CN112574503A - 一种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料、制备方法及其应用 - Google Patents

一种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料、制备方法及其应用，所述的改性聚丙烯复合材料包括以下质量分数的组分：聚丙烯50‑74.6％、阻燃椰壳纤维20‑40％、滑石粉3‑7％、相容剂2‑4％、抗氧剂0.2‑0.5％、润滑剂0.2‑0.4％，采用熔融共混以及成型加工的方法制备得到。本发明利用NaOH和AlCl3溶液处理得到阻燃椰壳纤维，并将NaOH溶液处理椰壳纤维和相容剂增容这两种方法相结合，协同使得改性聚丙烯复合材料具有优异的阻燃性能和力学性能，并解决了纤维类填料改性聚丙烯复合材料易翘曲的问题，还有特殊的丝状外观，可广泛应用于家居、装潢等领域。

Description

一种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料、制 备方法及其应用
技术领域
本发明涉及植物纤维改性聚丙烯复合材料领域，具体涉及一种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯是五大通用塑料之一，具有价格低廉、综合性能优异等优点，目前已广泛应用于家电、汽车等领域。植物纤维来源于自然，是一种绿色环保型原料。利用共混、增强等方式制备的植物纤维改性聚丙烯是一种可降解再生、质轻的新型聚丙烯复合材料。椰壳纤维作为植物纤维的一种，可直接赋予材料特殊的丝状外观效果，避免使用特殊色粉和/或色母粒，使得椰壳纤维改性聚丙烯在汽车内外饰、家居、装潢等领域具有广阔的应用前景。但是，椰壳纤维是一种易燃物质。另外，由于椰壳纤维呈亲水性，并且富含果胶、木质素等成分，这些因素使得椰壳纤维与聚丙烯相容性较差。这些不足限制了椰壳纤维改性聚丙烯在更多领域的应用。
专利CN102108159A公开了一种椰壳纤维增强聚丙烯复合物及其制备方法，该组合物包括以下组分及含量(wt％)：聚丙烯52-85、椰壳纤维10-40、相容剂3-8、抗氧剂0.1-1、润滑剂0.1-1，将邻氨基苯酚溶于盐酸并与NaNO2混合，得到邻氯重氮酚溶液，将椰壳纤维浸入NaOH冰水浴并滴加邻氯重氮酚溶液，然后将椰壳纤维取出晾干，处理好的椰壳纤维和其它原料混合放入螺杆机中，进行挤出造粒即得到产品。该发明通过椰壳纤维的引入，降低了原料的成本，但该材料不具备优异的力学性能和阻燃性能。
专利CN108017837A公开了一种无卤阻燃汽车内饰件材料及其制备方法，其无卤阻燃汽车内饰件材料包括如下原料：聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、亚麻纤维、椰壳纤维、无卤阻燃填料、阻燃助剂、分散剂、抗氧化剂。其中，：所述阻燃助剂为氮系阻燃剂和磷系阻燃剂的复配物；所述无卤阻燃填料为微胶囊化红磷、氢氧化镁、膨胀性石墨的复配物；其中，微胶囊化红磷、氢氧化镁、膨胀性石墨的重量比为3:(0.5-1):(1.2-1.5)。该发明的汽车内饰件材料成型性好，加工性强，配方合理环保，添加的马来酸酐接枝聚丙烯可增强纤维、无卤阻燃填料等和聚丙烯之间的粘接性和相容性，同时无卤阻燃填料和阻燃助剂的添加起到双重阻燃的作用。虽然该无卤阻燃植物纤维改性聚丙烯具有一定的阻燃性能，但其阻燃剂体系较复杂，且无采取方案对材料力学性能进行提高。
专利CN109370059A公开了一种改性黄麻纤维增强聚丙烯，其包括以下重量份的组分：聚丙烯50～70份，聚乙烯0.1～5份，玻璃纤维3～8份，改性黄麻纤维15～20份，云母粉3～8份，增韧剂3～8份，助剂3～5份，相容剂3～5份；所述改性黄麻纤维的制备方法包括如下步骤：采用温度为60℃的5％NaOH溶液浸泡3～4h取出，再采用清水浸泡1～2h取出，然后在80℃下进行烘干处理，采用硅烷偶联剂及硬脂酸对纤维进行表面涂覆处理，得到改性黄麻纤维。该发明制备的改性黄麻纤维增强聚丙烯具有低气味，低VOC的优点，但对黄麻纤维的改性处理时间较长，且制备的聚丙烯存在无特殊外观，无阻燃作用，刚性相对较差，易翘曲的缺点。
因此，仍旧需要一种低成本的制备丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料的方法，既能有效利用椰壳纤维对聚丙烯复合材料进行改性，解决易翘曲的问题，又能起到阻燃和提高材料力学性能的效果。
发明内容
