[发明专利]一种高模量植物纤维/聚丙烯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于植物纤维填充改性聚丙烯技术领域，具体涉及一种高模量植物纤维/聚丙烯复合材料的制备方法。

背景技术

传统的纤维增强复合材料是由聚丙烯纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维或碳纤维等化学纤维组成的，它们一般都存在着耗能大、造价高、易污染环境等问题。天然植物纤维复合材料是以天然植物纤维作增强材料，树脂作基体的一种复合材料；天然植物纤维具有价廉、可回收、可降解、可再生等优点，并具有一般纤维的强度和刚度，且比重较小，比强度、比刚度均较高；以天然植物纤维为增强基的复合材料价格较低，密度小、强度良好、热性能优良。

但是，可作增强基的天然植物纤维的种类很多, 纤维素纤维主要有木材、棉纤维、竹纤维等；茎秆类纤维主要有稻草、麦秆、玉米秆等。由于现有植物纤维增强复合材料的技术不足，与玻璃纤维、碳纤维，无机填料等传统的增强材料相比,天然植物纤维增强复合材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度等力学性能达不到应用要求。专利申请号201210393261.5《一种植物纤维木塑复合材料及其制备方法》。这些制备方法没有很好的解决复合材料界面弱，相容性差等技术问题，植物纤维增强效果不显著。专利申请号201510968817.2《一种高强度聚丙烯玻纤复合材料及其制备方法》，玻纤增强复合材料的研究比较透彻，产品性能优异，但材料热性能差、不环保等。

本发明加入了两种牌号聚丙烯材料BX3900和B8101以及植物纤维，调整三者比例能优化改性树脂的性能，从而制备出一种模量高、力学性能高的植物纤维/聚丙烯复合材料。弯曲模量越高，刚性越大，适用于紧密仪器的制造，应用范围较广。

发明内容

本发明克服现有技术中的不足，提供一种成本低、环保、力学性能好的植物纤维/聚丙烯复合材料，以替代目前市场上的滑石粉/聚丙烯复合材料。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

其原料组分按重量计，配方如下：不同牌号聚丙烯树脂60-80份、植物纤维粉末25~35份(目数为150目~300目)、相容剂2~5份、偶联剂1~3份、白油1~2份、硬脂酸钙0.2~0.4份。

本发明所述的一种高模量植物纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其方法包括以下步骤：

（1）将植物纤维粉末放在烘箱中60℃烘干24小时。然后称取25~35份植物纤维粉末备用；

（2）称取60~80份的两种牌号聚丙烯树脂，2~5份相容剂、1~3份偶联剂、1~2份白油、硬脂酸钙0.2~0.4份，同时加入步骤（1）中的植物纤维粉末，在高混机中共混3次，每次约10s；

（3）将步骤（2）所得物料加入双螺杆挤出机，在温度170~180℃、转速260~300r/min、主喂料频率7-9HZ、侧喂料频率0HZ的工艺条件下造粒，制备本发明所述的植物纤维/聚丙烯复合材料。

本发明所述的一种高模量植物纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，具有以下优点：

1、本发明涉及的植物纤维/聚丙烯复合材料是采用的植物纤维粉末作为原料，密度低、来源广泛易得且环保、价格低廉，能够使资源得到合理地开发与利用，具有显著的社会价值和经济价值；

2、本发明制备的聚丙烯/植物纤维复合材料密度小且具有良好的机械性能、耐热性能，可应用于汽车轻量化材料达到节能减排的目的，降低环境污染；

3、本发明涉及的聚丙烯/植物纤维复合材料能够在双螺杆挤出机中一步完成，制备工艺简单且易于操作，适合大规模工业化生产；

4、本发明制备出产品具有高模量的特点，具有很大的应用价值。

具体实施方式

实施例中所用的原材料，除特殊说明外，实施例中各组分都为重量份。

实施例1

（1）将稻壳粉放在烘箱中60℃烘干24小时。然后称取25~35份稻壳粉备用；

（2）称取60~80份的两种牌号聚丙烯树脂，2~5份相容剂、1~3份偶联剂、1~2份白油、硬脂酸钙0.2~0.4份，同时加入步骤（1）中的稻壳粉，在高混机中共混3次，每次约10s；

（3）将步骤（2）所得物料加入双螺杆挤出机，在温度170~180℃、转速260~300r/min、主喂料频率7-9HZ、侧喂料频率0HZ的工艺条件下造粒，制备本发明所述的植物纤维/聚丙烯复合材料。

对本实施例中制得的植物纤维/聚丙烯复合材料进行检测，包括冲击强度、拉伸强度、弯曲强度在内的质量指标，检测结果如下：