一種制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法及其產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，包括：(a)將纖維用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理；(b)將前述纖維除濕；(c)使步驟(b)中獲得的纖維與彈性體或單體發(fā)生接枝；(d)將前述接枝的纖維除濕；(e)將接枝的纖維分散在溶解于溶劑的樹脂中，接著使溶劑揮發(fā)；(f)對(duì)從步驟(e)中獲得的纖維進(jìn)行拉伸和壓縮。本發(fā)明涉及由本發(fā)明方法所獲得的生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料。
【專利說(shuō)明】一種制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法及其產(chǎn)品

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法及其復(fù)合材料。具體地，本 發(fā)明涉及一種通過(guò)與彈性聚合物或單體發(fā)生接枝的纖維來(lái)制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料 的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于天然、可生物降解和/或生態(tài)環(huán)境友好的纖維存在著日益增長(zhǎng)的需求。這種 纖維是低密度材料，該材料可獲得具有高界面性能的相對(duì)輕質(zhì)的復(fù)合材料。這些纖維不僅 具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)和易加工性，而且是高度可再生資源。
[0003] 干燥的黃麻纖維以其強(qiáng)度而聞名，并且是價(jià)格實(shí)惠、可持續(xù)獲得的纖維。各種經(jīng)化 學(xué)處理的天然纖維在本領(lǐng)域是眾所周知的。橡膠化的黃麻纖維是其中的一種。
[0004] 印度專利申請(qǐng)第494/MAS/2001號(hào)公開了一種復(fù)合纖維增強(qiáng)木材替代品和制造該 替代品的方法；其中將天然纖維用由磷酸酯多元醇所制成的膠粘劑共混物浸漬，并且用聚 氨酯樹脂的膠粘劑共混物進(jìn)行膠合，進(jìn)而在合適的壓力和溫度下進(jìn)行壓縮。然而，在所述復(fù) 合材料中，將聚氨酯（是一種高價(jià)的材料）用作結(jié)合劑，從而使得該方法和產(chǎn)品價(jià)格變得昂 貴。此外，所述方法的產(chǎn)品并不提高其疲勞壽命。
[0005] 印度專利申請(qǐng)第730/MUM/2003號(hào)公開了一種將黃麻纖維浸漬于通過(guò)將填充劑和 添加劑與酚類物質(zhì)（亦即苯酚、一氯化酚）和甲醛形成的樹脂加以混合所制成的漿料中而 制造天然纖維基熱固性復(fù)合材料板的方法。然而，前述方法中使用不向產(chǎn)品賦予由拉伸所 導(dǎo)致的結(jié)晶性并且在重復(fù)循環(huán)使用中也不保持其原來(lái)性質(zhì)的樹脂。
[0006] 美國(guó)專利US7232605中公開了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件，該構(gòu)件包括聚合物、利用材料 混雜布置在二維或三維胞狀骨架結(jié)構(gòu)中的天然和合成纖維（優(yōu)選納米級(jí)的層板），這些天 然和合成纖維具有較低成本并且可以用作有效的結(jié)構(gòu)梁。但因?yàn)樵摪l(fā)明沒(méi)有采用任何偶聯(lián) 劑/表面處理劑和彈性體對(duì)增強(qiáng)填充劑進(jìn)行處理，因此該發(fā)明的復(fù)合材料不具有提高的抗 疲勞特性。