针对上述材料的不足和现有技术对材料性能提高幅度有限的问题，本发明提供一种低成本的丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料的制备方法，该方法实现了材料阻燃性能和力学性能的同步提高。
本发明的另一方面，提供这种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料。
本发明的再一方面，提供了这种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料的应用。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料，以复合材料总质量计，包括以下质量分数的组分：
Figure BDA0002788136430000031
在一个具体的实施方案中，所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或多种；优选地，所述聚丙烯的熔融指数为10-60g/10min(230℃，2.16kg)。
在一个具体的实施方案中，所述阻燃椰壳纤维由以下方法制备得到：在碱溶液中加入椰壳纤维，控制温度为80±1℃，搅拌2-3h后加入铝盐溶液，搅拌1-2h后过滤洗涤，然后烘干，得到所述阻燃椰壳纤维。所述碱溶液为10-20％质量浓度的强碱溶液；优选地，所述碱溶液为10％NaOH溶液；所述铝盐溶液为1.5-2.0mol/L AlCl3溶液、Al2(SO4)3溶液中的一种；优选地，所述铝盐溶液为2mol/L AlCl3溶液；所述烘干温度为100-120℃；优选地，所述烘干温度为100℃；所述NaOH溶液、AlCl3溶液和椰壳纤维的质量比为(3-5):(1-1.5):1；优选地，所述NaOH溶液、AlCl3溶液和椰壳纤维的质量比为3:1:1。
在一个具体的实施方案中，所述滑石粉为2500目-3000目的超细滑石粉。
在一个具体的实施方案中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的一种。
在一个具体的实施方案中，所述抗氧剂是抗氧剂1010和抗氧剂168的混合，优选按质量比0.3:0.2复配得到。其中，1010的作用是防止产品氧化，168的作用是防止成品粒子在生产过程中氧化。
在一个具体的实施方案中，所述润滑剂为硬脂酸盐的一种；优选地，所述硬脂酸盐选自硬脂酸锌、硬脂酸镁或硬脂酸钙中的任一种。
本发明的另一方面，前述的一种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：利用高速混合机，按各组分比例将聚丙烯、滑石粉、相容剂、抗氧剂、润滑剂混合均匀后，通过主喂料口加入到双螺杆挤出机，阻燃椰壳纤维通过侧喂料口加入到双螺杆挤出机，挤出造粒后对粒子进行干燥处理，得到所述改性聚丙烯复合材料。
在一个具体的实施方案中，所述双螺杆挤出机的参数设置如下：一区温度为170℃，二区温度为180℃，三区温度为190℃，四区温度为190℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为190℃，八区温度为190℃，九区温度为190℃，十区温度为190℃，十一区温度为190℃，十二区温度为190℃，机头区温度为190℃，喂料速度为30-40kg/h，主机转速为300-450rpm，侧喂料转速为200-400rpm；优选地，所述干燥处理的温度为100-120℃，干燥时间为2-4h。
本发明的再一方面，前述的一种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料，在家居、装潢等领域的应用。
本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：
(1)本发明以椰壳纤维为原料改性聚丙烯复合材料，可直接赋予材料特殊的丝状外观效果，如图1所示，无需在配方中引入特殊的色粉和/或色母粒，不仅降低了材料成本，而且更加健康环保。
(2)本发明通过利用80℃的10％NaOH溶液处理椰壳纤维2-3h，可有效去除椰壳纤维中的果胶、木质素等成分，特别是能使椰壳纤维具备多孔结构，增加了椰壳纤维的比表面积，以在椰壳纤维表面接枝上更多-OH基团，使得椰壳纤维的性能更加优异且具备极性。在NaOH溶液处理椰壳纤维后，直接加入1.5-2mol/L的AlCl3溶液，搅拌反应1-2h，生成具有阻燃作用的Al(OH)3，Al(OH)3附着在椰壳纤维表面或孔洞内，得到本发明的阻燃椰壳纤维。采用本发明的处理方法，获得的多孔结构椰壳纤维，便于表面附着更多的Al(OH)3，更能起到稳定优异的阻燃性能。
