CN107916010A - 一种纤维复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维复合材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：丙二醇6‑13份、间苯二甲酸酐8‑15份、亚麻酸12‑18份、树脂酸8‑12份、植物纤维80‑120份、可降解树脂30‑45份、发泡剂0.8‑1.5份、填料6‑10份、玻璃微珠1.2‑1.6份、石蜡2‑3份、植物油1.5‑2.6份、交联剂1.5‑3份、凤眼莲4‑8份、相容剂2‑4份、复合稳定剂1‑2份、分散剂2‑3份和表面活性剂1‑2.4份，植物油采用大豆油、玉米油、蓖麻油和芝麻油中的至少两种。本发明原料来源广泛，通过各组分之间的协同作用，制备的纤维复合材料具有优良的力学性能，可以满足人们的使用需求。

Description

一种纤维复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料领域，具体是一种纤维复合材料。
背景技术
纤维材料是纤维状物质通过纺织加工工艺形成的结构化材料，通常也被称为纺织材料。纤维材料包括天然纤维、合成纤维和无机纤维，纤维材料的应用历史已经相当的悠久，虽然并无明确的记录说明这种材料是何时产生，但在人类古代贸易中，纤维材料始终占据着重要的地位充分说明纤维材料对人类发展的重要性。
纤维材料在纺织服装领域如此璀璨，让很多人忽视了它在其他领域上的应用。随着科技的发展，人们研究将纤维材料应用在其他领域，人们将高分子材料和纤维材料进行共混挤出得到复合材料，这种复合材料被广泛应用于民用建筑装饰、车船、国防等行业领域。这类材料具有较好的加工性，同时具有抗腐蚀、外形美观、大方等优点，但其不足之处是力学性能欠佳，人们虽然在努力进行这个领域的研究，但是目前的效果不甚理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维复合材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种纤维复合材料，包括以下重量份的原料：丙二醇6-13份、间苯二甲酸酐8-15份、亚麻酸12-18份、树脂酸8-12份、植物纤维80-120份、可降解树脂30-45份、发泡剂0.8-1.5份、填料6-10份、玻璃微珠1.2-1.6份、石蜡2-3份、植物油1.5-2.6份、交联剂1.5-3份、凤眼莲4-8份、相容剂2-4份、复合稳定剂1-2份、分散剂2-3份和表面活性剂1-2.4份，植物油采用大豆油、玉米油、蓖麻油和芝麻油中的至少两种。
作为本发明进一步的方案：植物纤维采用稻壳粉、玉米秸秆或木屑，可降解树脂采用聚乳酸、聚己二酸和生物可降解淀粉树脂中的至少一种，填料采用滑石粉、轻质碳酸钙、石灰石和玻璃晶须中的一种或者几种的混合物。
作为本发明进一步的方案：该复合材料还包括金属氧化物1.2-3份。
所述纤维复合材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将丙二醇和间苯二甲酸酐在210-225摄氏度下进行缩聚反应，向缩聚产物中加入亚麻酸和树脂酸并且在230-240摄氏度下反应，得到第一产物；
步骤二，将凤眼莲切碎并且在热水中浸泡30-45分钟，然后在25-34摄氏度下烘干，粉碎物中加入提取溶剂乙醇并且在超声波辅助下进行提取，减压蒸馏回收乙醇后进行离心分离，得到凤眼莲提取物；
步骤三，在38-45摄氏度下将植物纤维进行干燥15-25分钟，再将植物纤维和可降解树脂浸泡在凤眼莲提取物中，得到第二产物；
步骤四，将第二产物和第一产物进行超细化处理，然后加入玻璃微珠、石蜡、植物油、相容剂和分散剂早高速混合机上进行共混，共混过程中打开高速混合机上的盖子使得共混物中的水份散发，得到复合基料；
步骤五，将复合基料、发泡剂、交联剂、复合稳定剂和表面活性剂在65-85摄氏度下混合搅拌直至物料温度达到115摄氏度时停止混合，将物料排出得到半成品；
步骤六，将半成品送入双螺杆挤出机中并且加入填料，在140-175摄氏度下挤出，再经过冷却定型、牵引、切割和下料，即可得到成品。
作为本发明进一步的方案：超细化处理为采用气流粉碎，超细化处理后的粒径为8-14mm。
