[发明专利]聚丙烯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及复合材料领域，具体涉及聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，其中，所述聚丙烯复合材料含有聚丙烯、麻纤维、衣康酸环氧、增韧剂和引发剂，所述聚丙烯复合材料的制备方法包括将聚丙烯、麻纤维、衣康酸环氧、增韧剂和引发剂混合均匀后熔融共混挤出，所述聚丙烯复合材料的应用涉及聚丙烯复合材料在制备汽车零部件中的应用。在本发明所述的聚丙烯复合材料中，使用过氧化十二酰作为引发剂，使得衣康酸环氧能够反应性增容聚丙烯及麻纤维的界面相容性，有利于改善聚丙烯和植物纤维的相容性，并具有促进纤维分散的作用，从而保证了所述聚丙烯复合材料具有优异的力学性能及加工性能。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

石油基塑料的广泛使用不仅消耗大量的石油资源，还导致了日益严峻的环境问题。目前，我国每年需要处理的废旧塑料达到2000万吨，回收处理这些废旧塑料不仅难度大而且成本高。与此同时，我国每年有7亿吨农作物秸秆，其中2亿吨被焚烧，造成大气污染。以天然纤维或者农作物秸秆为填料，开发高填充量、高性能的天然纤维增强复合材料，能够降低材料的成本从而给企业带来极大的经济效益，而且有助于缓解环境压力进而带来巨大的社会效益，是一种极具发展前途的“绿色、低碳、可循环”材料。

与目前常用的合成纤维相比，天然纤维及其复合材料具有如下性能优势：

①质轻密度小，价格低廉；

②原料来源广泛，植物纤维尤其是麻纤维生长周期短、生长环境要求不高，且生长、收获、加工的能量消耗较少，原材料成本低；

③性能优异，麻纤维复合材料的隔热、吸音性能好，耐冲击，无脆性断裂，具有良好的刚度、切口朝性、断裂特性、低温特性等；

④有助于环保，天然纤维选择适当的基体材料可以制成能够完全降解的复合材料，废弃的天然纤维复合材料产品不会对环境造成污染，从而解决了困扰人类发展的环境问题。

本发明采用新型的加工手段，制备出高天然纤维含量的天然纤维增强聚丙烯复合材料，使材料的生产成本极大地降低。同时，还解决了植物纤维与树脂基体的相容性问题，开发出具有高强度和高模量的天然纤维增强聚丙烯复合材料，为注塑各种汽车零部件提供了可能性。

CN 101880425A公开了一种绿色天然亚麻纤维增强聚丙烯树脂基复合材料的制备方法，该技术方案通过在水溶液中用戊二醛改性亚麻纤维的表面，提高亚麻纤维与聚丙烯树脂基体的粘接性能，并且显著提高了复合材料的拉伸强度和弹性模量，其拉伸强度和弹性模量增强20％左右，断裂伸长率在3％左右，但依然需要进一步提高其力学性能。

CN 102558670A公开了一种亚麻纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法，亚麻纤维用1-5％的氢氧化钠浸泡，浴比为1：(15-20)，在30-80℃处理1-10小时，然后水洗至中性，在90-100℃烘干后得到处理后的亚麻纤维，将20-40份处理后的亚麻纤维、80-100份的聚丙烯、4-6份的偶联剂、1-3份的抗氧剂、5-8份的润滑剂以及1-5份的其他助剂，投入到高速混合机中，加热搅拌100-110℃，保温10-15min，混合搅拌均匀，将混料加入挤压机，在140-160℃挤出，将挤出物放入金属模具中，开模得到复合材料成品。产品的拉伸强度、冲击强度和断裂伸长度等综合性能优良，可应用于汽车工业、室内材料装置及日常生活等领域。但是其材料的力学性能有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的纤维与聚丙烯基体相容性差，力学性能不佳的问题，提供了一种聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。