CN110684280B - 一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料，由植物纤维纱线、热塑性聚合物、无机填料、耐刮擦剂、界面改性剂、加工改性剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、环保型阻燃剂和降温母粒制成，还提供了制备方法，在双螺杆挤出机在进料口a和熔融区之间增设进料口b，将制备的改性的热塑性聚合物从进料口a进料，将植物纤维纱线从进料口b进料，再经过熔融、挤出、冷却、牵引和收卷，得到连续挤出热塑性植物纤维预浸料。本发明原料环保，植物纤维可降解，其他原料可回收利用；制备方法简单，只需通过对现有的双螺杆挤出机的原进料的改进，植物纤维纱线与改性的热塑性聚合物同向向熔融区输送，二者混合充分，且保证植物纤维的连续性。

Description

一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料及其制备方法。
背景技术
预浸料，一种制造高性能复合材料的中间材料，是复合材料制备技术的关键问题，具有表面平整、可塑性好、树脂含量稳定、厚度尺寸偏差小，成型容易，便于加工，具有较大的设计自由度等优点，广泛应用于航空航天、工业应用和体育休闲领域，然而，我国预浸料年需求量达9000万m2左右，其中约55％依赖进口，国产预浸料目前主要集中在相对低端的体育休闲行业。
预浸料按基体种类可以分为热固性和热塑性预浸料，传统的热固性纤维复合材料具有发生脆性破坏，维护修复难，回收报废能耗高等问题；与热固性预浸料相比，热塑性预浸料具有成型周期短、生产效率高、贮存时间长、运输方便、可重复回收利用等优点，但目前市场上较流行的玻纤、碳纤增强热塑性聚合物预浸料产品加工成本高、回收难、降解难、材料重复利用率低、对设备要求高等问题日益突出。
因此，研发一种基体含量可控、性能高、成本低、环保的连续挤出热塑性植物纤维预浸料对国产预浸料市场的开拓、热塑性植物纤维复合材料产品附加值的提高具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料及其制备方法，该连续挤出热塑性植物纤维预浸料的原料环保，植物纤维可降解，其他原料可回收利用，将植物纤维降解后，能再次用于连续挤出热塑性植物纤维预浸料的制备，原料的可重复利用率高；制备方法简单，只需通过对现有的双螺杆挤出机的原进料的改进，将热塑性聚合物进入进料口a后经过剪切后向前输送，植物纤维纱线在进料口b进料，植物纤维纱线与改性的热塑性聚合物同向向熔融区输送，并且随着双螺杆挤出机的螺杆旋转传输，植物纤维纱线与热塑性聚合物混合充分，并且能够保证植物纤维的连续性，增加连续挤出热塑性植物纤维预浸料的韧性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线5份～80份、热塑性聚合物20份～95份、无机填料0.5份～10份、耐刮擦剂0.5份～2份、界面改性剂0.5份～8份、加工改性剂0.2份～1份、抗氧化剂0.05份～1份、紫外光吸收剂0.1份～0.5份、光稳定剂0.01份～0.3份、环保型阻燃剂20份～30份和降温母粒1份～3份；所述植物纤维纱线和所述界面改性剂的质量比为10:1。
优选地，所述热塑性聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯中的一种以上；
所述无机填料为碳酸钙、滑石粉、云母粉、高岭土、蒙脱土、粉煤灰、玻璃珠、飘珠、硅灰石、凹凸棒石、沸石和钛白粉中的一种以上；
所述耐刮擦剂为硅酮母粒；
所述界面改性剂为马来酸酐接枝聚丙烯、硅烷偶联剂和聚乙烯醇中的一种或两种；
所述抗氧化剂为抗氧化剂KY-1010、抗氧化剂KY-7910或复配抗氧化剂；所述复配抗氧化剂为抗氧化剂KY-1010与抗氧化剂618的混合物或抗氧化剂KY-7910与抗氧化剂618的混合物；
所述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UVP-327或紫外光吸收剂UV-531；
所述光稳定剂为光稳定剂GW-540；
所述环保型阻燃剂为水滑石。
本发明还提供了制备上述的连续挤出热塑性植物纤维预浸料的方法，该方法为：