(3)本发明通过加入马来酸酐接枝聚丙烯，其极性部分与改性处理的椰壳纤维表面的-OH形成氢键或者发生反应形成共价键，如图2所示，起到一种增强的协同作用，其非极性部分连接聚丙烯，改善了椰壳纤维和聚丙烯的相容性，有利于材料力学性能的提高。
(4)由于注塑时椰壳纤维沿着流动(MD)方向取向，材料在流动(MD)方向和垂直流动(TD)方向上的收缩率会存在较大差异，导致材料容易翘曲。本发明在前述改性聚丙烯复合材料中加入滑石粉，显著降低了材料MD和TD方向收缩率的差异，有效改善了复合材料存在的翘曲问题。
附图说明
图1为丝状外观效果椰壳纤维改性聚丙烯复合材料外观示意图。
图2为NaOH溶液处理的椰壳纤维和相容剂协同提高复合材料力学性能的机理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施例，还应包括在本发明的权利要求范围内其他任何公知的改变。
主要原料和设备仪器如下：
均聚聚丙烯：洛阳石化，PPH-MN60，熔融指数为58-60g/10min(230℃，2.16kg)。
嵌段共聚聚丙烯：齐鲁石化，SP179P，熔融指数为10-12g/10min(230℃，2.16kg)。
椰壳纤维：万华自制，将晾晒干燥的椰壳纤维粉碎至2-5mm。
滑石粉：辽宁艾海滑石粉有限公司，艾海AH51210L，目数2500-3000。
相容剂：沈阳科通塑胶科技有限公司，马来酸酐接枝聚丙烯KT-1。
抗氧剂：天津利安隆新材料股份有限公司，抗氧剂1010、抗氧剂168。
润滑剂：发基化学品有限公司，硬脂酸锌。
双螺杆挤出机：科倍隆(南京)机械有限公司，型号CTE35 PLUS。
注塑机：海天塑机集团有限公司，型号MA600IIS/130。
熔融指数测试：测试方法按照ISO1133标准，采用熔融指数仪INSTRON CEASTMF30。
密度测试：测试方法按照ISO1183标准，采用密度计METTLER XS 204。
力学性能测试：测试方法按照ISO 527、ISO 178和ISO180标准，采用英斯特朗拉伸仪INSTRON 5966、冲击仪INSTRON CEAST9050测试。
阻燃性能测试：测试方法按照UL94，采用水平&垂直燃烧试验箱CESTR RH-6033A。
翘曲度测试：收缩率测试方法按照万华自定方法，采用铭禹电子MY-7000。通过如下方法定义翘曲度：材料在垂直流动(TD)方向和平行流动(MD)方向上收缩率的差值。
实施例1
1)按照如下方法制备阻燃椰壳纤维：按照NaOH溶液、AlCl3溶液和椰壳纤维的质量比为3:1:1，在10％NaOH溶液中加入椰壳纤维，控制温度为80±1℃，搅拌2h后加入2.0mol/L的AlCl3溶液，搅拌2h后过滤洗涤，然后在100℃下烘干，得到所述阻燃椰壳纤维。
2)按以下质量百分比称取原料：均聚聚丙烯：5.23kg，嵌段共聚聚丙烯：2kg，阻燃椰壳纤维：2kg，滑石粉：0.5kg，相容剂：0.2kg，抗氧剂1010：0.03kg，抗氧剂168：0.02kg，润滑剂：0.02kg。
3)除阻燃椰壳纤维外，将步骤(2)中的其他原料加入高速混合机中混合3min，使其混合均匀。
4)将步骤(3)中所得物料加入双螺杆挤出机主喂料口，阻燃椰壳纤维加入侧喂料口，在挤出机一区温度170℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度190℃，五区温度190℃，六区温度190℃，七区温度190℃，八区温度190℃，九区温度190℃，十区温度190℃，十一区温度190℃，十二区温度190℃，机头区温度190℃，喂料速度30kg/h，主机转速300rpm，侧喂料转速为200rpm的工艺条件下进行挤出造粒。
5)对切出的粒子进行干燥处理，干燥条件为110℃，3h。
6)对粒子进行熔融指数测试；将粒子注塑成力学性能样条、阻燃样条、收缩率大板，进行密度、力学性能、阻燃性能、翘曲度测试，结果见表1。
实施例2
1)按照如下方法制备阻燃椰壳纤维：按照NaOH溶液、AlCl3溶液和椰壳纤维的质量比为3:1:1，在10％NaOH溶液中加入椰壳纤维，控制温度为80±1℃，搅拌2h后加入2.0mol/L的AlCl3溶液，搅拌2h后过滤洗涤，然后在100℃下烘干，得到所述阻燃椰壳纤维。
2)按以下质量百分比称取原料：均聚聚丙烯：4.13kg，嵌段共聚聚丙烯：2kg，阻燃椰壳纤维：3kg，滑石粉：0.5kg，相容剂：0.3kg，抗氧剂1010：0.03kg，抗氧剂168：0.02kg，润滑剂：0.02kg。