作为本发明进一步的方案：步骤二中超声波的频率为45-60KHz，超声波的功率为450-800W。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，通过各组分之间的协同作用，制备的纤维复合材料具有优良的力学性能，可以满足人们的使用需求，具有良好的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种纤维复合材料，包括以下重量份的原料：丙二醇6份、间苯二甲酸酐8份、亚麻酸12份、树脂酸8份、植物纤维80份、可降解树脂30份、发泡剂0.8份、填料6份、玻璃微珠1.2份、石蜡2份、植物油1.5份、交联剂1.5份、凤眼莲4份、相容剂2份、复合稳定剂1份、分散剂2份和表面活性剂1.5份，植物油采用大豆油和蓖麻油的混合物。植物纤维采用稻壳粉，可降解树脂采用聚乳酸，填料采用滑石粉和玻璃晶须的混合物。
所述纤维复合材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将丙二醇和间苯二甲酸酐在215摄氏度下进行缩聚反应，向缩聚产物中加入亚麻酸和树脂酸并且在230摄氏度下反应，得到第一产物；
步骤二，将凤眼莲切碎并且在热水中浸泡36分钟，然后在28摄氏度下烘干，粉碎物中加入提取溶剂乙醇并且在超声波辅助下进行提取，减压蒸馏回收乙醇后进行离心分离，得到凤眼莲提取物；
步骤三，在42摄氏度下将植物纤维进行干燥18分钟，再将植物纤维和可降解树脂浸泡在凤眼莲提取物中，得到第二产物；
步骤四，将第二产物和第一产物进行气流粉碎，处理后的粒径为10mm，然后加入玻璃微珠、石蜡、植物油、相容剂和分散剂早高速混合机上进行共混，共混过程中打开高速混合机上的盖子使得共混物中的水份散发，得到复合基料；
步骤五，将复合基料、发泡剂、交联剂、复合稳定剂和表面活性剂在70摄氏度下混合搅拌直至物料温度达到115摄氏度时停止混合，将物料排出得到半成品；
步骤六，将半成品送入双螺杆挤出机中并且加入填料，在152摄氏度下挤出，再经过冷却定型、牵引、切割和下料，即可得到成品。
实施例2
一种纤维复合材料，包括以下重量份的原料：金属氧化物2.4份、丙二醇10份、间苯二甲酸酐13份、亚麻酸16份、树脂酸11份、植物纤维106份、可降解树脂40份、发泡剂1.2份、填料8份、玻璃微珠1.5份、石蜡2.6份、植物油2.1份、交联剂2.2份、凤眼莲7.5份、相容剂3.2份、复合稳定剂1.4份、分散剂2.5份和表面活性剂2份，植物油采用玉米油、蓖麻油和芝麻油的混合物。
所述纤维复合材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将丙二醇和间苯二甲酸酐在222摄氏度下进行缩聚反应，向缩聚产物中加入亚麻酸和树脂酸并且在236摄氏度下反应，得到第一产物；
步骤二，将凤眼莲切碎并且在热水中浸泡42分钟，然后在30摄氏度下烘干，粉碎物中加入提取溶剂乙醇并且在超声波辅助下进行提取，超声波的频率为48KHz，超声波的功率为600W，减压蒸馏回收乙醇后进行离心分离，得到凤眼莲提取物；
步骤三，在43摄氏度下将植物纤维进行干燥24分钟，再将植物纤维和可降解树脂浸泡在凤眼莲提取物中，得到第二产物；
步骤四，将第二产物和第一产物进行超细化处理，然后加入金属氧化物、玻璃微珠、石蜡、植物油、相容剂和分散剂早高速混合机上进行共混，共混过程中打开高速混合机上的盖子使得共混物中的水份散发，得到复合基料；
步骤五，将复合基料、发泡剂、交联剂、复合稳定剂和表面活性剂在80摄氏度下混合搅拌直至物料温度达到115摄氏度时停止混合，将物料排出得到半成品；
步骤六，将半成品送入双螺杆挤出机中并且加入填料，在160摄氏度下挤出，再经过冷却定型、牵引、切割和下料，即可得到成品。
实施例3
一种纤维复合材料，包括以下重量份的原料：金属氧化物3份、丙二醇13份、间苯二甲酸酐15份、亚麻酸18份、树脂酸12份、植物纤维120份、可降解树脂45份、发泡剂1.5份、填料10份、玻璃微珠1.6份、石蜡3份、植物油2.6份、交联剂3份、凤眼莲8份、相容剂4份、复合稳定剂2份、分散剂3份和表面活性剂2.4份，植物油采用大豆油、玉米油、蓖麻油和芝麻油的混合物。植物纤维采用木屑，可降解树脂采用聚己二酸和生物可降解淀粉树脂的混合物，填料采用滑石粉、轻质碳酸钙和玻璃晶须的混合物。
