一种植物纤维增强型复合板材及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种植物纤维增强型复合板材及其制备方法。由以下步骤制备而成：先将亚麻纤维、椰纤维和竹纤维混合，放入粉碎机中进行间歇粉碎，过筛，去除大颗粒，然后加入γ?氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸乙酯、异丙醇和丙酮，混合搅拌，静置，过滤，放入烘箱中烘干，再和聚丙烯、氯化聚乙烯、羧甲基纤维素、N?氨乙基哌嗪、硬脂酰胺、聚乙二醇、乙撑双硬脂酰胺混合搅拌，加入模具中进行热压成型，最后冷却脱模即得。本发明的植物纤维增强型复合板材具有很好的拉伸性能和抗冲击性能，同时还具有一定的抗菌性。
【专利说明】
一种植物纤维増强型复合板材及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及材料领域，具体涉及一种植物纤维增强型复合板材及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的不断进步，新技术和新材料不断地出现和提高，单一的材料往往已无 法满足各行各业对于材料高性能的要求，复合材料由此应运而生。复合材料是由两种或两 种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观(微观)上组成具有新性能的材料， 各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料 而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料多种多样，而植物纤维就是其中一种，植物纤 维是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织，来源非常广泛，天然环保，同时价格低廉，目 前已被广泛研究应用于复合材料中，具有广阔的市场前景。
[0003]
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种植物纤维增强型复合板材，具有很 好的拉伸性能和抗冲击性能，同时还具有一定的抗菌性。
[0005] 技术方案:一种植物纤维增强型复合板材，由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯 40-60份、氯化聚乙烯10-15份、亚麻纤维3-6份、椰纤维2-5份、竹纤维2-5份、羧甲基纤维素 1-3份、N-氨乙基哌嗪0.3-0.5份、γ -氨丙基三甲氧基硅烷2-5份、乙烯基三乙氧基硅烷1-3 份、硬脂酰胺2-5份、聚乙二醇1-2份、乙撑双硬脂酰胺1-3份、乙酸乙酯10-30份、异丙醇SO? SO份 、丙酮 10-20份。
[0006] 进一步优选的，所述的一种植物纤维增强型复合板材，由以下成分以重量份制备 而成:聚丙烯45-55份、氯化聚乙烯11-14份、亚麻纤维4-5份、椰纤维3-4份、竹纤维3-4份、羧 甲基纤维素1.5-2.5份、N-氨乙基哌嗪0.35-0.45份、γ -氨丙基三甲氧基硅烷3-4份、乙烯基 三乙氧基硅烷1.5-2.5份、硬脂酰胺3-4份、聚乙二醇1.2-1.7份、乙撑双硬脂酰胺1.5-2.5 份、乙酸乙酯15-25份、异丙醇23-28份、丙酮13-18份。
[0007] 上述植物纤维增强型复合板材的制备方法包括以下步骤： 步骤1:将亚麻纤维、椰纤维和竹纤维混合，放入粉碎机中进行间歇粉碎5-10分钟； 步骤2:过筛，去除大颗粒； 步骤3:加入γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸乙酯、异丙醇和丙酮， 混合搅拌40-60分钟； 步骤4:静置20-23小时； 步骤5:过滤，放入烘箱中烘干； 步骤6:和聚丙烯、氯化聚乙烯、羧甲基纤维素、Ν-氨乙基哌嗪、硬脂酰胺、聚乙二醇、乙 撑双硬脂酰胺混合搅拌10-20分钟； 步骤7:加入模具中进行热压成型，热压温度为170-190°C，模压为2-5MPa，保压时间为 3-5分钟； 步骤8:冷却脱模即得。
[0008] 进一步优选的，步骤1中粉碎时间为6-9分钟。
