CN111518325A - 含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，包括以下质量百分比的原料：热塑性丁苯橡胶40％‑60％、自然纤维粉20％‑51％、融合剂3％‑8％、流动剂0.5％‑1.5％、硫化剂0.1％‑0.5％。本发明采用上述含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料及其制备方法，提高了产品的弹性强度，增加了耐气候性能及注射流动性能。

Description

含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及自然纤维粉复合材料技术领域，特别是涉及含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料及其制备方法。
背景技术
稻草纤维、麦秆纤维、咖啡壳、木纤维、竹纤维与热塑性橡胶组成的自然纤维粉橡胶复合材料是目前新兴的有广泛发展的新型复合橡胶材料。它有人工橡胶和自然纤维的优点，具有可再生、造价低、美观的优点，因此自然纤维粉橡胶复合材料在汽车领域、电动工具、船舶领域、生活日用品领域中有着广泛的应用。但自然纤维粉和人工橡胶两种物料存在物性相差极大、结合性差、产品加工流动性差、表面光洁度低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料及其制备方法，提高了产品的弹性强度，增加了耐气候性能及注射流动性能。
为实现上述目的，本发明提供了一种含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，包括以下质量百分比的原料：热塑性丁苯橡胶40％-60％、自然纤维粉20％-51％、融合剂3％-8％、流动剂0.5％-1.5％、硫化剂0.1％-0.5％。
优选的，含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料包括以下质量百分比的原料：热塑性丁苯橡胶41％-59％、自然纤维粉21％-50％、融合剂3.1％-7.9％、流动剂0.55％-1.45％、硫化剂0.15％-0.45％。
优选的，所述热塑性丁苯橡胶的熔体流动指数为3.0-15.0g/10min。
优选的，所述热塑性丁苯橡胶为注塑级的TPR、TPU或再生的TPR、TPU料。
优选的，所述融合剂为乙烯--甲基丙烯酸共聚物。
优选的，所述自然纤维粉的粒径为60-150目，所述自然纤维粉来自稻草纤维、麦秆纤维、咖啡壳、木纤维或竹纤维。
优选的，所述流动剂为饱和脂肪酸酯。
优选的，所述硫化剂为硫化剂DTDM。
一种含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、研磨、烘干：将稻草纤维、麦秆纤维、咖啡壳、木纤维或竹纤维或回收分类清洗好的废纤维制品研磨成60-150目的自然纤维粉，并将研磨好的自然纤维粉放入到干燥机中，在75-85度的温度下烘干3-4小时，使自然纤维粉的含水量低于5％；
S2、混合：按质量百分比进行备料，将准备好的热塑性丁苯橡胶、自然纤维粉、融合剂、流动剂、硫化剂放入混料机中进行混合，混合温度不超95度，混合时间为10-30分钟；
S3、造粒：将经过充分混合好的混合料放入到造粒机中，通过造粒机成型，剪切成通用粒子，得到共混料，造粒温度为150-200度；
S4、成型：将粒子放入到挤出机或注塑机中进行成型得到含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料。
优选的，所述步骤S4中，在进行成型之前将粒子放入干燥机进行烘干处理，烘干温度80-95度，烘干时间1.5-3小时。
因此，本发明采用上述含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料及其制备方法，具备以下有益效果：
(1)上述复合材料所用的热塑性丁苯橡胶，可以是热塑性丁苯橡胶的原生料，也可以使用回收再利用的废热塑性丁苯橡胶的再发料；上述复合材料所用的自然纤维，可以是常用的稻草纤维、麦秆纤维、咖啡壳、木纤维或竹纤维，也可以是回收由稻草纤维、麦秆纤维、咖啡壳、木纤维或竹纤维制成制品的废纤维，其可以提高热塑性丁苯橡胶塑胶制品的再利用，提高了自然材料的利用率，解决了资源的浪费及保护环境。
(2)一是采用融合剂对自然纤维和热塑性丁苯橡胶的相容性进行处理，解决了纤维与热塑性丁苯橡胶相容性差、弹性强度差的问题；二是采用硬脂酸锌等流动剂来解决自然纤维粉热塑性丁苯橡胶复合材料流动性差的问题；三是采用硫化剂DTDM来解决自然纤维粉热塑性丁苯橡胶复合材料耐气候性不理想的问题及使用寿命短问题，解决了自然纤维和热塑性丁苯橡胶复合材料成型制品中弹性强度差、加工时间长、不抗紫外线、受命短等问题。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式做进一步的说明。
本发明提供了一种含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，包括以下质量百分比的原料：热塑性丁苯橡胶40％-60％、自然纤维粉20％-51％、融合剂3％-8％、流动剂0.5％-1.5％、硫化剂0.1％-0.5％。
进一步的，含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料包括以下质量百分比的原料：热塑性丁苯橡胶41％-59％、自然纤维粉21％-50％、融合剂3.1％-7.9％、流动剂0.55％-1.45％、硫化剂0.15％-0.45％。热塑性丁苯橡胶的熔体流动指数为3.0-15.0g/10min。热塑性丁苯橡胶为注塑级的TPR、TPU或再生的TPR、TPU料。融合剂为乙烯--甲基丙烯酸共聚物。自然纤维粉的粒径为60-150目，所述自然纤维粉来自稻草纤维、麦秆纤维、咖啡壳、木纤维或竹纤维。流动剂为饱和脂肪酸酯。硫化剂为硫化剂DTDM。
