,提高材料的抗冲击强度，使用硅烷偶联剂结合微波作用,把两种性质悬殊的材料连接在一起,起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。

实施例1

一种秸秆强化复合材料，包括以下组分：秸秆纤维粉末40％、塑料原料30％、偶联剂10％，所述偶联剂为异氰脲酸三烯丙脂。

优选的，所述塑料原料为聚乙烯。

实施例2

一种秸秆强化复合材料，包括以下组分：秸秆纤维粉末60％、塑料原料50％、偶联剂20％，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

优选的，所述塑料原料为聚乙烯。

实施例3

一种秸秆强化复合材料，包括以下组分：秸秆纤维粉末50％、塑料原料40％、偶联剂15％，所述偶联剂为异氰脲酸三烯丙脂和钛酸酯偶联剂结合，异氰脲酸三烯丙脂和钛酸酯偶联剂的比例为2:1。

优选的，所述塑料原料为氯化聚乙烯。

实施例4

一种秸秆强化复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)取新鲜秸秆，进行干燥，粉碎，采用微波进行进行第一次辐射处理，辐射时间4分钟，得到秸秆纤维微粉；

2)取1)中的秸秆纤维微粉分成4份至容器中分为：a组、b组、c组、d组；

3)将异氰脲酸三烯丙脂用乙醇稀释后加入a组中，硅烷偶联剂用乙醇稀释后加入b组中，钛酸酯偶联剂用乙醇稀释后加入c组中，将异氰脲酸三烯丙脂与钛酸酯偶联剂按比例混合，用乙醇稀释后加入d组；

4)将3)中的a组、b组、c组、d组混合物使用微波进行二次辐射处理，辐射时间4分钟；