S1、植物纤维线的制备：植物纤维原料依次经过预处理浸泡1h～24h、机械碾压、纤维开松、接长加捻后，在温度为100℃的条件下干燥后，得到连续化的植物纤维纱线；
S2、热塑性聚合物的改性：将无机填料、耐刮擦剂、界面改性剂、加工改性剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、环保型阻燃、降温母粒和热塑性聚合物混合均匀，得到改性的热塑性聚合物；
S3、将双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，将双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，在双螺杆挤出机在进料口a和熔融区之间增设进料口b，将S2中得到的改性的热塑性聚合物从进料口a进料，S1中得到的植物纤维纱线从进料口b进料，再经过熔融、挤出、冷却、牵引和收卷，得到连续挤出热塑性植物纤维预浸料。
改性的热塑性聚合物进入进料口a后经过剪切后向前输送，植物纤维纱线在进料口b进料，植物纤维纱线与改性的热塑性聚合物同向向熔融区输送，并且随着双螺杆挤出机的螺杆旋转传输，植物纤维纱线与热塑性聚合物混合充分，并且能够保证植物纤维的连续性，增加连续挤出热塑性植物纤维预浸料的韧性。
本发明的方法操作简单，环保，成本低廉，工艺稳定，生产效率高，制品表面光洁，孔隙率低，性能优良，纤维排布均匀密集，可连续化生产。
优选地，S1中所述植物纤维纱线的细度为0.1mm～5mm。
优选地，S1中所述植物纤维纱线的含水量≤5％。
优选地，S3中熔融在熔融区进行，所述熔融区设置有温度为150℃～170℃的一区、温度为170℃～190℃的二区和温度为160℃～180℃的三区，进料后依次经过一区、二区和三区进行熔融。
优选地，S3中挤出时的口模温度为150℃～170℃。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的连续挤出热塑性植物纤维预浸料的原料环保，植物纤维可降解，其他原料可回收利用，将植物纤维降解后，能再次用于连续挤出热塑性植物纤维预浸料的制备，原料的可重复利用率高。
2、本发明的制备方法简单，只需通过对现有的双螺杆挤出机的原进料的改进，将热塑性聚合物进入进料口a后经过剪切后向前输送，植物纤维纱线在进料口b进料，植物纤维纱线与改性的热塑性聚合物同向向熔融区输送，并且随着双螺杆挤出机的螺杆旋转传输，植物纤维纱线与热塑性聚合物混合充分，并且能够保证植物纤维的连续性，增加连续挤出热塑性植物纤维预浸料的韧性。
3、本发明的方法操作简单，环保，成本低廉，工艺稳定，生产效率高，制品表面光洁，孔隙率低，性能优良，纤维排布均匀密集，可连续化生产。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线50份、热塑性聚合物65份、无机填料5份、耐刮擦剂1.5份、界面改性剂5份、加工改性剂0.7份、抗氧化剂0.06份、紫外光吸收剂0.3份、光稳定剂0.15份、环保型阻燃剂27份和降温母粒2份；
所述热塑性聚合物为聚丙烯；
所述无机填料为碳酸钙；
所述耐刮擦剂为硅酮母粒；
所述界面改性剂为马来酸酐接枝聚丙烯；
所述抗氧化剂为抗氧化剂KY-1010；
所述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UVP-327；
所述光稳定剂为光稳定剂GW-540；
所述环保型阻燃剂为水滑石；
本实施例还提供了制备上述的连续挤出热塑性植物纤维预浸料的方法，该方法为：
S1、植物纤维线的制备：植物纤维原料依次经过预处理浸泡1h、机械碾压、纤维开松、接长加捻后，在温度为100℃的条件下干燥后，得到连续化的植物纤维纱线；所述植物纤维纱线的细度为0.1mm～5mm、含水量≤5％；所述植物纤维原料为植物韧皮纤维麻；
S2、热塑性聚合物的改性：将无机填料、耐刮擦剂、界面改性剂、加工改性剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、环保型阻燃、降温母粒和热塑性聚合物混合均匀，得到改性的热塑性聚合物；