[0007] W0/03035573公開了對(duì)天然有機(jī)纖維的處理；該處理是：在聚合物有機(jī)自我固化 前體和/或硅酸鈉溶液中進(jìn)行大規(guī)?；旌?，接著用無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)鹽溶液處理，然后與含鋁 的溶液或漿體接觸。將該專利的前體復(fù)合材料用無(wú)機(jī)鹽/在性質(zhì)上是無(wú)機(jī)的鋁進(jìn)行涂覆。 此外，盡管無(wú)機(jī)處理纖維顯示增強(qiáng)的耐火性能，但由于抗疲勞特性較差因而它們將不能循 環(huán)使用。
[0008] 歐洲專利EP1958762中公開了一種天然粘合的纖維材料，該纖維材料包括秸桿纖 維的天然纖維織物、天然纖維（例如扁平纖維）和可生物降解物質(zhì)（例如聚乳酸）的基質(zhì)。 該專利中使用的樹脂結(jié)合劑是熱塑性材料（例如熱塑性聚酯），所使用的增強(qiáng)纖維是秸桿、 聚乳酸、亞麻等。但事實(shí)上任何熱塑性粘合復(fù)合材料在耐紫外線和耐環(huán)境應(yīng)力性能方面較 差。此外，與交聯(lián)復(fù)合材料相比，熱塑性基復(fù)合材料具有低尺寸穩(wěn)定性。
[0009] 在本領(lǐng)域中已知的用于制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的現(xiàn)有方法的主要問(wèn)題是： (a)低吸水性、（b)不能賦予較高的耐疲勞度、（c)該方法為所形成復(fù)合材料賦予相當(dāng)大的 抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度、和（d)是復(fù)雜且昂貴的方法。此外，該方法中使用的樹脂不為產(chǎn)品賦 予由拉伸所導(dǎo)致的結(jié)晶性，并且在重復(fù)循環(huán)使用中不保持其原來(lái)的性質(zhì)。
[0010] 因此，長(zhǎng)久以來(lái)就需要開發(fā)出一種簡(jiǎn)單但技術(shù)上得到改進(jìn)且經(jīng)濟(jì)上可行的制造生 物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法；該高級(jí)復(fù)合材料是簡(jiǎn)單的，并且可獲得具有低玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度及高抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度從而在動(dòng)態(tài)及靜態(tài)狀態(tài)下重復(fù)使用時(shí)具有高耐久性的改進(jìn) 產(chǎn)品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明目的
[0012] 因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種用于制造改進(jìn)的生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的 方法，該方法簡(jiǎn)單、巧妙且具有成本效益。
[0013] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于制造改進(jìn)的生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方 法；該高級(jí)復(fù)合材料具有比常規(guī)天然纖維復(fù)合材料更長(zhǎng)的疲勞壽命和/或更大的抗沖擊強(qiáng) 度/抗拉強(qiáng)度/抗彎強(qiáng)度。
[0014] 本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用于制造具有相等的雙向性能的改進(jìn)的生物源 混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法。
[0015]本發(fā)明涉及一種制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，包括：(a)將纖維用偶聯(lián) 劑進(jìn)行處理；(b)將前述纖維除濕；(c)使步驟（b)中所獲得的纖維與彈性體或單體發(fā)生接 枝；（d)將前述接枝的纖維除濕；（e)將接枝的纖維分散在溶解于溶劑的樹脂中，接著使溶 劑揮發(fā)；（f)拉伸和壓縮從步驟（e)中獲得的纖維。本發(fā)明涉及由本發(fā)明方法所獲得的生 物源混雜高級(jí)復(fù)合材料。