一种含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、研磨、烘干：将稻草纤维、麦秆纤维、咖啡壳、木纤维或竹纤维或回收分类清洗好的废纤维制品研磨成60-150目的自然纤维粉，并将研磨好的自然纤维粉放入到干燥机中，在75-85度的温度下烘干3-4小时，使自然纤维粉的含水量低于5％；
S2、混合：按质量百分比进行备料，将准备好的热塑性丁苯橡胶、自然纤维粉、融合剂、流动剂、硫化剂放入混料机中进行混合，混合温度不超95度，混合时间为10-30分钟；
S3、造粒：将经过充分混合好的混合料放入到造粒机中，通过造粒机成型，剪切成通用粒子，得到共混料，造粒温度为150-200度；
S4、成型：在进行成型之前将粒子放入干燥机进行烘干处理，烘干温度80-95度，烘干时间1.5-3小时，然后将粒子放入到挤出机或注塑机中进行成型得到含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料。
实施例
一种含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，包括以下质量百分比的原料：62.8％的TPR、30％的咖啡壳、6％的乙烯--甲基丙烯酸共聚物、1.0％的饱和脂肪酸酯、0.2％的硫化剂DTDM。TPR的熔体流动指数为5.0g/10min。咖啡壳的粒径为90目。
上述含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、研磨、烘干：将咖啡壳研磨成90目的纤维粉，并将研磨好的纤维粉放入干燥机中，在80度的温度下烘干3小时，使纤维粉的含水量低于5％；
S2、混合：按质量百分比进行备料，将准备好的热塑性丁苯橡胶(TPR)、咖啡壳、乙烯--甲基丙烯酸共聚物、饱和脂肪酸酯、硫化剂DTDM放入混料机进行混合，混合温度90度，混合时间为12分钟；
S3、造粒：将经过充分混合好的混合料放入到造粒机中，通过造粒机成型，剪切成通用粒子，得到共混料，造粒温度180度；
S4、成型：在进行成型之前将粒子料放入干燥机进行烘干处理，烘干温度90度，烘干时间1.5小时，将粒子放入到挤出机或注塑机进行成型。
采用上述方法制备的复合材料制品熔体流动速率为4.0g/10min，拉伸应力为4.56MPa，抗张强度为32.0MPa，伸长率为400％。
因此，本发明采用上述含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料及其制备方法，提高了产品的弹性强度，增加了耐气候性能及注射流动性能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：热塑性丁苯橡胶40％-60％、自然纤维粉20％-51％、融合剂3％-8％、流动剂0.5％-1.5％、硫化剂0.1％-0.5％。
2.根据权利要求1所述的含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：热塑性丁苯橡胶41％-59％、自然纤维粉21％-50％、融合剂3.1％-7.9％、流动剂0.55％-1.45％、硫化剂0.15％-0.45％。
3.根据权利要求1所述的含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，其特征在于：所述热塑性丁苯橡胶的熔体流动指数为3.0-15.0g/10min。
4.根据权利要求1所述的含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，其特征在于：所述热塑性丁苯橡胶为注塑级的TPR、TPU或再生的TPR、TPU料。
5.根据权利要求1所述的含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，其特征在于：所述融合剂为乙烯--甲基丙烯酸共聚物。
6.根据权利要求1所述的含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，其特征在于：所述自然纤维粉的粒径为60-150目，所述自然纤维粉来自稻草纤维、麦秆纤维、咖啡壳、木纤维或竹纤维。
7.根据权利要求1所述的含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，其特征在于：所述流动剂为饱和脂肪酸酯。
8.根据权利要求1所述的含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料，其特征在于：所述硫化剂为硫化剂DTDM。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、研磨、烘干：将稻草纤维、麦秆纤维、咖啡壳、木纤维或竹纤维或回收分类清洗好的废纤维制品研磨成60-150目的自然纤维粉，并将研磨好的自然纤维粉放入到干燥机中，在75-85度的温度下烘干3-4小时，使自然纤维粉的含水量低于5％；
S2、混合：按质量百分比进行备料，将准备好的热塑性丁苯橡胶、自然纤维粉、融合剂、流动剂、硫化剂放入混料机中进行混合，混合温度不超95度，混合时间为10-30分钟；
S3、造粒：将经过充分混合好的混合料放入到造粒机中，通过造粒机成型，剪切成通用粒子，得到共混料，造粒温度为150-200度；
S4、成型：将粒子放入到挤出机或注塑机中进行成型得到含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料。
10.根据权利要求9所述的含自然纤维粉的热塑性丁苯橡胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，在进行成型之前将粒子放入干燥机进行烘干处理，烘干温度80-95度，烘干时间1.5-3小时。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104650452A (zh) * 2014-08-07 2015-05-27 柳州蓓蒂芬科技有限公司 植物微细纤维/胶粉/聚丙烯热拉伸复合材料的制备方法
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