[发明专利]一种由改性天然植物纤维、生物基材料补强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法

说明书

本发明涉及一种由改性天然植物纤维、生物基材料补强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，采用生物基增韧材料，并用改性大豆豆渣纤维，以此为增强体，通过热固成型制备复合材料。大豆豆渣来源丰富，价格低廉，利用偶联剂对其表面进行改性后能更好地与聚酯基体结合。生物基增韧改进剂为环氧大豆油或环氧酯或环氧脂肪酸酯类中的任何一种或几种混合。本发明提供的方法不仅提高了不饱和聚酯复合材料的力学性能，还提高了材料的可生物降解性，方法简单且成本低。

技术领域

本发明涉及不饱和聚酯树脂复合材料加工领域，特别涉及一种由改性天然植物纤维、生物基材料补强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法。

背景技术

不饱和聚酯树脂是一种含有酯键和碳碳双键的线型高分子热固性树脂，其原料易得，由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成。因生产工艺简单，综合性能优良，所以用量大且广泛。然而一般的不饱和聚酯树脂由于存在较高的交联度而脆性大，易开裂，强度低，满足不了一些生产应用的需求，因此要对其进行强度和韧性上的改进。

在传统加工过程中，常采用无机填料、纳米粒子、橡胶弹性体等物体对不饱和聚酯树脂进行改性。近些年来，环保问题越来越引起人们的重视，而传统改性材料多为石油基材料，不利于循环发展，或对人体和环境有危害。为适应绿色可持续发展，人们逐渐改用天然植物纤维和一些生物基材料对不饱和聚酯树脂进行改性。

发明内容

本发明的目的是提供一种由改性天然植物纤维、生物基材料补强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，提高了不饱和聚酯树脂的力学性能的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种由改性天然植物纤维、生物基材料补强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，制备方法包括如下步骤：

（1）改性豆渣的制备方法：将大豆豆渣用高速粉碎机粉碎，随后分3批次加入大豆豆渣重量0.5-2.5 wt%的偶联剂，每次混合1-5min，60-100度下干燥1-4h；再将其置于球磨机中，球磨4h；高速粉碎机粉碎1-3min，过筛80-200目，60-100度下烘干1-2h；

（2）改性豆渣A的制备方法：将步骤（1）制备的改性豆渣用生物基增韧改进剂进行处理，记为改性豆渣A；具体方法如下：往改性豆渣中加入生物基增韧改进剂，高速粉碎机混合2-5min，随后于80-160度干燥2-5h；以质量份数计算，改性豆渣A的具体组成为：改性豆渣5-20份、生物基增韧改进剂1.8-9份；

（3）不饱和聚酯树脂B的制备方法：将生物基增韧改进剂加入不饱和聚酯树脂，记为不饱和聚酯树脂B；以质量份数计算，不饱和聚酯树脂B的具体组成为：不饱和聚酯树脂70-97份，生物基增韧改进剂0.2-1份；

（4）复合材料的制备方法：以质量份数计算，将将步骤（2）中制备的改性豆渣A、将步骤（3）中制备的不饱和聚酯树脂B、引发剂0.3-2份、促进剂0.1-1份混合，通过热固成型的方法加工制得复合材料。

本发明的进一步设置为：所述偶联剂为乙烯基硅烷（乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷）、环氧基硅烷（γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三乙氧基硅烷、γ-（2，3-环氧丙氧）丙基甲基二甲氧基硅烷）、氨基硅烷（γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-2- 氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷）、酰基硅烷（3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、）钛酸酯类偶联剂（异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯、磷酸酯双钛酸酯偶联剂、）中的一种或几种混合。