[发明专利]一种掺有葛根纤维粉的聚合物复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种掺有葛根纤维粉的聚合物复合材料，包括如下组分：改性酚醛树脂6~12份；丁腈橡胶粉5~10份；葛根纤维粉15~21份；石墨10~20份；硫化锑1~3份；氧化锌1~3份；焦炭5~15份；碳酸钙10~20份；莫来石粉5~15份；陶土5~15份；铬铁矿4~6份；氧化铝1~3份，各组分以重量份计。本发明中使用葛根纤维与高比热的莫来石粉协同增强聚合物复合材料，不仅提高了产品的机械强度，而且能够明显地改善产品的耐热性和摩擦磨损性能，满足了复合材料高性能的要求；同时，葛根纤维粉的提取工艺简单，来源广泛，符合环保的要求，其制备的聚合物复合材料成本低廉，能够工业化、产业化的大规模批量生产和使用。

技术领域

本发明属于聚合物复合材料制备领域，具体涉及一种利用葛根废渣生产的聚合物复合材料的制备。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，对离合器面片聚合物复合材料的发展也提出了更高的要求，不仅要求其具有合适的摩擦系数和磨损率，而且要环保、舒适、低成本。面对这些更为苛刻的需求，人们已找到一些提高摩擦磨损性能的解决方法，采用高性能纤维增强聚合物复合材料就是其中一类。

然而，这类方法很多是以牺牲成本为代价的或者不环保，难以大规模生产，如芳纶纤维和碳纤维，尤其是碳纤维，其各项性能均较好，但因价格过高使用受限，通常只在一些要求很高的聚合物复合材料产品中使用。因此，寻求环保、高性能、低成本的纤维增强材料一直是聚合物复合材料领域研究者的不懈的追求。

研究发现，葛根渣中含有大量的葛根纤维，韧性好，强度高，其有望能用于聚合物复合材料作为增强组分。葛根渣是生产葛根粉留下的废渣，通常每提取8kg的葛根粉就会产生大约100kg的葛根渣。按全国年产葛根粉百万吨计算，每年产葛根渣近千万吨，有报道也记载，我国陕西安康地区每年排放的葛根渣近万吨。这些大量的葛根渣通常被丢弃、填埋或作焚烧处理，也有少量用于饲料。显然，葛根渣被丢弃或简单处理利用不仅污染环境，而且也是浪费自然资源。因此，回收利用葛根渣，使葛根渣高附加值化成为环保节能的一个重要的课题。利用葛根渣提取的葛根纤维生产的聚合物复合材料是一种合理利用葛根渣的途径。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种掺有葛根纤维粉的聚合物复合材料，满足环保和高性能的双重要求，同时控制成本，能够适用于产业化生产；

本发明的另一目的在于提供一种上述聚合物复合材料的制备方法。

技术方案：本发明所述的掺有葛根纤维粉的聚合物复合材料，包括如下组分：

作为优选，所述的掺有葛根纤维粉的聚合物复合材料，包括如下组分：

优选地，所述的改性酚醛树脂为腰果壳油改性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂、三聚氰胺腰果壳油改性酚醛树脂、丁苯改性酚醛树脂、聚乙烯醇改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、桐油改性酚醛树脂的其中任意一种。

优选地，所述的丁腈橡胶粉的粒度为380～420目。

本发明进一步的技术方案，所述的葛根纤维粉为葛根粉生产过程中留下的废渣经过提取得到的，具体步骤为：

a、在葛根渣中加水并搅拌至其完全淹没，再用超声波清洗10～20min，过滤，再次加水洗涤，重复上述过程三次，以去除表面残留的淀粉颗粒，然后将洗净的葛根渣放在40～60℃条件下干燥6～10h；

b、将步骤a处理过的葛根渣用滤纸包好，在石油醚溶液中进行提取，提取时水浴温度为75℃～85℃；

c、重复步骤b，抽提数次，直至提取器中液体由黄绿色接近无色，取出葛根渣，在40～60℃的温度下，烘干6～10h，得到所述的葛根纤维粉。