[发明专利]一种植物纤维母粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种植物纤维母粒及其制备方法和应用，一定尺寸的植物纤维先在碱液处理，然后与特定熔融温度的热塑性弹性体和硅烷偶联剂在较低温度下密炼后制得植物纤维母粒，减少了植物纤维的气体产生，进一步将植物纤维母粒用于制备植物纤维增强热塑性复合材料，进料方便，植物纤维母粒与热塑性聚合物基体的相容性好，所制得的植物纤维增强热塑性复合材料具有较好的力学性能，气味低，可应用于汽车内饰材料、家电材料等领域。

技术领域

本发明涉及改性材料技术领域，更具体地，涉及一种植物纤维母粒及其制备方法和应用。

背景技术

利用植物纤维作为聚合物基体的增强体制备热塑性复合材料，相对于合成纤维，植物纤维的优点有：可降解，环保，减少碳排放，可再生，来源丰富，成本较低，密度低，有较高的比强度，对加工设备磨损小，无皮肤刺激，对工人损害小，具有良好的隔热隔音性能等。在交通运输(汽车、铁路客车、航空航天)、船舶、体育产品、建筑行业、电子行业、包装等领域，植物纤维增强热塑性复合材料都得到了广泛应用。

尽管植物纤维增强热塑性复合材料有诸多优势，但由于植物纤维吸湿性大、耐热性差，导致在加工和使用过程容易产生较大气味，并且亲水性的植物纤维和疏水性聚合物之间还存在相容性差的问题，大大限制了植物纤维增强热塑性复合材料的发展。

中国专利CN107236191A(公开日2017.10.10)公开了一种汽车内饰用竹纤维增强聚丙烯复合材料，用氢氧化钠、硅烷偶联剂先后分别浸渍竹纤维，但是仍然无法很好的去除气味，仍需配合除味剂，以及采用特种注水工艺才能制得低气味聚合物基复合材料，这种去除植物纤维的气味的效果不够理想，并且仍然存在植物纤维和疏水性聚合物之间还存在相容性差的问题。中国专利CN104693597A(公开日2015.6.10)还公开了一种耐高温、低收缩的聚芳酯纤维母粒-聚丙烯复合材料，先将聚芳酯纤维制备成纤维母粒，添加到聚丙烯体系中制得聚芳酯纤维母粒/聚丙烯复合材料，改善了力学性能，但即使采用这种先将纤维制备母粒的方案，将植物纤维制成母粒后，用于制备聚丙烯复合材料，相对提高了体系的相容性，但制备母粒时的密炼温度为180℃以上，植物纤维在密炼过程会发生热分解，导致气味加重，而植物纤维热分解后导致材料力学性能下降，而降低密炼温度，纤维分散效果有限，导致母粒对材料的增强作用下降，材料力学性能不佳，即植物纤维增强热塑性复合材料无法同时具有低气味和良好的力学性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有植物纤维增强热塑性复合材料无法同时具有低气味和良好的力学性能的缺陷和不足，提供一种植物纤维母粒的制备方法，可避免植物纤维热分解，减少气味产生，制得的植物纤维母粒进一步用于制备植物纤维增强热塑性复合材料，不仅可以从源头上避免植物纤维气味的产生，并且植物纤维母粒与热塑性聚合物基体的相容性好，可获得力学性能较好的植物纤维增强热塑性复合材料。

本发明的又一目的是提供一种植物纤维母粒。

本发明的又一目的是提供一种植物纤维母粒的应用。

本发明的另一目的是提供一种低气味的植物纤维增强热塑性复合材料。

本发明的另一目的是提供一种低气味的植物纤维增强热塑性复合材料的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种低气味的植物纤维增强热塑性复合材料的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种植物纤维母粒的制备方法，包括如下步骤：

S1.将植物纤维在碱液中浸泡5～15h后，清洗干燥；

S2.将热塑性弹性体、步骤S1制得的植物纤维、硅烷偶联剂混合均匀后，在80～110℃密炼15～30min，制得植物纤维母粒；其中，所述热塑性弹性体、植物纤维、硅烷偶联剂的质量比为(30～50)：(50～70)：1；所述植物纤维直径为10～50um，长度为5～25mm；所述热塑性弹性体的熔融温度为35～80℃。