[发明专利]一种竹原纤维和聚氨酯复合材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种竹原纤维和聚氨酯复合材料制备方法，属于天然纤维复合材料领域。

背景技术

复合材料(Composite materials)，是指由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。

天然植物纤维资源丰富且价格低廉；它比无机纤维复合材料加工的能耗少，对加工设备损耗小，有利于节约能源；而且它最突出的优点是生物降解和可再生性，这是其他任何增强材料所无法比拟的。尤其是竹原纤维，它具有质轻、强度高、来源广、价廉、且环保、可生物降解、吸水和导湿性好、防臭、抗菌、抗紫外、对环境无污染等优点，被誉为21世纪健康舒适的纤维。

聚氨酯是一种介于塑料和橡胶之间的材料，自身具有可发泡性、耐磨性、粘接性、弹性、耐溶剂性、耐生物老化性等许多优于传统结构材料的潜在性能，又因其质轻、强度高、耐高温且阻燃性好的特性已广泛应用于纤维及合成革领域。

在现有技术中，纤维增强复合材料大多是由碳纤维、玻璃纤维、合成纤维等与塑料组合而成，存在废弃处理难，生产环境恶劣，给环境带来了很大的负担等缺点。因此，使用自然界中资源丰富的天然植物纤维代替现在广泛使用的玻璃纤维、合成纤维，开发性能优良和价格低的复合材料的研究，引起了人们的高度重视。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种竹原纤维和聚氨酯复合材料制备方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种质轻、柔韧、超薄的竹原纤维和聚氨酯复合材料制备方法。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种竹原纤维和聚氨酯复合材料制备方法，包括如下步骤：

（1）竹原纤维预处理：先将竹原纤维经5%-25%的NaOH溶液处理，处理时间为2小时，然后用清水冲洗至中性；将处理后的竹原纤维进行梳理，并根据竹原纤维取向铺网，铺好后放置在干燥箱内干燥至恒重。

（2）聚氨酯树脂配制：根据聚氨酯预聚体和MOCA100：14的配比比例计算预聚体和MOCA质量。将预聚体放入真空干燥箱，抽真空25-35分钟，待预聚体内的气泡消失，然后关闭真空干燥箱抽气泵。将MOCA放入恒温磁力搅拌器，设定温度为110℃-120℃，加热搅拌直至MOCA完全熔融。从真空干燥箱内取出预聚体，将MOCA液体倒入预聚体，并快速搅拌20-25秒，使预聚体和MOCA混合均匀，配制好聚氨酯树脂。

（3）根据竹原纤维和聚氨酯的配比比例，将配制好的聚氨酯树脂均匀倒入装有竹原纤维网的容器内，使聚氨酯树脂均匀分布在竹原纤维网上。并将竹原纤维和聚氨酯混合物放入120℃-130℃烘箱中烘燥3小时，得到竹原纤维和聚氨酯复合材料，所述复合材料的竹原纤维质量含量为2.5%～7.5%。

在上述步骤（1）中，竹原纤维采用直铺、45度斜铺、杂乱铺或十字型铺中的其中一种方式铺网。

在上述步骤（1）中，干燥箱温度为70℃-75℃，干燥时间为30分钟-35分钟。

在上述步骤（2）中，所述聚氨酯预聚体为2,4-甲苯二异氰酸酯和聚乙二醇600为主要原料合成的端异氰酸酯基聚氨酯预聚体；所述MOCA为固体次甲基双邻氯苯胺。

在上述步骤（2）中，预聚体放入真空干燥箱前，真空干燥箱先抽真空，并预热至90℃-92℃。

本发明所述的竹原纤维和聚氨酯复合材料制备方法，选用环保、阻尼性能和隔音性能优良的聚氨酯为基体，竹原纤维为增强材料，采用常压浇注工艺，制备所得的竹原纤维和聚氨酯复合材料抗拉强度大，断裂伸长率好，而且超薄、质轻。

以下结合具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的竹原纤维经过不同NaOH浓度处理后的复合材料的抗拉强度；

图2为本发明的竹原纤维经过不同NaOH浓度处理后的复合材料的断裂伸长率；

图3 为本发明的竹原纤维经过不同方式排列后的复合材料的抗拉强度；

图4 为本发明的竹原纤维经过不同方式排列后的复合材料的断裂伸长率；

图5为本发明含有不同质量分数竹原纤维的复合材料的抗拉强度；

图6为本发明含有不同质量分数竹原纤维的复合材料的断裂伸长率。

具体实施方式

实施例1

一种竹原纤维含量为2.5%的竹原纤维和聚氨酯复合材料制备方法，包括如下步骤：