S3、将型号为TDS-30的双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，将双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，在双螺杆挤出机在进料口a和熔融区之间增设进料口b，将S2中得到的改性的热塑性聚合物从进料口a进料，S1中得到的植物纤维纱线从进料口b进料，再经过熔融、挤出、冷却、牵引和收卷，得到连续挤出热塑性植物纤维预浸料；熔融在熔融区进行，所述熔融区设置有温度为150℃～170℃的一区、温度为170℃～190℃的二区和温度为160℃～180℃的三区，进料后依次经过一区、二区和三区进行熔融；挤出时的口模温度为150℃～170℃。
本实施例制备的连续挤出热塑性植物纤维预浸料树脂分布均匀，密度为1.14g/cm3，表观孔隙率为14.45％，拉伸强度为51.23MPa，弹性模量为2.41GPa，连续挤出热塑性植物纤维预浸料面密度为1300g/m2。
本实施例的连续挤出热塑性植物纤维预浸料的原料环保，植物纤维可降解，其他原料可回收利用，将植物纤维降解后，能再次用于连续挤出热塑性植物纤维预浸料的制备，原料的可重复利用率高。
本实施例的制备方法简单，只需通过对现有的双螺杆挤出机的原进料的改进，将热塑性聚合物进入进料口a后经过剪切后向前输送，植物纤维纱线在进料口b进料，植物纤维纱线与改性的热塑性聚合物同向向熔融区输送，并且随着双螺杆挤出机的螺杆旋转传输，植物纤维纱线与热塑性聚合物混合充分，并且能够保证植物纤维的连续性，增加连续挤出热塑性植物纤维预浸料的韧性。
实施例2
本实施例的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线40份、热塑性聚合物80份、无机填料3份、耐刮擦剂2份、界面改性剂3份、加工改性剂1份、抗氧化剂0.05份、紫外光吸收剂0.4份、光稳定剂0.1份、环保型阻燃剂30份和降温母粒1.5份；
所述热塑性聚合物为质量比为1:3:2:1:1:2的聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯的混合物；
所述无机填料为等质量比的碳酸钙、滑石粉、云母粉、高岭土、蒙脱土、粉煤灰、玻璃珠、飘珠、硅灰石、凹凸棒石、沸石和钛白粉的混合物；
所述耐刮擦剂为硅酮母粒；
所述界面改性剂为硅烷偶联剂；
所述抗氧化剂为抗氧化剂KY-7910；
所述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UV-531；
所述光稳定剂为光稳定剂GW-540；
所述环保型阻燃剂为水滑石；
本实施例还提供了制备上述的连续挤出热塑性植物纤维预浸料的方法，该方法为：
S1、植物纤维线的制备：植物纤维原料依次经过预处理浸泡24h、机械碾压、纤维开松、接长加捻后，在温度为100℃的条件下干燥后，得到连续化的植物纤维纱线；所述植物纤维纱线的细度为0.1mm～5mm、含水量≤5％；所述植物纤维原料为植物主干竹材；
S2、热塑性聚合物的改性：将无机填料、耐刮擦剂、界面改性剂、加工改性剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、环保型阻燃、降温母粒和热塑性聚合物混合均匀，得到改性的热塑性聚合物；
S3、将型号为TDS-30的双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，将双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，在双螺杆挤出机在进料口a和熔融区之间增设进料口b，将S2中得到的改性的热塑性聚合物从进料口a进料，S1中得到的植物纤维纱线从进料口b进料，再经过熔融、挤出、冷却、牵引和收卷，得到连续挤出热塑性植物纤维预浸料；熔融在熔融区进行，所述熔融区设置有温度为150℃～170℃的一区、温度为170℃～190℃的二区和温度为160℃～180℃的三区，进料后依次经过一区、二区和三区进行熔融；挤出时的口模温度为150℃～170℃。
本实施例制备的连续挤出热塑性植物纤维预浸料树脂分布均匀，密度为1.08g/cm3，表观孔隙率为15.75％，拉伸强度为47.96MPa，弹性模量为1.79GPa，连续挤出热塑性植物纤维预浸料面密度为400g/m2。
实施例3