[0016] 本發(fā)明提供一種由天然纖維制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的新型的、在技術(shù)和/ 或經(jīng)濟(jì)上具有重要意義的方法，因而由此方法制造的混雜高級(jí)復(fù)合材料具有較高的抗拉強(qiáng) 度和粘結(jié)強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明，制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法中所使用的纖維是天然 纖維，優(yōu)選地是黃麻和黃麻衍生物。
[0017] 本發(fā)明提供一種用具有高抗拉強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度的天然纖維來(lái)制造生物源混雜高 級(jí)復(fù)合材料的簡(jiǎn)單且具有經(jīng)濟(jì)可行性的方法。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為用于制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 術(shù)語(yǔ)"生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料"是指由兩種以上不同材料構(gòu)成的復(fù)合材料；其中 將橡膠膠乳接枝的天然纖維用作增強(qiáng)材料以便制造熱固性復(fù)合材料。由于將一薄層的橡膠 涂覆在纖維上，因而獲得了增強(qiáng)的機(jī)械性能及耐疲勞性。
[0020] 參考以下的詳細(xì)說(shuō)明可以更容易地理解本發(fā)明，正如在流程圖（圖1)中逐步地描 述，該流程圖僅是說(shuō)明性的而絕不是用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0021] 圖1為用于制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法的流程圖。
[0022] 本發(fā)明提供一種制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，包括：
[0023] (a)將增強(qiáng)纖維材料用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理；
[0024] (b)在50°C至80°C范圍內(nèi)的溫度下將經(jīng)處理的纖維材料除濕，以獲得經(jīng)干燥和化 學(xué)處理的增強(qiáng)纖維；
[0025] (c)通過(guò)與接枝劑（例如彈性體或單體）混合，而使經(jīng)干燥和化學(xué)處理的增強(qiáng)纖維 發(fā)生接枝；
[0026] (d)在90°C至150°C范圍內(nèi)的溫度下，將接枝纖維除濕然后固化；
[0027] (e)將接枝的纖維分散在溶解于溶劑的結(jié)合樹脂（bindingresin)中，接著在 30°C至45°C的溫度下使溶劑揮發(fā)；
[0028] (f)在KKTC至160°C溫度和0-150kg/cm2的壓力下將溶劑揮發(fā)的纖維拉伸和壓 縮。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料包含：（i)天然纖維或其改性形式；（ii)橡 膠膠乳；和（iii)酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂材料（包括環(huán)氧改性酚醛樹脂或其改性形式）；其中 用橡膠膠乳使天然纖維橡膠化并且將該纖維分散在酚醛樹脂材料或其改性形式中。