3)除阻燃椰壳纤维外，将步骤(2)中的其他原料加入高速混合机中混合3min，使其混合均匀。
4)将步骤(3)中所得物料加入双螺杆挤出机主喂料口，阻燃椰壳纤维加入侧喂料口，在挤出机一区温度170℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度190℃，五区温度190℃，六区温度190℃，七区温度190℃，八区温度190℃，九区温度190℃，十区温度190℃，十一区温度190℃，十二区温度190℃，机头区温度190℃，喂料速度30kg/h，主机转速300rpm，侧喂料转速为300rpm的工艺条件下进行挤出造粒。
5)对切出的粒子进行干燥处理，干燥条件为110℃，3h。
6)对粒子进行熔融指数测试；将粒子注塑成力学性能样条、阻燃样条、收缩率大板，进行密度、力学性能、阻燃性能、翘曲度测试，结果见表1。
实施例3
1)按照如下方法制备阻燃椰壳纤维：按照NaOH溶液、AlCl3溶液和椰壳纤维的质量比为3:1:1，在10％NaOH溶液中加入椰壳纤维，控制温度为80±1℃，搅拌2h后加入2.0mol/L的AlCl3溶液，搅拌2h后过滤洗涤，然后在100℃下烘干，得到所述阻燃椰壳纤维。
2)按以下质量百分比称取原料：均聚聚丙烯：3.03kg，嵌段共聚聚丙烯：2kg，阻燃椰壳纤维：4kg，滑石粉：0.5kg，相容剂：0.4kg，抗氧剂1010：0.03kg，抗氧剂168：0.02kg，润滑剂：0.02kg。
3)除阻燃椰壳纤维外，将步骤(2)中的其他原料加入高速混合机中混合3min，使其混合均匀。
4)将步骤(3)中所得物料加入双螺杆挤出机主喂料口，阻燃椰壳纤维加入侧喂料口，在挤出机一区温度170℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度190℃，五区温度190℃，六区温度190℃，七区温度190℃，八区温度190℃，九区温度190℃，十区温度190℃，十一区温度190℃，十二区温度190℃，机头区温度190℃，喂料速度30kg/h，主机转速300rpm，侧喂料转速为400rpm的工艺条件下进行挤出造粒。
5)对切出的粒子进行干燥处理，干燥条件为110℃，3h。
6)对粒子进行熔融指数测试；将粒子注塑成力学性能样条、阻燃样条、收缩率大板，进行密度、力学性能、阻燃性能、翘曲度测试，结果见表1。
实施例4
1)按照如下方法制备阻燃椰壳纤维：在10％NaOH溶液中加入椰壳纤维，控制温度为80±1℃，搅拌2h后加入2.0mol/L的AlCl3溶液，搅拌2h后过滤洗涤，然后在100℃下烘干，得到所述阻燃椰壳纤维。NaOH溶液、AlCl3溶液和椰壳纤维的质量比为5:1.5:1。
2)按以下质量百分比称取原料：均聚聚丙烯：7.01kg，阻燃椰壳纤维：2kg，滑石粉：0.7kg，相容剂：0.2kg，抗氧剂1010：0.03kg，抗氧剂168：0.02kg，润滑剂：0.04kg。
其它步骤同实施例1，对粒子进行熔融指数测试；将粒子注塑成力学性能样条、阻燃样条、收缩率大板，进行密度、力学性能、阻燃性能、翘曲度测试，结果见表1。
实施例5
1)按照如下方法制备阻燃椰壳纤维：在10％NaOH溶液中加入椰壳纤维，控制温度为80±1℃，搅拌2h后加入2.0mol/L的AlCl3溶液，搅拌2h后过滤洗涤，然后在100℃下烘干，得到所述阻燃椰壳纤维。NaOH溶液、AlCl3溶液和椰壳纤维的质量比为3:1:1。
2)按以下质量百分比称取原料：嵌段共聚聚丙烯：7.46kg，阻燃椰壳纤维：2kg，滑石粉：0.3kg，相容剂：0.2kg，抗氧剂1010：0.01kg，抗氧剂168：0.01kg，润滑剂：0.02kg。
其它步骤同实施例1，对粒子进行熔融指数测试；将粒子注塑成力学性能样条、阻燃样条、收缩率大板，进行密度、力学性能、阻燃性能、翘曲度测试，结果见表1。
对比例1
本对比例与实施例1对比，不同在于本对比例采用只经NaOH溶液处理的椰壳纤维作为对比参考物质。
1)按照NaOH溶液和椰壳纤维的质量比为3:1，在10％NaOH溶液中加入椰壳纤维，控制温度为80±1℃，搅拌2h后过滤洗涤，然后在100℃下烘干，得到只经NaOH溶液处理的椰壳纤维。
其它步骤同实施例1，对粒子进行熔融指数测试；将粒子注塑成力学性能样条、阻燃样条、收缩率大板，进行密度、力学性能、阻燃性能、翘曲度测试，结果见表1。
对比例2
本对比例与实施例1对比，不同在于本对比例采用在椰壳纤维改性聚丙烯复合材料中加入阻燃剂作为对比，而非本发明的阻燃椰壳纤维。