本实施例的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线60份、热塑性聚合物50份、无机填料8份、耐刮擦剂1份、界面改性剂6份、加工改性剂0.5份、抗氧化剂0.07份、紫外光吸收剂0.2份、光稳定剂0.2份、环保型阻燃剂25份和降温母粒2.5份；
所述热塑性聚合物为质量比为1:2:2的聚乙烯、聚酰胺和聚碳酸酯的混合物；
所述无机填料为质量比为2:3:1:1的滑石粉、云母粉、高岭土和蒙脱土的混合物；
所述耐刮擦剂为硅酮母粒；
所述界面改性剂为聚乙烯醇；
所述抗氧化剂为抗氧化剂KY-1010与抗氧化剂618按1:1的比例混合而成的复配抗氧化剂；
所述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UV-531；
所述光稳定剂为光稳定剂GW-540；
所述环保型阻燃剂为水滑石；
本实施例还提供了制备上述的连续挤出热塑性植物纤维预浸料的方法，该方法为：
S1、植物纤维线的制备：植物纤维原料依次经过预处理浸泡9h、机械碾压、纤维开松、接长加捻后，在温度为100℃的条件下干燥后，得到连续化的植物纤维纱线；所述植物纤维纱线的细度为0.1mm～5mm、含水量≤5％；所述植物纤维原料为植物叶纤维蕉麻；
S2、热塑性聚合物的改性：将无机填料、耐刮擦剂、界面改性剂、加工改性剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、环保型阻燃、降温母粒和热塑性聚合物混合均匀，得到改性的热塑性聚合物；
S3、将型号为TDS-30的双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，将双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，在双螺杆挤出机在进料口a和熔融区之间增设进料口b，将S2中得到的改性的热塑性聚合物从进料口a进料，S1中得到的植物纤维纱线从进料口b进料，再经过熔融、挤出、冷却、牵引和收卷，得到连续挤出热塑性植物纤维预浸料；熔融在熔融区进行，所述熔融区设置有温度为150℃～170℃的一区、温度为170℃～190℃的二区和温度为160℃～180℃的三区，进料后依次经过一区、二区和三区进行熔融；挤出时的口模温度为150℃～170℃。
本实施例制备的连续挤出热塑性植物纤维预浸料树脂分布均匀，密度为1.21g/cm3，表观孔隙率为13.19％，拉伸强度为50.16MPa，弹性模量为2.69GPa，连续挤出热塑性植物纤维预浸料面密度为1800g/m2。
实施例4
本实施例的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线43份、热塑性聚合物58份、无机填料5份、耐刮擦剂1.5份、界面改性剂4.5份、加工改性剂0.6份、抗氧化剂0.5份、紫外光吸收剂0.3份、光稳定剂0.15份、环保型阻燃剂25份和降温母粒2份；
所述热塑性聚合物为质量比为2:5的聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯的混合物；
所述无机填料为质量比为1:3:1的玻璃珠、飘珠和硅灰石的混合物；
所述耐刮擦剂为硅酮母粒；
所述界面改性剂为质量比为2:1的马来酸酐接枝聚丙烯和硅烷偶联剂的混合物；
所述抗氧化剂为抗氧化剂KY-7910与抗氧化剂618按3:1的比例混合而成的复配抗氧化剂；
所述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UVP-327；
所述光稳定剂为光稳定剂GW-540；
所述环保型阻燃剂为水滑石；
本实施例还提供了制备上述的连续挤出热塑性植物纤维预浸料的方法，该方法为：
S1、植物纤维线的制备：植物纤维原料依次经过预处理浸泡12h、机械碾压、纤维开松、接长加捻后，在温度为100℃的条件下干燥后，得到连续化的植物纤维纱线；所述植物纤维纱线的细度为0.1mm～5mm、含水量≤5％；所述植物纤维原料为植物种子纤维棉；
S2、热塑性聚合物的改性：将无机填料、耐刮擦剂、界面改性剂、加工改性剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、环保型阻燃、降温母粒和热塑性聚合物混合均匀，得到改性的热塑性聚合物；