[0030] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料包括：（i)占總構(gòu)成 約50%至75% (w/w)的天然纖維或其改性形式；（ii)占總構(gòu)成約0.5%至3% (w/w)的干 燥橡膠；和（iii)占總構(gòu)成約20%至40% (w/w)的酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂材料（包括環(huán)氧改 性酚醛樹脂或其改性形式）。
[0031] 有用的熱固性樹脂包括：酚樹脂、苯酚-甲醛樹脂、呋喃樹脂、氨基塑料樹脂、醇酸 樹脂、烯丙基樹脂、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂預(yù)浸料、聚氨酯樹脂、熱固性聚酯樹脂、聚酰胺-二 馬來(lái)酰亞胺樹脂、聚馬來(lái)酰亞胺-環(huán)氧樹脂、聚馬來(lái)酰亞胺-異氰酸酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、氰 酸酯樹脂、氰酸酯-環(huán)氧樹脂、氰酸酯-聚馬來(lái)酰亞胺樹脂、氰酸酯-環(huán)氧-聚馬來(lái)酰亞胺 樹脂；通過(guò)將上述熱固性樹脂與工程塑料（例如聚酰胺（Nylon)、芳香族聚酯、聚醚酰亞胺、 聚醚醚酮、聚砜、和聚苯醚）加以混合進(jìn)而加入催化劑所獲得的熱固性即所謂的"IPN"；通 過(guò)將作為交聯(lián)劑的有機(jī)過(guò)氧化物與可自由基聚合多官能化合物、熱固性樹脂等加以混合所 獲得的可交聯(lián)樹脂。由于熱固性樹脂的性質(zhì)，因而不能在不發(fā)生嚴(yán)重變形或破壞的情況下 對(duì)它們做進(jìn)一步的熱處理。
[0032] 現(xiàn)在，具體參照?qǐng)D1中所示的流程圖并以如下方式來(lái)說(shuō)明該方法：
[0033] 1.用表面處理化學(xué)品（例如偶聯(lián)劑）對(duì)天然纖維氈和天然纖維進(jìn)行處理。表面處 理化學(xué)品是選自：（i)有機(jī)酸酐，例如馬來(lái)酸酐和鄰苯二甲酸酐；或者（ii)硅烷偶聯(lián)劑，例 如氨基異丙基乙氧基硅烷、異丙基三異硬脂酰基鈦酸酯（簡(jiǎn)稱為鈦酸酯）、3_氨基丙基三甲 氧基硅烷（簡(jiǎn)稱為硅烷）；或者（iii)癸二酰氯（SC)或甲苯二異氰酸脂（TDI)。
[0034] 2.然后在50°C-80°C范圍內(nèi)的溫度下對(duì)經(jīng)處理的黃麻纖維進(jìn)行除濕和干燥。
[0035] 3.然后將經(jīng)除濕和化學(xué)處理的黃麻纖維與5-20重量％的橡膠膠乳發(fā)生接枝。所 使用的橡膠膠乳可以是選自SBR膠乳（苯乙烯-丁二烯橡膠）；NBR(腈基丁二烯橡膠）； NR(天然橡膠）、聚丁二烯膠乳。可選擇地，可在不同的氧化還原引發(fā)劑系統(tǒng)（諸如釩環(huán)己 醇和釩環(huán)己酮）存在下，使經(jīng)化學(xué)處理的黃麻纖維與溶劑基聚乙酸乙烯酯或者單體（例如 甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、苯乙烯、乙酸乙稀酯、丙烯腈和丙烯酰胺）發(fā)生接枝。根據(jù)一 個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，將具有5-20重量％固體含量的SBR膠乳用作與經(jīng)處理黃麻纖維發(fā)生接枝 的橡膠膠乳。將橡膠與橡膠化學(xué)品/固化劑進(jìn)行預(yù)混合。通常，橡膠化學(xué)品是選自硫、二丁 基二硫代氨基甲酸鋅、巰基苯并噻唑（MBT)、二乙基二硫代氨基甲酸鋅（ZDEC)和TDQ醌型。 [0036] 4.然后，在90°C-150°C范圍內(nèi)的溫度下將以上獲得的橡膠接枝纖維除濕。在較高 的溫度下使沉積的橡膠與經(jīng)處理的黃麻纖維發(fā)生交聯(lián)。
[0037] 5.然后，在溶劑存在下使橡膠化的黃麻纖維/織物通過(guò)結(jié)合樹脂（例如酚醛、聚 酯、環(huán)氧樹脂和/或它們的共混物），接著使結(jié)合樹脂中所使用的溶劑揮發(fā)。
