CN103774344B - 一种低voc纳米的麻纤维复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低VOC纳米的麻纤维复合材料及其制备方法，其中，所述的麻纤维与聚丙烯的质量比为：麻纤维40％‑‑60％，聚丙烯40％‑60％将麻、聚丙烯混合纤维质量0.25‑1％的纳米粘土、纳米粘土质量50％的分散剂加入到混合纤维质量5‑15％的水中，先使用机械搅拌器在1000‑1300rpm转速下搅拌0.5‑2h，随后在1700‑2000rpm转速下搅拌1.5‑3h，制备出均匀分散的纳米粘土悬浮溶液，所述麻纤维是大麻、亚麻、洋麻、黄麻中的一种，或者是其中一种以上的混合物，所述纳米粘土的粒径范围在2‑10μm，所述分散剂可为聚乙烯吡咯烷酮。将纳米粘土悬浮溶液喷淋到麻、聚丙烯混合纤维中，通过开松、梳理、针刺、热压等几个过程压缩成复合材料，所述热压温度在200‑220℃之间，所述热压时间在1‑3min。

Description

一种低VOC纳米的麻纤维复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及麻纤维复合材料领域，尤其涉及一种低VOC纳米的麻纤维复合材料及其制备方法。
背景技术
麻纤维品种繁多，包括韧皮纤维和叶纤维。韧皮纤维指茎的形成层外侧部分可剥取的纤维，是双子叶植物茎的韧皮层内部丛生成束的纤维，如亚麻、黄麻、大麻、荨麻、罗布麻等；叶纤维是从草本单子叶植物叶上获得的维管束纤维，如剑麻、蕉麻、菠萝麻等。
近年来，环保意识深入人心，麻纤维以其生态环保、可降解、轻质价廉、比强度和比模量高、耐摩擦磨损及可再生等优良特性已被用于制作汽车内饰材料。
但是麻纤维在加工和使用过程中，由于温度、湿度、光等因素，使麻纤维表面残留的果胶、半纤维素、木质素等物质分解生成甲醛、乙醛、丙烯醛、苯、甲苯、苯乙烯等对人体有害的易挥发性小分子有机物(VOC)。同时热塑性树脂在加工过程中，会在熔融状态下裂解产生部分酮类、醛类低分子有机化合物。汽车内饰用麻纤维增强复合材料产品一般与人体有直接或间接的接触，在相对封闭的环境中，这些易挥发的小分子有机物会对使用者的健康造成严重的影响，限制了汽车内饰用麻纤维复合材料的应用和发展。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低VOC纳米的麻纤维复合材料及其制备方法，旨在解决降低复合材料的VOC(尤其是甲醛、乙醛)挥发量，增大麻纤维增强聚丙烯复合材料在汽车内饰上的使用范围。纳米粘土特殊的片层结构可赋予复合材料氧、热阻隔性能，减小进入材料内部的氧浓度，减小氧分子攻击材料弱键的几率，从而可降低材料的氧化分解并可提高材料的热稳定性问题。
本发明的技术方案如下：
一种低VOC纳米的麻纤维复合材料，其特征在于，所述的麻纤维与聚丙烯的质量比为：麻纤维40％--60％，聚丙烯40％-60％。
所述的低VOC纳米的麻纤维复合材料，其特征在于，所述的麻纤维与聚丙烯的质量比为：麻纤维50％，聚丙烯50％。
一种制备权利要求2所述的低VOC纳米的麻纤维复合材料的方法，其特征在于，取40g大麻纤维与60g聚丙烯纤维经开松、梳理、针刺、热压制成复合材料，热压温度为200℃，热压时间为3min。
一种制备权利要求2所述的低VOC纳米的麻纤维复合材料的方法，其特征在于，将麻、聚丙烯混合纤维质量0.25-1％的纳米粘土、纳米粘土质量50％的分散剂加入到混合纤维质量5-15％的水中，先使用机械搅拌器在1000-1300rpm转速下搅拌0.5-2h，随后在1700-2000rpm转速下搅拌1.5-3h，制备出均匀分散的纳米粘土悬浮溶液，所述麻纤维是大麻、亚麻、洋麻、黄麻中的一种，或者是其中一种以上的混合物，所述纳米粘土的粒径范围在2-10μm，所述分散剂可为聚乙烯吡咯烷酮。将纳米粘土悬浮溶液喷淋到麻、聚丙烯混合纤维中，通过开松、梳理、针刺、热压等几个过程压缩成复合材料，所述热压温度在200-220℃之间，所述热压时间在1-3min。
一种制备权利要求3所述的低VOC纳米的麻纤维复合材料的方法，其特征在于，纳米蒙脱土为1g，0.5g聚乙烯吡咯烷酮加入到15g水中，先用机械搅拌器在1350rpm下搅拌1h，随后在1700rpm搅拌2h，制备均匀分散的纳米粘土悬浮液。将纳米粘土悬浮液在开松环节通过喷淋方式喷洒到大麻纤维与聚丙烯纤维中，其中大麻纤维为50g，聚丙烯纤维为50g，随后经梳理、针刺、热压制成复合材料，其中热压温度为220℃，热压时间为1min。