1)按以下质量百分比称取原料，均聚聚丙烯：4.93kg，嵌段共聚聚丙烯：2kg，椰壳纤维：2kg，阻燃剂0.3kg(烟台格瑞恩阻燃科技有限公司，ZBS-PV-2YBL)，滑石粉：0.5kg，相容剂：0.2kg，抗氧剂1010：0.03kg，抗氧剂168：0.02kg，润滑剂：0.02kg。
2)除椰壳纤维外，将步骤(1)中的其他原料加入高速混合机中混合3min，使其混合均匀。
3)将步骤(2)中所得物料加入双螺杆挤出机主喂料口，椰壳纤维加入侧喂料口，在挤出机一区温度170℃，二区温度180℃，三区温度190℃，四区温度190℃，五区温度190℃，六区温度190℃，七区温度190℃，八区温度190℃，九区温度190℃，十区温度190℃，十一区温度190℃，十二区温度190℃，机头区温度190℃，喂料速度30kg/h，主机转速300rpm，侧喂料转速为200rpm的工艺条件下进行挤出造粒。
4)对切出的粒子进行干燥处理，干燥条件为110℃，3h。
5)对粒子进行熔融指数测试；将粒子注塑成力学性能样条、阻燃样条、收缩率大板，进行密度、力学性能、阻燃性能、翘曲度测试，结果见表1。
对比例3
本对比例与实施例1对比，不同在于本对比例采用只经AlCl3溶液处理的椰壳纤维作为对比参考物质，而不经NaOH溶液处理。
1)在2.0mol/L的AlCl3溶液中加入椰壳纤维，搅拌2h后过滤洗涤，然后在100℃下烘干，得到只经AlCl3溶液处理的椰壳纤维。AlCl3溶液和椰壳纤维的质量比为1:1。
2)按以下质量百分比称取原料：均聚聚丙烯：5.23kg，嵌段共聚聚丙烯：2kg，椰壳纤维：2kg，滑石粉：0.5kg，相容剂：0.2kg，抗氧剂1010：0.03kg，抗氧剂168：0.02kg，润滑剂：0.02kg。
其它步骤同实施例1，对粒子进行熔融指数测试；将粒子注塑成力学性能样条、阻燃样条、收缩率大板，进行密度、力学性能、阻燃性能、翘曲度测试，结果见表1。
对比例4
本对比例与实施例1比，不同在于本对比例不添加相容剂作为对比参考物质。
按以下质量百分比称取原料：均聚聚丙烯：5.43kg，嵌段共聚聚丙烯：2kg，阻燃椰壳纤维：2kg，滑石粉：0.5kg，抗氧剂1010：0.03kg，抗氧剂168：0.02kg，润滑剂：0.02kg。
其它步骤同实施例1，对粒子进行熔融指数测试；将粒子注塑成力学性能样条、阻燃样条、收缩率大板，进行密度、力学性能、阻燃性能、翘曲度测试，结果见表1。
对比例5
本对比例与实施例1相比，不同在于本对比例不添加滑石粉作为对比参考物质。
按以下质量百分比称取原料：均聚聚丙烯：5.73kg，嵌段共聚聚丙烯：2kg，阻燃椰壳纤维：2kg，相容剂：0.2kg，抗氧剂1010：0.03kg，抗氧剂168：0.02kg，润滑剂：0.02kg。
其它与实施例1完全相同，对粒子进行熔融指数测试；将粒子注塑成力学性能样条、阻燃样条、收缩率大板，进行密度、力学性能、阻燃性能、翘曲度测试，结果见表1。
表1各实施例和对比例配方改性聚丙烯复合材料性能测试数据表
Figure BDA0002788136430000141
从上表的对比可见，实施例1和对比例1对比可知，本发明实施例1采用NaOH溶液处理椰壳纤维过程中，加入AlCl3溶液，可以得到阻燃椰壳纤维，赋予材料V0级别的阻燃性能，而对比例1仅采用普通的椰壳纤维，阻燃性能仅为最低级别的HB。实施例1和对比例2对比可知，与现有在材料中加入阻燃剂的技术相比，本发明的技术可以使材料具有更好的阻燃性能和力学性能。实施例1和对比例3、对比例4对比可知，本发明采用NaOH溶液处理和引入相容剂可以协同提高材料的力学性能，特别是对比例3的椰壳纤维，仅AlCl3溶液处理而未经NaOH处理，阻燃性能较差，仅为HB。实施例1和对比例5对比可知，在本发明的复合材料体系，滑石粉的加入可以降低材料在垂直流动(TD)方向和平行流动(MD)方向收缩率的差异，以得到翘曲度低的材料。综上所述，本发明将椰壳纤维通过NaOH和AlCl3溶液处理后，利用其对聚丙烯进行改性，制备得到了V0级别的阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料，并且将NaOH溶液处理和相容剂增容这两种方法相结合，协同使得材料的力学性能更加优异。另外，针对纤维类填料改性聚丙烯复合材料易翘曲的缺点，采用少量滑石粉复配的方法，简易地解决了材料的翘曲问题。本发明制备的丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料在家居、装潢等领域具有广阔的应用前景。