[0009]进一步优选的，步骤3中搅拌时间为45-55分钟。
[0010] 进一步优选的，步骤4中静置时间为21-22小时。
[0011] 进一步优选的，步骤6中搅拌时间为15分钟。
[0012] 进一步优选的，步骤7中热压温度为175-185Γ，模压为3-4MPa，保压时间为4分钟。 [0013]有益效果:本发明的植物纤维增强型复合板材具有很好的拉伸性能，其拉伸强度 可达28. IMPa，其冲击强度最高也可达16. lKJ/m2，具有很好的抗冲击性能，同时本材料还具 有一定的抗菌性。
[0014]
【具体实施方式】
[0015] 实施例1 一种植物纤维增强型复合板材，由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯40份、氯化聚乙 烯10份、亚麻纤维3份、椰纤维2份、竹纤维2份、羧甲基纤维素1份、N-氨乙基哌嗪0.3份、γ- 氨丙基三甲氧基硅烷2份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、硬脂酰胺2份、聚乙二醇1份、乙撑双硬 脂酰胺1份、乙酸乙酯10份、异丙醇20份、丙酮10份。
[0016] 上述植物纤维增强型复合板材的制备方法为:先将亚麻纤维、椰纤维和竹纤维混 合，放入粉碎机中进行间歇粉碎5分钟，过筛，去除大颗粒，然后加入γ-氨丙基三甲氧基硅 烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸乙酯、异丙醇和丙酮，混合搅拌40分钟，静置20小时，过滤，放 入烘箱中烘干，再和聚丙烯、氯化聚乙烯、羧甲基纤维素、Ν-氨乙基哌嗪、硬脂酰胺、聚乙二 醇、乙撑双硬脂酰胺混合搅拌10分钟，加入模具中进行热压成型，热压温度为170Γ，模压为 2MPa，保压时间为3分钟，最后冷却脱模即得。
[0017] 实施例2 一种植物纤维增强型复合板材，由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯45份、氯化聚乙 烯11份、亚麻纤维4份、椰纤维3份、竹纤维3份、羧甲基纤维素1.5份、N-氨乙基哌嗪0.35份、 γ_氨丙基三甲氧基硅烷3份、乙烯基三乙氧基硅烷1.5份、硬脂酰胺3份、聚乙二醇1.2份、乙 撑双硬脂酰胺1.5份、乙酸乙酯15份、异丙醇23份、丙酮13份。
[0018] 上述植物纤维增强型复合板材的制备方法为:先将亚麻纤维、椰纤维和竹纤维混 合，放入粉碎机中进行间歇粉碎6分钟，过筛，去除大颗粒，然后加入γ-氨丙基三甲氧基硅 烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸乙酯、异丙醇和丙酮，混合搅拌45分钟，静置21小时，过滤，放 入烘箱中烘干，再和聚丙烯、氯化聚乙烯、羧甲基纤维素、Ν-氨乙基哌嗪、硬脂酰胺、聚乙二 醇、乙撑双硬脂酰胺混合搅拌15分钟，加入模具中进行热压成型，热压温度为175°C，模压为 3MPa，保压时间为4分钟，最后冷却脱模即得。
[0019] 实施例3 一种植物纤维增强型复合板材，由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯50份、氯化聚乙 烯12.5份、亚麻纤维4.5份、椰纤维3.5份、竹纤维3.5份、羧甲基纤维素2份、N-氨乙基哌嗪 0.4份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷3.5份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、硬脂酰胺3.5份、聚乙二醇 1.5份、乙撑双硬脂酰胺2份、乙酸乙酯20份、异丙醇25份、丙酮15份。
[0020] 上述植物纤维增强型复合板材的制备方法为:先将亚麻纤维、椰纤维和竹纤维混 合，放入粉碎机中进行间歇粉碎7分钟，过筛，去除大颗粒，然后加入γ-氨丙基三甲氧基硅 烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸乙酯、异丙醇和丙酮，混合搅拌50分钟，静置21.5小时，过滤， 放入烘箱中烘干，再和聚丙烯、氯化聚乙烯、羧甲基纤维素、Ν-氨乙基哌嗪、硬脂酰胺、聚乙 二醇、乙撑双硬脂酰胺混合搅拌15分钟，加入模具中进行热压成型，热压温度为180°C，模压 为3MPa，保压时间为4分钟，最后冷却脱模即得。