本发明的目的在于提供一种低VOC纳米的麻纤维复合材料及其制备方法，其特点在于所选用的麻纤维为大麻、亚麻、洋麻、黄麻中的一种，纳米粘土为纳米蒙脱土，树脂为聚丙烯。本发明利用纳米粘土对麻纤维及聚丙烯纤维进行改性，增强了复合材料的热稳定性并进而降低了复合材料的VOC挥发量，增大了麻纤维增强聚丙烯复合材料在汽车内饰上的使用范围。
具体实施方式
本发明提供一种低VOC纳米的麻纤维复合材料及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明一种低VOC纳米的麻纤维复合材料可增强聚丙烯复合材料，所述的麻纤维与聚丙烯的质量比为：麻纤维40％-60％，聚丙烯40％-60％。
其处理方法包括如下步骤：
纳米粘土悬浮溶液的配置
将麻、聚丙烯混合纤维质量0.25-1％的纳米粘土、纳米粘土质量50％的分散剂加入到混合纤维质量5-15％的水中，先使用机械搅拌器在1000-1300rpm转速下搅拌0.5-2h，随后在1700-2000rpm转速下搅拌1.5-3h，制备出均匀分散的纳米粘土悬浮溶液，所述麻纤维是大麻、亚麻、洋麻、黄麻中的一种；或者是其中一种以上的混合物，所述纳米粘土的粒径范围在2-10μm，所述分散剂可为聚乙烯吡咯烷酮。
一种低VOC纳米的麻纤维复合材料的制备方法，将纳米粘土悬浮溶液喷淋到麻、聚丙烯混合纤维中，通过开松、梳理、针刺、热压等几个过程压缩成复合材料，所述热压温度在200-220℃之间，所述热压时间在1-3min间。
实施例1
取40g大麻纤维与60g聚丙烯纤维经开松、梳理、针刺、热压制成复合材料，热压温度为200℃，热压时间为3min。
得到的检测结果为甲醛为3.14mg／kg，乙醛为34.63mg／kg。
实施例2
取1g纳米蒙脱土，0.5g聚乙烯吡咯烷酮加入到15g水中，先用机械搅拌器在1350rpm下搅拌1h，随后在1700rpm搅拌2h，制备均匀分散的纳米粘土悬浮液。将纳米粘土悬浮液在开松环节通过喷淋方式喷洒到大麻纤维与聚丙烯纤维中，其中大麻纤维为60g，聚丙烯纤维为40g，随后经梳理、针刺、热压制成复合材料，其中热压温度为220℃，热压时间为1min。
得到的检测结果为甲醛为1.55mg/kg，乙醛为15.44mg／kg。
实施例3
取0.25g纳米蒙脱土，0.125g聚乙烯吡咯烷酮加入到7.5g水中，先用机械搅拌器在1350rpm下搅拌1h，随后在1700rpm搅拌2h，制备均匀分散的纳米粘土悬浮液。
将纳米粘土悬浮液在开松环节通过喷淋方式喷洒到大麻纤维与聚丙烯纤维中，其中大麻纤维为50g，聚丙烯纤维为50g，随后经梳理、针刺、热压制成复合材料，其中热压温度为210℃，热压时间为2min。
得到的检测结果为甲醛为1.47mg／kg，乙醛为15.39mg／kg。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种低VOC纳米的麻纤维复合材料，其特征在于，将麻、聚丙烯混合纤维质量0.25-1％的纳米粘土、纳米粘土质量50％的分散剂加入到混合纤维质量5-15％的水中，先使用机械搅拌器在1000-1300rpm转速下搅拌0.5-2h，随后在1700-2000rpm转速下搅拌1.5-3h，制备出均匀分散的纳米粘土悬浮溶液，所述纳米粘土的粒径范围在2-10μm，所述分散剂可为聚乙烯吡咯烷酮，将纳米粘土悬浮溶液喷淋到麻、聚丙烯混合纤维中，通过开松、梳理、针刺、热压等几个过程压缩成复合材料。
2.一种制备权利要求1所述的低VOC纳米的麻纤维复合材料的方法，其特征在于，纳米蒙脱土为1g，0.5g聚乙烯吡咯烷酮加入到15g水中，先用机械搅拌器在1350rpm下搅拌1h，随后在1700rpm搅拌2h，制备均匀分散的纳米粘土悬浮液，将纳米粘土悬浮液在开松环节通过喷淋方式喷洒到大麻纤维与聚丙烯纤维中，其中大麻纤维为50g，聚丙烯纤维为50g，随后经梳理、针刺、热压制成复合材料，其中热压温度为220℃，热压时间为1min。
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