以上实施例仅用以本发明的较优选实施方式进行描述，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换做出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料，其特征在于，以复合材料总质量计，包括以下质量分数的组分：
Figure FDA0002788136420000011
2.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或多种；优选地，所述聚丙烯的熔融指数为10-60g/10min(230℃，2.16kg)。
3.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述阻燃椰壳纤维由以下方法制备得到：在碱溶液中加入椰壳纤维，控制温度为80±1℃，搅拌2-3h后加入铝盐溶液，搅拌1-2h后过滤洗涤，然后烘干，得到所述阻燃椰壳纤维。
4.根据权利要求3所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述碱溶液为10-20％质量浓度的强碱溶液；优选地，所述碱溶液为10％NaOH溶液；所述铝盐溶液为1.5-2.0mol/LAlCl3溶液、Al2(SO4)3溶液中的任一种；优选地，所述铝盐溶液为2mol/L AlCl3溶液；所述烘干温度为100-120℃；优选地，所述烘干温度为100℃；所述NaOH溶液、AlCl3溶液和椰壳纤维的质量比为(3-5):(1-1.5):1；优选地，所述NaOH溶液、AlCl3溶液和椰壳纤维的质量比为3:1:1。
5.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述滑石粉为2500目-3000目的超细滑石粉。
6.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的任一种。
7.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂是抗氧剂1010和抗氧剂168复配得到。
8.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸盐的一种；优选地，所述硬脂酸盐选自硬脂酸锌、硬脂酸镁或硬脂酸钙中的任一种。
9.权利要求1-8任一项所述的改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：利用高速混合机，按各组分比例将聚丙烯、滑石粉、相容剂、抗氧剂、润滑剂混合均匀后，通过主喂料口加入到双螺杆挤出机，阻燃椰壳纤维通过侧喂料口加入到双螺杆挤出机，挤出造粒后对粒子进行干燥处理，得到所述改性聚丙烯复合材料；优选地，所述双螺杆挤出机的参数设置如下：一区温度为170℃，二区温度为180℃，三区温度为190℃，四区温度为190℃，五区温度为190℃，六区温度为190℃，七区温度为190℃，八区温度为190℃，九区温度为190℃，十区温度为190℃，十一区温度为190℃，十二区温度为190℃，机头区温度为190℃，喂料速度为30-40kg/h，主机转速为300-450rpm，侧喂料转速为200-400rpm；优选地，所述干燥处理的温度为100-120℃，干燥时间为2-4h。
10.权利要求1-8任一项所述的一种丝状外观高性能阻燃椰壳纤维改性聚丙烯复合材料或权利要求9所述方法制备的改性聚丙烯复合材料，在家居、装潢领域的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213760A (zh) * 2022-01-12 2022-03-22 安徽工程大学 一种大麻-椰壳混杂聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
CN116023742A (zh) * 2023-01-05 2023-04-28 浙江三友塑业股份有限公司 一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用、一种锥形纱管

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102276921A (zh) * 2011-08-22 2011-12-14 苏州工业园区润佳工程塑料有限公司 一种低气味聚丙烯复合材料及其制备方法