S3、将型号为TDS-30的双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，将双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，在双螺杆挤出机在进料口a和熔融区之间增设进料口b，将S2中得到的改性的热塑性聚合物从进料口a进料，S1中得到的植物纤维纱线从进料口b进料，再经过熔融、挤出、冷却、牵引和收卷，得到连续挤出热塑性植物纤维预浸料；熔融在熔融区进行，所述熔融区设置有温度为150℃～170℃的一区、温度为170℃～190℃的二区和温度为160℃～180℃的三区，进料后依次经过一区、二区和三区进行熔融；挤出时的口模温度为150℃～170℃。
本实施例制备的连续挤出热塑性植物纤维预浸料树脂分布均匀，密度为1.09g/cm3，表观孔隙率为15.07％，拉伸强度为48.14MPa，弹性模量为1.81GPa，连续挤出热塑性植物纤维预浸料面密度为500g/m2。
实施例5
本实施例的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线5份、热塑性聚合物20份、无机填料0.5份、耐刮擦剂0.5份、界面改性剂0.5份、加工改性剂0.2份、抗氧化剂1份、紫外光吸收剂0.5份、光稳定剂0.3份、环保型阻燃剂30份和降温母粒3份；
所述热塑性聚合物为质量比为1:2:1:2的聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚苯乙烯的混合物；
所述无机填料为质量比为1:2:1:3的滑石粉、凹凸棒石、沸石和钛白粉的混合物；
所述耐刮擦剂为硅酮母粒；
所述界面改性剂为质量比为1:5的硅烷偶联剂和聚乙烯醇的混合物；
所述抗氧化剂为抗氧化剂KY-7910与抗氧化剂618按1:2的比例混合而成的复配抗氧化剂；
所述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UVP-327；
所述光稳定剂为光稳定剂GW-540；
所述环保型阻燃剂为水滑石；
本实施例还提供了制备上述的连续挤出热塑性植物纤维预浸料的方法，该方法为：
S1、植物纤维线的制备：植物纤维原料依次经过预处理浸泡15h、机械碾压、纤维开松、接长加捻后，在温度为100℃的条件下干燥后，得到连续化的植物纤维纱线；所述植物纤维纱线的细度为0.1mm～5mm、含水量≤5％；所述植物纤维原料为韧皮纤维竹纤维；
S2、热塑性聚合物的改性：将无机填料、耐刮擦剂、界面改性剂、加工改性剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、环保型阻燃、降温母粒和热塑性聚合物混合均匀，得到改性的热塑性聚合物；
S3、将型号为TDS-30的双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，将双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，在双螺杆挤出机在进料口a和熔融区之间增设进料口b，将S2中得到的改性的热塑性聚合物从进料口a进料，S1中得到的植物纤维纱线从进料口b进料，再经过熔融、挤出、冷却、牵引和收卷，得到连续挤出热塑性植物纤维预浸料；熔融在熔融区进行，所述熔融区设置有温度为150℃～170℃的一区、温度为170℃～190℃的二区和温度为160℃～180℃的三区，进料后依次经过一区、二区和三区进行熔融；挤出时的口模温度为150℃～170℃。
本实施例制备的连续挤出热塑性植物纤维预浸料树脂分布均匀，密度为1.01g/cm3，表观孔隙率为19.84％，拉伸强度为39.27MPa，弹性模量为1.05GPa，连续挤出热塑性植物纤维预浸料面密度为1500g/m2。
实施例6
本实施例的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线80份、热塑性聚合物95份、无机填料10份、耐刮擦剂2份、界面改性剂8份、加工改性剂1份、抗氧化剂0.05份、紫外光吸收剂0.1份、光稳定剂0.01份、环保型阻燃剂20份和降温母粒1份；
所述热塑性聚合物为质量比为2:3:2的聚乙烯、聚碳酸酯和聚苯乙烯的混合物；