[0021] 实施例4 一种植物纤维增强型复合板材，由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯55份、氯化聚乙 烯14份、亚麻纤维5份、椰纤维4份、竹纤维4份、羧甲基纤维素2.5份、N-氨乙基哌嗪0.45份、 γ_氨丙基三甲氧基硅烷4份、乙烯基三乙氧基硅烷2.5份、硬脂酰胺4份、聚乙二醇1.7份、乙 撑双硬脂酰胺2.5份、乙酸乙酯25份、异丙醇28份、丙酮18份。
[0022]上述植物纤维增强型复合板材的制备方法为:先将亚麻纤维、椰纤维和竹纤维混 合，放入粉碎机中进行间歇粉碎9分钟，过筛，去除大颗粒，然后加入γ-氨丙基三甲氧基硅 烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸乙酯、异丙醇和丙酮，混合搅拌55分钟，静置22小时，过滤，放 入烘箱中烘干，再和聚丙烯、氯化聚乙烯、羧甲基纤维素、Ν-氨乙基哌嗪、硬脂酰胺、聚乙二 醇、乙撑双硬脂酰胺混合搅拌15分钟，加入模具中进行热压成型，热压温度为185°C，模压为 4MPa，保压时间为4分钟，最后冷却脱模即得。
[0023] 实施例5 一种植物纤维增强型复合板材，由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯60份、氯化聚乙 烯15份、亚麻纤维6份、椰纤维5份、竹纤维5份、羧甲基纤维素3份、N-氨乙基哌嗪0.5份、γ- 氨丙基三甲氧基硅烷5份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、硬脂酰胺5份、聚乙二醇2份、乙撑双硬 脂酰胺3份、乙酸乙酯30份、异丙醇30份、丙酮20份。
[0024]上述植物纤维增强型复合板材的制备方法为:先将亚麻纤维、椰纤维和竹纤维混 合，放入粉碎机中进行间歇粉碎10分钟，过筛，去除大颗粒，然后加入γ-氨丙基三甲氧基硅 烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸乙酯、异丙醇和丙酮，混合搅拌60分钟，静置23小时，过滤，放 入烘箱中烘干，再和聚丙烯、氯化聚乙烯、羧甲基纤维素、Ν-氨乙基哌嗪、硬脂酰胺、聚乙二 醇、乙撑双硬脂酰胺混合搅拌20分钟，加入模具中进行热压成型，热压温度为190Γ，模压为 5MPa，保压时间为5分钟，最后冷却脱模即得。
[0025] 对比例1 本实施例与实施例5的区别在于不含有氯化聚乙烯。具体地说是： 一种植物纤维增强型复合板材，由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯60份、亚麻纤维 6份、椰纤维5份、竹纤维5份、羧甲基纤维素3份、N-氨乙基哌嗪0.5份、γ-氨丙基三甲氧基硅 烷5份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、硬脂酰胺5份、聚乙二醇2份、乙撑双硬脂酰胺3份、乙酸乙 酯30份、异丙醇30份、丙酮20份。
[0026]上述植物纤维增强型复合板材的制备方法为:先将亚麻纤维、椰纤维和竹纤维混 合，放入粉碎机中进行间歇粉碎10分钟，过筛，去除大颗粒，然后加入γ-氨丙基三甲氧基硅 烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸乙酯、异丙醇和丙酮，混合搅拌60分钟，静置23小时，过滤，放 入烘箱中烘干，再和聚丙烯、羧甲基纤维素、Ν-氨乙基哌嗪、硬脂酰胺、聚乙二醇、乙撑双硬 脂酰胺混合搅拌20分钟，加入模具中进行热压成型，热压温度为190°C，模压为5MPa，保压时 间为5分钟，最后冷却脱模即得。
[0027] 对比例2 本实施例与实施例5的区别在于以亚麻纤维代替椰纤维和竹纤维。具体地说是： 一种植物纤维增强型复合板材，由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯60份、氯化聚乙 烯15份、亚麻纤维16份、羧甲基纤维素3份、N-氨乙基哌嗪0.5份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷5 份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、硬脂酰胺5份、聚乙二醇2份、乙撑双硬脂酰胺3份、乙酸乙酯30 份、异丙醇30份、丙酮20份。