所述纤维复合材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将丙二醇和间苯二甲酸酐在225摄氏度下进行缩聚反应，向缩聚产物中加入亚麻酸和树脂酸并且在238摄氏度下反应，得到第一产物；
步骤二，将凤眼莲切碎并且在热水中浸泡42分钟，然后在30摄氏度下烘干，粉碎物中加入提取溶剂乙醇并且在超声波辅助下进行提取，超声波的频率为60KHz，超声波的功率为750W，减压蒸馏回收乙醇后进行离心分离，得到凤眼莲提取物；
步骤三，在43摄氏度下将植物纤维进行干燥24分钟，再将植物纤维和可降解树脂浸泡在凤眼莲提取物中，得到第二产物；
步骤四，将第二产物和第一产物进行气流粉碎，处理后的粒径为12mm，然后加入金属氧化物、玻璃微珠、石蜡、植物油、相容剂和分散剂早高速混合机上进行共混，共混过程中打开高速混合机上的盖子使得共混物中的水份散发，得到复合基料；
步骤五，将复合基料、发泡剂、交联剂、复合稳定剂和表面活性剂在82摄氏度下混合搅拌直至物料温度达到115摄氏度时停止混合，将物料排出得到半成品；
步骤六，将半成品送入双螺杆挤出机中并且加入填料，在170摄氏度下挤出，再经过冷却定型、牵引、切割和下料，即可得到成品。
对比例1
除不含有凤眼莲，其余组分和制备方法均与实施例1相同。
对实施例1-3的产品和对比例1的产品进行力学性能测试，测得数据见表1。
表1
从表1可以看出，实施例1-3的产品的力学性能优良，可以满足人们的使用需求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种纤维复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：丙二醇6-13份、间苯二甲酸酐8-15份、亚麻酸12-18份、树脂酸8-12份、植物纤维80-120份、可降解树脂30-45份、发泡剂0.8-1.5份、填料6-10份、玻璃微珠1.2-1.6份、石蜡2-3份、植物油1.5-2.6份、交联剂1.5-3份、凤眼莲4-8份、相容剂2-4份、复合稳定剂1-2份、分散剂2-3份和表面活性剂1-2.4份，植物油采用大豆油、玉米油、蓖麻油和芝麻油中的至少两种。
2.根据权利要求1所述的纤维复合材料，其特征在于，所述植物纤维采用稻壳粉、玉米秸秆或木屑，可降解树脂采用聚乳酸、聚己二酸和生物可降解淀粉树脂中的至少一种，填料采用滑石粉、轻质碳酸钙、石灰石和玻璃晶须中的一种或者几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的纤维复合材料，其特征在于，该复合材料还包括金属氧化物1.2-3份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，将丙二醇和间苯二甲酸酐在210-225摄氏度下进行缩聚反应，向缩聚产物中加入亚麻酸和树脂酸并且在230-240摄氏度下反应，得到第一产物；
步骤二，将凤眼莲切碎并且在热水中浸泡30-45分钟，然后在25-34摄氏度下烘干，粉碎物中加入提取溶剂乙醇并且在超声波辅助下进行提取，减压蒸馏回收乙醇后进行离心分离，得到凤眼莲提取物；
步骤三，在38-45摄氏度下将植物纤维进行干燥15-25分钟，再将植物纤维和可降解树脂浸泡在凤眼莲提取物中，得到第二产物；
步骤四，将第二产物和第一产物进行超细化处理，然后加入玻璃微珠、石蜡、植物油、相容剂和分散剂早高速混合机上进行共混，共混过程中打开高速混合机上的盖子使得共混物中的水份散发，得到复合基料；
步骤五，将复合基料、发泡剂、交联剂、复合稳定剂和表面活性剂在65-85摄氏度下混合搅拌直至物料温度达到115摄氏度时停止混合，将物料排出得到半成品；
步骤六，将半成品送入双螺杆挤出机中并且加入填料，在140-175摄氏度下挤出，再经过冷却定型、牵引、切割和下料，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述超细化处理为采用气流粉碎，超细化处理后的粒径为8-14mm。
6.根据权利要求4所述的纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中超声波的频率为45-60KHz，超声波的功率为450-800W。
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