[发明专利]一种亚麻纤维和稻壳粉木塑PP复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于PP生物塑料领域，涉及利用亚麻纤维和稻壳粉复配改性PP，从而获得一种木塑PP复合材料。

背景技术

亚麻纤维和稻壳粉复配改性聚丙烯，不仅可以提高聚丙烯的力学性能，还可以降低成本。

天然麻纤维可以部分代替玻璃纤维和碳纤维用来对聚丙烯进行增强改性。不同之处在于：玻璃纤维和碳纤维是人造制得，其制备方法复杂，且会对自然界产生污染；而天然麻纤维是一种绿色、环保的自然资源，是一种可持续性利用资源。

亚麻纤维是由高纤维含量的植物经过多步而提取的，具有强度高，多空隙隔音等优良效果。如对聚丙烯材料进行改性，则可提高聚丙烯材料的性能。

发明内容

本发明的目的就是通过亚麻纤维和稻壳粉复配改性PP，而提供一种木塑聚丙烯的制备方法。本发明的亚麻纤维为市场上可以买到的成品亚麻纤维，在与聚丙烯混合挤出时要加入木塑偶联剂，以提高亚麻纤维、稻壳粉和聚丙烯之间的界面相容性。

本发明加入了液体石蜡，提高亚麻纤维和稻壳粉的分散性，使制备的复合材料性能均一稳定，从而解决了复合材料中因分散不均一，导致制件内应力过多的原因，更好的满足材料使用。

本发明制备的复合材料根据本行业的检测标准检测，其缺口冲击强度大于6.0KJ/㎡、弯曲模量大于1700Mpa，显示出良好的刚性和韧性，同时其密度小于同等矿粉填充条件下的同类产品，满足了材料轻量化的要求。

本发明中的原材料聚丙烯、亚麻纤维、稻壳粉、助剂等原料易得，其他材料均可以直接来源于工业化生产。

本发明通过加入木塑偶联剂，使得制备的复合材料具有纤维分散均匀，而且具有更好的隔音降噪效果，提高了聚丙烯复合材料的适用范围。

一种亚麻纤维和稻壳粉改性聚丙烯，由下述组分按重量份制成：

80份聚丙烯、3-6份液体石蜡、20份亚麻纤维和稻壳粉、2-3份相容剂、偶联剂0-3份。作为优选，液体石蜡粘度为30-40mm ²／s；粘度过小，不易粘附亚麻纤维和稻壳粉；粘度太大，不易流动，会造成粘附不均匀。

所述的相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯。所述的偶联剂优先选木塑偶联剂。

一种亚麻纤维和稻壳粉改性聚丙烯的制备方法，由以下步骤组成：

(1) 称取80份聚丙烯、3-6份液体石蜡，加入高混机，高混1-3min；

(2) 亚麻纤维预和稻壳粉处理，80摄氏度烘干4个小时。称取亚麻纤维和稻壳粉20份，加入步骤（1）所述的高混机中，高混2-4min；继续加入2-3份相容剂、偶联剂0-3份，高混2-4min，取出备用；

(3) 将步骤（2）所得物料加入双螺杆挤出机，在温度170-185℃、转速260-300、主喂料频率7-9、侧喂料频率0的工艺条件下造粒，制备本发明所述的木塑聚丙烯。

步骤（1）可以让聚丙烯粒子表面粘满液体石蜡；步骤（2）可以将亚麻纤维和稻壳粉粘附在聚丙烯粒子表面。连接聚丙烯和稻壳粉、亚麻纤维的“胶黏剂”正是液体石蜡。

现有技术将聚丙烯、亚麻纤维和稻壳粉一起加入挤出机，会造成聚丙烯容易下料，亚麻纤维和稻壳粉复不易下料的现象，堵住挤出机喂料口。

而通过步骤（1）和（2）所获得的粘满亚麻纤维和稻壳粉的聚丙烯粒子，可以很顺畅地加到挤出机，不会出现亚麻纤维和稻壳粉不易下料的现象，更不会堵住挤出机的喂料口。

本发明所述的亚麻纤维和稻壳粉改性聚丙烯的制备方法，具有以下优点：

（1）对挤出机没有特殊要求，不需要锥双挤出机，可以采用普通双螺杆挤出机进行挤出造粒；

（2）通过液体石蜡的“胶黏”作用，解决了亚麻纤维和稻壳粉不易下料，甚至堵住挤出机加料口的现象。

具体实施方式

实施例中所用的原材料，除特殊说明外，实施例中各组分都为重量份。

实施例1

（1）称取80份聚丙烯、5份液体石蜡，加入高混机，高混2min；

（2）亚麻纤维预处理，80摄氏度烘干4个小时。称取亚麻纤维和稻壳粉共20份，加入步骤（1）所述的高混机中，高混3min；继续加入3份相容剂、偶联剂2份，高混3min，取出备用；

（3）将步骤（2）所得物料加入双螺杆挤出机，在170-190℃、转速260-300、主喂料频率7-9、侧喂料频率0的工艺条件下造粒，制备本发明所述的木塑聚丙烯。

检测结果如下：

简支梁缺口冲击强度（KJ/m²） 【DIN EN ISO 179-1:2010】：6.7