[0038] 6.然后，將橡膠化的黃麻纖維/織物在單軸向或雙軸向方向上拉伸。因此，根據(jù)本 發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，拉伸是在雙軸向方向上完成。當(dāng)在雙軸向方向上進(jìn)行拉伸時(shí)，使 產(chǎn)品性能雙向地增強(qiáng)。
[0039] 7.然后，將拉伸的纖維/織物夾在其它天然纖維氈或合成的廢纖維之間?？蛇x的， 將黃麻纖維/織物與其它天然纖維或合成廢纖維進(jìn)行堆疊或分層。這是一個(gè)可選擇的步 驟。
[0040] 8.隨后，利用模壓成型壓縮拉伸的黃麻纖維/織物。由于在成型前的此預(yù)拉伸和 隨后在成型期間的拉伸，因而橡膠化的黃麻纖維/織物發(fā)生頸縮（necking)。這將導(dǎo)致增加 的結(jié)晶性，由此為最終產(chǎn)品賦予高的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明，用于增強(qiáng)的起始材料是天然纖維和/或其任何改性形式。采用任何 形式的所有天然纖維，以本身或相互組合的形式，可用作為了獲得本發(fā)明生物源混雜高級(jí) 復(fù)合材料目的的增強(qiáng)材料。
[0042] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，用于增強(qiáng)的天然纖維可選自稻桿、麥桿、稻殼、椰殼、 椰桿、棉桿、所有形式和范圍的蔗渣、松針、非食用草、黃麻、黃麻纖維、黃麻纖維氈、聚酯類 和棉織物。在另一個(gè)實(shí)施方式中，可使用多個(gè)對(duì)稱層的棉織物、聚酯、黃麻纖維氈、黃麻織物 和鹿?jié)O。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，可使用黃麻和黃麻纖維。
[0043]根據(jù)本發(fā)明，將橡膠化的纖維/織物分散在結(jié)合樹脂中，該結(jié)合樹脂可選自酚醛 樹脂、改性酚醛（PF)樹脂、聚酯、改性聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂和/或改性環(huán)氧樹脂基結(jié)合劑。
[0044]按照上述的步驟1至8對(duì)每個(gè)組分進(jìn)行預(yù)處理并執(zhí)行以下步驟：
[0045] 步驟：
[0046] 將選自有機(jī)酸酐（例如馬來(lái)酸酐和鄰苯二甲酸酐）的表面處理化學(xué)品或偶聯(lián)劑； 硅烷偶聯(lián)劑（例如氨基異丙基乙氧基硅烷、異丙基三異硬脂酰基鈦酸酯（簡(jiǎn)稱為鈦酸酯）、 g_氨基丙基三甲氧基硅烷（簡(jiǎn)稱為硅烷）、癸二酰氯（SC)、和甲苯二異氰酸脂（TDI))置于 附接在SMC機(jī)器中的DoctorBox中。
[0047] 在50°C-80°C下使經(jīng)干燥的天然纖維通過(guò)DoctorBox，并且用偶聯(lián)劑處理以增強(qiáng) 天然纖維的親有機(jī)質(zhì)特性。以〇. 2至0. 5米/分鐘的速度將纖維從DoctorBox中拉出。
[0048] 然后，使經(jīng)干燥和化學(xué)處理天然纖維經(jīng)過(guò)另一個(gè)DoctorBox,該DoctorBox中容 納具有5-20 %固體含量的橡膠膠乳或者用于在氧化還原引發(fā)劑系統(tǒng)存在下發(fā)生聚合反應(yīng) 的單體。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，將苯乙烯-丁二烯橡膠膠乳用于天然纖維的橡膠化。 [0049]當(dāng)使黃麻纖維/織物與單體發(fā)生接枝時(shí)，使用氧化還原引發(fā)劑系統(tǒng)。也可使用本 領(lǐng)域已知的氧化還原引發(fā)劑系統(tǒng)（例如環(huán)己醇釩或環(huán)己酮釩）或者任何其它常規(guī)的氧化還 原引發(fā)劑。然而，將接枝化學(xué)品（即彈性體/單體）與橡膠化學(xué)品（例如硫、二丁基二硫代 氨基甲酸鋅、巰基苯并噻唑（MBT)、二乙基二硫代氨基甲酸鋅（ZDEC)和/或TDQ醌）混合。
[0050] 然后，在90_150°C的溫度下將所獲得的橡膠接枝纖維除濕。在此溫度下使沉積的 橡膠與經(jīng)處理的天然纖維發(fā)生交聯(lián)。