US20120053256A1 (en) * 2010-08-25 2012-03-01 Chin-Fu Chen Biomass composite composition and foaming method thereof
CN108164820A (zh) * 2017-12-27 2018-06-15 四川鑫达企业集团有限公司 一种植物纤维/pp复合材料及其制备方法
CN109266128A (zh) * 2018-09-17 2019-01-25 佛山市禅城区诺高环保科技有限公司 一种钢结构表面用防火涂料
CN109438931A (zh) * 2018-11-06 2019-03-08 许五妮 一种椰壳纤维-木薯渣填充制备可生物降解复合材料的方法
CN109678451A (zh) * 2019-01-25 2019-04-26 唐雪平 一种硅酸铝改性复合岩棉板及其制备方法
CN110724346A (zh) * 2019-10-25 2020-01-24 广州市聚赛龙工程塑料股份有限公司 一种植物纤维填充改性聚丙烯复合材料及其制备方法
CN111235870A (zh) * 2020-03-04 2020-06-05 南通纺织丝绸产业技术研究院 改性纳米金属氢氧化物/锌盐阻燃整理真丝织物的方法
CN111605012A (zh) * 2020-04-21 2020-09-01 徐非 一种防水阻燃型单板层积材的制备方法
CN111662507A (zh) * 2020-06-30 2020-09-15 万华化学集团股份有限公司 一种高熔接痕强度的聚丙烯材料及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120053256A1 (en) * 2010-08-25 2012-03-01 Chin-Fu Chen Biomass composite composition and foaming method thereof
CN102276921A (zh) * 2011-08-22 2011-12-14 苏州工业园区润佳工程塑料有限公司 一种低气味聚丙烯复合材料及其制备方法
CN108164820A (zh) * 2017-12-27 2018-06-15 四川鑫达企业集团有限公司 一种植物纤维/pp复合材料及其制备方法
CN109266128A (zh) * 2018-09-17 2019-01-25 佛山市禅城区诺高环保科技有限公司 一种钢结构表面用防火涂料
CN109438931A (zh) * 2018-11-06 2019-03-08 许五妮 一种椰壳纤维-木薯渣填充制备可生物降解复合材料的方法
CN109678451A (zh) * 2019-01-25 2019-04-26 唐雪平 一种硅酸铝改性复合岩棉板及其制备方法
CN110724346A (zh) * 2019-10-25 2020-01-24 广州市聚赛龙工程塑料股份有限公司 一种植物纤维填充改性聚丙烯复合材料及其制备方法
CN111235870A (zh) * 2020-03-04 2020-06-05 南通纺织丝绸产业技术研究院 改性纳米金属氢氧化物/锌盐阻燃整理真丝织物的方法
CN111605012A (zh) * 2020-04-21 2020-09-01 徐非 一种防水阻燃型单板层积材的制备方法
CN111662507A (zh) * 2020-06-30 2020-09-15 万华化学集团股份有限公司 一种高熔接痕强度的聚丙烯材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王文广: "亚麻生物化学加工与染整", 中国轻工业出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213760A (zh) * 2022-01-12 2022-03-22 安徽工程大学 一种大麻-椰壳混杂聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
CN116023742A (zh) * 2023-01-05 2023-04-28 浙江三友塑业股份有限公司 一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用、一种锥形纱管

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