所述无机填料为质量比为1:2:1:2:3:1的碳酸钙、滑石粉、高岭土、粉煤灰、飘珠和沸石的混合物；
所述耐刮擦剂为硅酮母粒；
所述界面改性剂为质量比为2:1的马来酸酐接枝聚丙烯和聚乙烯醇的混合物；
所述抗氧化剂为抗氧化剂KY-1010与抗氧化剂618按3:1的比例混合而成的复配抗氧化剂；
所述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UV-531；
所述光稳定剂为光稳定剂GW-540；
所述环保型阻燃剂为水滑石；
本实施例还提供了制备上述的连续挤出热塑性植物纤维预浸料的方法，该方法为：
S1、植物纤维线的制备：植物纤维原料依次经过预处理浸泡18h、机械碾压、纤维开松、接长加捻后，在温度为100℃的条件下干燥后，得到连续化的植物纤维纱线；所述植物纤维纱线的细度为0.1mm～5mm、含水量≤5％；所述植物纤维原料为叶纤维剑麻；
S2、热塑性聚合物的改性：将无机填料、耐刮擦剂、界面改性剂、加工改性剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、环保型阻燃、降温母粒和热塑性聚合物混合均匀，得到改性的热塑性聚合物；
S3、将型号为TDS-30的双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，将双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，在双螺杆挤出机在进料口a和熔融区之间增设进料口b，将S2中得到的改性的热塑性聚合物从进料口a进料，S1中得到的植物纤维纱线从进料口b进料，再经过熔融、挤出、冷却、牵引和收卷，得到连续挤出热塑性植物纤维预浸料；熔融在熔融区进行，所述熔融区设置有温度为150℃～170℃的一区、温度为170℃～190℃的二区和温度为160℃～180℃的三区，进料后依次经过一区、二区和三区进行熔融；挤出时的口模温度为150℃～170℃。
本实施例制备的连续挤出热塑性植物纤维预浸料树脂分布均匀，密度为1.31g/cm3，表观孔隙率为10.81％，拉伸强度为35.64MPa，弹性模量为2.93GPa，连续挤出热塑性植物纤维预浸料面密度为1000g/m2。
实施例7
本实施例的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线70份、热塑性聚合物20份、无机填料10份、耐刮擦剂1.8份、界面改性剂0.5份、加工改性剂0.7份、抗氧化剂0.8份、紫外光吸收剂0.3份、光稳定剂0.05份、环保型阻燃剂27份和降温母粒1份；
所述热塑性聚合物为质量比为1：2的聚乙烯和聚苯乙烯的混合物；
所述无机填料为质量比为4:1的飘珠和凹凸棒石的混合物；
所述耐刮擦剂为硅酮母粒；
所述界面改性剂为质量比为2:7的马来酸酐接枝聚丙烯和聚乙烯醇的混合物；
所述抗氧化剂为抗氧化剂KY-1010与抗氧化剂618按5:1的比例混合而成的复配抗氧化剂；
所述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UVP-327；
所述光稳定剂为光稳定剂GW-540；
所述环保型阻燃剂为水滑石；
本实施例还提供了制备上述的连续挤出热塑性植物纤维预浸料的方法，该方法为：
S1、植物纤维线的制备：植物纤维原料依次经过预处理浸泡21h、机械碾压、纤维开松、接长加捻后，在温度为100℃的条件下干燥后，得到连续化的植物纤维纱线；所述植物纤维纱线的细度为0.1mm～5mm、含水量≤5％；所述植物纤维原料为果实纤椰子纤维；
S2、热塑性聚合物的改性：将无机填料、耐刮擦剂、界面改性剂、加工改性剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、环保型阻燃、降温母粒和热塑性聚合物混合均匀，得到改性的热塑性聚合物；
S3、将型号为TDS-30的双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，将双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，在双螺杆挤出机在进料口a和熔融区之间增设进料口b，将S2中得到的改性的热塑性聚合物从进料口a进料，S1中得到的植物纤维纱线从进料口b进料，再经过熔融、挤出、冷却、牵引和收卷，得到连续挤出热塑性植物纤维预浸料；熔融在熔融区进行，所述熔融区设置有温度为150℃～170℃的一区、温度为170℃～190℃的二区和温度为160℃～180℃的三区，进料后依次经过一区、二区和三区进行熔融；挤出时的口模温度为150℃～170℃。