[0051] 然后，使橡膠化的纖維/織物通過(guò)結(jié)合樹脂。根據(jù)本發(fā)明，結(jié)合樹脂是酚醛樹脂、 或者環(huán)氧材料樹脂（包括環(huán)氧改性酚醛樹脂或其改性形式）。也可將其它聚酯或聚酯改性 聚酯樹脂用作結(jié)合樹脂。通常，結(jié)合樹脂是選自酚醛樹脂、改性酚醛樹脂、聚酯樹脂和改性 聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂和改性環(huán)氧樹脂。在使纖維分散并經(jīng)過(guò)結(jié)合樹脂之后，利用揮發(fā)將結(jié)合 樹脂中使用的溶劑去除。
[0052] 然后，任選地，可將纖維/織物夾在其它天然纖維氈或廢合成纖維中，以進(jìn)一步增 加最終產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度。將纖維以滾筒形式卷繞。用于最終高級(jí)復(fù)合材料的這些滾筒形式 的原材料可以采用纖維的形式或者采用織物片的形式。從滾筒中以期望的形狀切割出期望 的長(zhǎng)度或材料，該滾筒是一層一層地順序堆疊然后用黃麻粗紗機(jī)（juteroving)卷繞。在 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，通過(guò)在l〇〇°C-160°C的溫度下將壓力保持在0-150kg/cm2在模壓成 型機(jī)中擠壓，而將前述纖維/原材料壓縮。纖維的拉伸和/或壓縮是在高溫下進(jìn)行。
[0053] 已發(fā)現(xiàn)利用上述本發(fā)明方法得到的生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料可獲得具有實(shí)質(zhì)性 技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)品。具體地，本發(fā)明的生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0054] 1?低成本。
[0055] 2?容易加工。
[0056] 3.高韌性（高抗沖擊強(qiáng)度）。
[0057] 4?比常規(guī)天然纖維復(fù)合材料具有更大的各向同性強(qiáng)度（Isotropicstrength)。
[0058] 5.更大的柔性。
[0059] 6.較小的疲勞度（更加耐用）。
[0060] 7?通常與抗拉強(qiáng)度平衡的韌性。
[0061] 8.具有與類似玻璃纖維復(fù)合材料相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度的天然產(chǎn)品。
[0062] 9?基于80%廢材料的組成。
[0063] 下面的實(shí)施例將會(huì)解釋/說(shuō)明本發(fā)明，在下面實(shí)施例中所示的表格中陳述可具有 不同抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度的合適組合物。該表格中也對(duì)該組合物與木材進(jìn)行了最 終抗拉強(qiáng)度和其它性能的比較。
[0064] 實(shí)施例1
[0065] 使黃麻纖維毯和黃麻纖維通過(guò)容納0. 5%馬來(lái)酸酐的DoctorBox。在80°C下對(duì) 黃麻纖維氈和黃麻纖維進(jìn)行馬來(lái)酸酐的表面處理，并維持此溫度直到纖維氈進(jìn)入另一個(gè) DoctorBox。然后，使經(jīng)處理的黃麻通過(guò)容納具有5 %固體含量的SBR膠乳的另一個(gè)Doctor Box。在150°C下使SBR膠乳接枝到經(jīng)處理的黃麻纖維上，并維持此溫度直到將黃麻纖維氈 除濕。然后，使橡膠化的黃麻織物經(jīng)過(guò)在另一個(gè)DoctorBox中的酚醛。將經(jīng)處理的黃麻以 0. 5米/分鐘的速度拉出，將纖維以滾筒形式進(jìn)行卷繞。
