[发明专利]一种稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：

聚丙烯　　　　　　　80~100份，

天然纤维            30~60份，

相容剂              5~8份，

阻燃剂              20~35份，

复合型抗氧剂        0.5~1.0份，

加工助剂            1~1.5份，

其中，天然纤维在使用前采用稀土改性剂进行改性处理。

2.根据权利要求1所述的稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述天然纤维采用稀土改性剂进行改性处理，具体步骤为：

将天然纤维在稀土改性剂中浸泡1.5~2小时，之后取出并放入100~110℃的烘箱中烘干制成稀土改性天然纤维，其中稀土改性天然纤维中稀土改性剂的含量为足以使天然纤维湿润。

3.根据权利要求1或2所述的稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述天然纤维选自亚麻、大麻、黄麻或洋麻纤维中的一种或几种；

所述稀土改性剂由包含以下重量份的组分制成：

稀土化合物           5~10份，

乙醇                 85~100份，

乙二胺四乙酸         0.3~0.8份，

氯化铵               0.8~1.5份，

硝酸                 0.5~1.0份，

尿素                   2~5份。

4.根据权利要求3所述的稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述稀土化合物选自氯化镧、氯化铈、氧化镧或氧化铈中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯或丙烯酸接枝聚乙烯中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为三聚氰胺盐类阻燃剂和无机氧化物阻燃剂重量比为2~3：1的混合物。

7.根据权利要求6所述的稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述三聚氰胺盐类阻燃剂选自三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺八钼酸盐或三聚氰胺硼酸盐中的一种或几种；

所述无机氧化物阻燃剂选自三氧化二锑、氢氧化镁或氢氧化铝中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述复合型抗氧剂选自N,N′-二（β-萘基）对苯二胺、硫代二丙酸十八酯、[β-（3,5二叔丁基4-羟基-苯基）丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯或1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷中的两种或两种以上；

所述加工助剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸或石蜡中的一种或几种。

9.一种权利要求1~8中任一项所述的稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将30~60重量份天然纤维浸入稀土改性剂中浸泡1.5~2小时，之后取出并放入100~110℃的烘箱中烘干得到稀土改性天然纤维；

（2）将上述稀土改性天然纤维经过梳理、铺网、针刺得到稀土改性天然纤维毡；

（3）将80~100重量份聚丙烯、5~8重量份相容剂、20~35重量份阻燃剂、0.5~1.0重量份复合型抗氧剂和1~1.5重量份加工助剂加入混合机混合10~15min，再加入螺杆挤出机熔融挤出进浸渍模具中；

（4）将稀土改性天然纤维毡牵引通过浸渍模具，使混合熔体充分浸渍稀土改性天然纤维毡，再在平板硫化机模具中成型，模具温度为200~240℃，压力为6~12MPa，并保温保压3~6 min；

（5）将平板硫化机在压力保持恒定的条件下降温至115-125℃，之后卸掉压力，将模压成型后的复合材料连同模具一起取出，冷却至50~60℃，制得稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料。

10.根据权利要求9所述的稀土改性天然纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，稀土改性天然纤维毡经过梳理机梳理、铺网机铺网、针刺机针刺成毡；

所述步骤（3）中，所述混合机转速为800~1200 r/min，所述螺杆挤出机的螺杆转速为250~400 r/min，挤出段温度依次为：180~195℃、190~205℃、205~220℃。