[0028]上述植物纤维增强型复合板材的制备方法为:先将亚麻纤维放入粉碎机中进行间 歇粉碎10分钟，过筛，去除大颗粒，然后加入γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅 烷、乙酸乙酯、异丙醇和丙酮，混合搅拌60分钟，静置23小时，过滤，放入烘箱中烘干，再和聚 丙烯、氯化聚乙烯、羧甲基纤维素、Ν-氨乙基哌嗪、硬脂酰胺、聚乙二醇、乙撑双硬脂酰胺混 合搅拌20分钟，加入模具中进行热压成型，热压温度为190°C，模压为5MPa，保压时间为5分 钟，最后冷却脱模即得。
[0029]本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标见下表，我们可以看到，本发明材 料具有很好的拉伸性能，其拉伸强度可达28. IMPa，其冲击强度最高也可达16. lKJ/m2，具有 很好的抗冲击性能，同时本材料还具有一定的抗菌性。
[0030]表1植物纤维增强型复合板材的部分性能指标
【主权项】
1. 一种植物纤维增强型复合板材，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯 40-60份、氯化聚乙烯10-15份、亚麻纤维3-6份、椰纤维2-5份、竹纤维2-5份、羧甲基纤维素 1-3份、N-氨乙基哌嗪0.3-0.5份、γ -氨丙基三甲氧基硅烷2-5份、乙烯基三乙氧基硅烷1-3 份、硬脂酰胺2-5份、聚乙二醇1-2份、乙撑双硬脂酰胺1-3份、乙酸乙酯10-30份、异丙醇SOSO份 、丙酮 10-20份。2. 根据权利要求1所述的一种植物纤维增强型复合板材，其特征在于：由以下成分以重 量份制备而成:聚丙烯45-55份、氯化聚乙烯11-14份、亚麻纤维4-5份、椰纤维3-4份、竹纤维 3-4份、羧甲基纤维素1.5-2.5份、N-氨乙基哌嗪0.35-0.45份、γ -氨丙基三甲氧基硅烷3-4 份、乙烯基三乙氧基硅烷1.5-2.5份、硬脂酰胺3-4份、聚乙二醇1.2-1.7份、乙撑双硬脂酰胺 1.5-2.5份、乙酸乙酯15-25份、异丙醇23-28份、丙酮13-18份。3. 权利要求1至2任一项所述的一种植物纤维增强型复合板材的制备方法，其特征在 于:包括以下步骤： 步骤1:将亚麻纤维、椰纤维和竹纤维混合，放入粉碎机中进行间歇粉碎5-10分钟； 步骤2:过筛，去除大颗粒； 步骤3:加入γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸乙酯、异丙醇和丙酮， 混合搅拌40-60分钟； 步骤4:静置20-23小时； 步骤5:过滤，放入烘箱中烘干； 步骤6:和聚丙烯、氯化聚乙烯、羧甲基纤维素、Ν-氨乙基哌嗪、硬脂酰胺、聚乙二醇、乙 撑双硬脂酰胺混合搅拌10-20分钟； 步骤7:加入模具中进行热压成型，热压温度为170-190°C，模压为2-5MPa，保压时间为 3-5分钟； 步骤8:冷却脱模即得。4. 根据权利要求3所述的一种植物纤维增强型复合板材的制备方法，其特征在于:所述 步骤1中粉碎时间为6-9分钟。5. 根据权利要求3所述的一种植物纤维增强型复合板材的制备方法，其特征在于:所述 步骤3中搅拌时间为45-55分钟。6. 根据权利要求3所述的一种植物纤维增强型复合板材的制备方法，其特征在于:所述 步骤4中静置时间为21 -22小时。7. 根据权利要求3所述的一种植物纤维增强型复合板材的制备方法，其特征在于:所述 步骤6中搅拌时间为15分钟。8. 根据权利要求3所述的一种植物纤维增强型复合板材的制备方法，其特征在于:所述 步骤7中热压温度为175-185 °C，模压为3-4MPa，保压时间为4分钟。
【文档编号】C08L1/28GK105837942SQ201610335999
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】匡学明
【申请人】苏州倍力特物流设备有限公司