[发明专利]一种玄武岩织物增强聚乳酸复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种玄武岩织物增强聚乳酸复合材料，其特征在于：包括以下原料：

聚乳酸：HO[OCCH(CH₃)O]₈₂₅H 60g-80g

玄武岩织物：30g-40g

碱性洗液：40g-250g

硅烷水解溶剂：800mL-1000mL

聚乳酸的溶剂：200mL~250mL

硅烷偶联剂：10-200mL

交联剂：20g-25g

固化剂：10g-20g；

所述玄武岩织物的组分及质量百分比为：SiO₂：51.6-59.3%，Al₂O₃：14.3-18.3%，Fe_xO_y：9.0-14.0%，CaO：5.9-9.4%，MgO：3.0-6.1%，Na₂O和K₂O：3.6-5.2%，其余为不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的玄武岩织物增强聚乳酸复合材料，其特征在于：

所述碱性洗液包括氢氧化钠或氢氧化钾；

硅烷水解溶剂包括水、甲醇、乙醇、水和乙醇混合液、异丙醇中的一种；

聚乳酸的溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、丙酮或乙酸乙酯中的一种；

硅烷偶联剂包括KH550、KH560、KH570中的一种；

交联剂包括苯乙烯、过氧化二异丙苯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种；

固化剂包括过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰二丁酯糊中的一种。

3.一种权利要求1~2任一项所述的玄武岩织物增强聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：首先对玄武岩织物表面进行改性预处理，然后采用模压成型工艺法将聚乳酸树脂与玄武岩织物很好的结合。

4.根据权利要求3所述的玄武岩织物增强聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）清洗玄武岩织物表面浸润剂：

将玄武岩织物剪成以下尺寸：300mm×400mm，然后浸泡在1000mL浓度为1-6mol/L的碱性洗液中，30-40min后取出；每次用500mL-600mL的蒸馏水清洗，重复操作至少3次后去除多余的氢氧化钠；放入温度为70-90℃、真空度为100-110Pa的真空干燥箱中烘干，时间为2h；

（2）玄武岩织物表面改性：

取10-200mL硅烷与10mL-200mL蒸馏水充分混合后，加入 800mL-1000mL硅烷水解溶剂中，置于磁力搅拌器中，在室温条件下，以800r/min转速，重复搅拌80-90min进行完全混合得到硅烷水解溶液；然后取上述的玄武岩织物试样置于硅烷水解溶液中，要保证其充分浸润，室温下待反应30-40min；处理后将织物取出并在70-80℃的电热鼓风干燥箱中烘干待用；

（3）配制聚乳酸预浸料：

称量60份-80份聚乳酸粉末，置于温度为40-50℃，真空度为100-110Pa的真空干燥箱中烘干，时间为3h；将干燥的聚乳酸溶解在200mL~250mL聚乳酸的溶剂中；置于磁力搅拌器中，在室温条件下，以500r/min转速搅拌30-40min，直至全部溶解；添加20份-25份的交联剂与10份-20份的固化剂，置于磁力搅拌器中，在室温条件下，以500r/min转速，继续搅拌8-10min；

（4）制备玄武岩织物与聚乳酸复合材料：

采用模压成型工艺在液压机上制备玄武岩织物与聚乳酸复合材料，将偶联剂硅烷改性处理后的玄武岩织物试样与聚乳酸预浸料先在8-10MPa压强下压制8-10min，使玄武岩织物与聚乳酸树脂浸透均匀；随后将预浸料在压强15-20MPa、温度90-100℃条件下压制5-7min；然后在15-20MPa压强、110-115℃温度下压制2-5min；然后将温度升到120-130℃并压制30-40min；保压冷却至室温后取出，最后在135-140℃条件下进行后固化100-120min；即制备出玄武岩织物增强聚乳酸复合材料。

5.根据权利要求4所述的玄武岩织物增强聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于：制备出的玄武岩织物增强聚乳酸复合材料，弯曲强度为240-320MPa，拉伸强度为250-290MPa，冲击强度为50-60.5J/m²。