本实施例制备的连续挤出热塑性植物纤维预浸料树脂分布均匀，密度为1.27g/cm3，表观孔隙率为12.04％，拉伸强度为37.45MPa，弹性模量为2.78GPa，连续挤出热塑性植物纤维预浸料面密度为300g/m2。
实施例8
本实施例的连续挤出热塑性植物纤维预浸料，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线8份、热塑性聚合物90份、无机填料8份、耐刮擦剂1份、界面改性剂5份、加工改性剂0.8份、抗氧化剂0.2份、紫外光吸收剂0.5份、光稳定剂0.3份、环保型阻燃剂28份和降温母粒3份；
所述热塑性聚合物为质量比为1：2：1的聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯的混合物；
所述无机填料为质量比为1：1：1的云母粉、沸石和粉煤灰的混合物；
所述耐刮擦剂为硅酮母粒；
所述界面改性剂为质量比为3:2的硅烷偶联剂和聚乙烯醇的混合物；
所述抗氧化剂为抗氧化剂KY-7910与抗氧化剂618按3:1的比例混合而成的复配抗氧化剂；
所述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UV-531；
所述光稳定剂为光稳定剂GW-540；
所述环保型阻燃剂为水滑石；
本实施例还提供了制备上述的连续挤出热塑性植物纤维预浸料的方法，该方法为：
S1、植物纤维线的制备：植物纤维原料依次经过预处理浸泡24h、机械碾压、纤维开松、接长加捻后，在温度为100℃的条件下干燥后，得到连续化的植物纤维纱线；所述植物纤维纱线的细度为0.1mm～5mm、含水量≤5％；所述植物纤维原料为种子纤维木棉；
S2、热塑性聚合物的改性：将无机填料、耐刮擦剂、界面改性剂、加工改性剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、环保型阻燃、降温母粒和热塑性聚合物混合均匀，得到改性的热塑性聚合物；
S3、将型号为TDS-30的双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，将双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，在双螺杆挤出机在进料口a和熔融区之间增设进料口b，将S2中得到的改性的热塑性聚合物从进料口a进料，S1中得到的植物纤维纱线从进料口b进料，再经过熔融、挤出、冷却、牵引和收卷，得到连续挤出热塑性植物纤维预浸料；熔融在熔融区进行，所述熔融区设置有温度为150℃～170℃的一区、温度为170℃～190℃的二区和温度为160℃～180℃的三区，进料后依次经过一区、二区和三区进行熔融；挤出时的口模温度为150℃～170℃。
本实施例制备的连续挤出热塑性植物纤维预浸料树脂分布均匀，密度为1.05g/cm3，表观孔隙率为19.03％，拉伸强度为40.42MPa，弹性模量为1.09GPa，连续挤出热塑性植物纤维预浸料面密度为2000g/m2。
本实施例中连续挤出热塑性植物纤维预浸料的原料中所述热塑性聚合物也可以为聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯中的一种以上；
所述无机填料也可以为碳酸钙、滑石粉、云母粉、高岭土、蒙脱土、粉煤灰、玻璃珠、飘珠、硅灰石、凹凸棒石、沸石和钛白粉中的一种以上；
所述界面改性剂也可以为马来酸酐接枝聚丙烯、硅烷偶联剂和聚乙烯醇中的一种或两种；
所述抗氧化剂为抗氧化剂KY-1010、抗氧化剂KY-7910、任一质量比的抗氧化剂KY-1010与抗氧化剂618的混合物或任一质量比的抗氧化剂KY-7910与抗氧化剂618的混合物。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料的制备方法，其特征在于，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线5份～80份、热塑性聚合物20份～95份、无机填料0.5份～10份、耐刮擦剂0.5份～2份、界面改性剂0.5份～8份、加工改性剂0.2份～1份、抗氧化剂0.05份～1份、紫外光吸收剂0.1份～0.5份、光稳定剂0.01份～0.3份、环保型阻燃剂20份～30份和降温母粒1份～3份；所述植物纤维纱线和所述界面改性剂的质量比为10:1；
该方法为：
S1、植物纤维线的制备：植物纤维原料依次经过预处理浸泡1h～24h、机械碾压、纤维开松、接长加捻后，在温度为100℃的条件下干燥后，得到连续化的植物纤维纱线；
S2、热塑性聚合物的改性：将无机填料、耐刮擦剂、界面改性剂、加工改性剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、光稳定剂、环保型阻燃、降温母粒和热塑性聚合物混合均匀，得到改性的热塑性聚合物；
S3、将双螺杆挤出机的原进料口命名为进料口a，在双螺杆挤出机在进料口a和熔融区之间增设进料口b，将S2中得到的改性的热塑性聚合物从进料口a进料，S1中得到的植物纤维纱线从进料口b进料，再经过熔融、挤出、冷却、牵引和收卷，得到连续挤出热塑性植物纤维预浸料；
所述熔融区设置有温度为150℃～170℃的一区、温度为170℃～190℃的二区和温度为160℃～180℃的三区，进料后依次经过一区、二区和三区进行熔融。
2.根据权利要求1所述的一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料的制备方法，其特征在于，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线40份～60份、热塑性聚合物50份～80份、无机填料3份～8份、耐刮擦剂1份～2份、界面改性剂3份～6份、加工改性剂0.5份～1份、抗氧化剂0.05份～0.07份、紫外光吸收剂0.2份～0.4份、光稳定剂0.1份～0.2份、环保型阻燃剂25份～30份和降温母粒1.5份～2.5份。
3.根据权利要求1所述的一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料的制备方法，其特征在于，由以下重量份的原料制成：植物纤维纱线50份、热塑性聚合物65份、无机填料5份、耐刮擦剂1.5份、界面改性剂5份、加工改性剂0.7份、抗氧化剂0.06份、紫外光吸收剂0.3份、光稳定剂0.15份、环保型阻燃剂27份和降温母粒2份。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料的制备方法，其特征在于，所述热塑性聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯中的一种以上；
所述无机填料为碳酸钙、滑石粉、云母粉、高岭土、蒙脱土、粉煤灰、玻璃珠、飘珠、硅灰石、凹凸棒石、沸石和钛白粉中的一种以上；
所述耐刮擦剂为硅酮母粒；
所述界面改性剂为马来酸酐接枝聚丙烯、硅烷偶联剂和聚乙烯醇中的一种或两种；
所述抗氧化剂为抗氧化剂KY-1010、抗氧化剂KY-7910或复配抗氧化剂；所述复配抗氧化剂为抗氧化剂KY-1010与抗氧化剂618的混合物或抗氧化剂KY-7910与抗氧化剂618的混合物；
所述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UVP-327或紫外光吸收剂UV-531；
所述光稳定剂为光稳定剂GW-540；
所述环保型阻燃剂为水滑石。
5.根据权利要求1所述的一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料的制备方法，其特征在于，S1中所述植物纤维纱线的细度为0.1mm～5mm。
6.根据权利要求1所述的一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料的制备方法，其特征在于，S1中所述植物纤维纱线的含水量≤5％。
7.根据权利要求1所述的一种连续挤出热塑性植物纤维预浸料的制备方法，其特征在于，S3中熔融在熔融区进行，S3中挤出时的口模温度为150℃～170℃。
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