[0066] 按適當(dāng)?shù)捻樞驅(qū)⒕匦涡螤畹脑牧希ǚ尤┙n的黃麻）保持在一層接一層的狀 態(tài)。將該順序布置的預(yù)浸材料置于模壓成型機(jī)中。在150kg/cm2的壓力和160°C的溫度下， 獲得期望的交聯(lián)和形狀。將所述溫度和壓力條件維持15分鐘。
[0067] 實(shí)施例2
[0068] 使黃麻纖維毯和黃麻纖維通過(guò)容納0. 5%馬來(lái)酸酐的DoctorBox。在50°C下對(duì) 黃麻纖維氈和黃麻纖維進(jìn)行馬來(lái)酸酐的表面處理，并維持此溫度直到纖維氈進(jìn)入另一個(gè)DoctorBox。然后，使經(jīng)處理的黃麻通過(guò)容納具有5%固體含量的SBR膠乳的另一個(gè)Doctor Box。在90°C下使SBR膠乳接枝到經(jīng)處理的黃麻纖維上，并維持此溫度直到將黃麻纖維氈除 濕。然后，使橡膠化的黃麻織物經(jīng)過(guò)酚醛樹脂。以0.2米/分鐘的速度將經(jīng)處理的黃麻拉 出。將纖維以滾筒的形式進(jìn)行卷繞。
[0069] 使用特殊設(shè)計(jì)的模具在拉伸下對(duì)該組分進(jìn)行成型。將織物在粗紗的卷繞中拉伸并 且在設(shè)計(jì)的框架下夾在其它天然纖維氈中，附接到模壓成型模具。按適當(dāng)?shù)捻樞驅(qū)⒕匦涡?狀的原材料保持在一層接一層的結(jié)構(gòu)。用在矩形框架中的黃麻粗紗將期望的原材料（預(yù)浸 材料）卷繞。將順序布置的預(yù)浸材料置于模壓成型機(jī)中。在2kg/cm2的壓力和100°C的溫 度下，獲得期望的交聯(lián)和形狀。將上述溫度和壓力維持15分鐘。
[0070] 實(shí)施例3
[0071] 使黃麻纖維毯和黃麻纖維通過(guò)容納1. 0 %馬來(lái)酸酐的DoctorBox。在80°C下 對(duì)黃麻纖維氈和黃麻纖維進(jìn)行馬來(lái)酸酐的表面處理，并維持此溫度直到纖維氈進(jìn)入另一 個(gè)DoctorBox。然后，使經(jīng)處理的黃麻通過(guò)容納具有20%固體含量的SBR膠乳的另一個(gè) DoctorBox。在150°C下使SBR膠乳接枝到經(jīng)處理的黃麻纖維上，并維持此溫度直到將黃麻 纖維氈除濕。然后，使橡膠化的黃麻織物通過(guò)酚醛樹脂。將經(jīng)處理的黃麻以0.5米/分鐘 拉出，并將纖維以滾筒形式進(jìn)行卷繞。
[0072] 按照實(shí)施例1中描述的步驟重復(fù)其余的步驟。
[0073] 實(shí)施例4
[0074] 使黃麻纖維毯和黃麻纖維通過(guò)容納1. 0%馬來(lái)酸酐的DoctorBox。在50°C下對(duì) 黃麻纖維氈和黃麻纖維進(jìn)行馬來(lái)酸酐的表面處理，并維持此溫度直到纖維氈進(jìn)入另一個(gè) DoctorBox。然后，使該經(jīng)處理掉黃麻通過(guò)含有具有20%固體含量的SBR膠乳的另一個(gè) DoctorBox。在90°C下使SBR膠乳接枝到經(jīng)處理的黃麻纖維上，并維持此溫度直到將黃麻 纖維氈除濕。然后，使橡膠化的黃麻織物通過(guò)酚醛樹脂。將經(jīng)處理的黃麻以0.2米/分鐘 的速度拉出，并將纖維以滾筒形式進(jìn)行卷繞。
[0075] 使用特別設(shè)計(jì)的模具在拉伸下將該組分成型。按照實(shí)施例1中描述的步驟重復(fù)其 余的步驟。
[0076] 實(shí)施例5
[0077] 使黃麻纖維毯和黃麻纖維通過(guò)容納2. 5 %馬來(lái)酸酐的DoctorBox。在80 °C下 對(duì)黃麻纖維氈和黃麻纖維進(jìn)行馬來(lái)酸酐的表面處理，并維持此溫度直到纖維氈進(jìn)入另一 個(gè)DoctorBox。然后，將經(jīng)處理的黃麻通過(guò)容納具有10%固體含量的SBR膠乳的另一個(gè) DoctorBox。在150°C下使SBR膠乳接枝到經(jīng)處理的黃麻纖維上，并維持此溫度直到將黃麻 纖維氈除濕。然后，使橡膠化的黃麻織物經(jīng)過(guò)酚醛樹脂。將經(jīng)處理的黃麻以0.5米/分鐘 的速度拉出，并將纖維以滾筒形式進(jìn)行卷繞。
[0078] 按照實(shí)施例1中描述的步驟重復(fù)其余的步驟。
[0079] 實(shí)施例6
[0080] 使黃麻纖維毯和黃麻纖維通過(guò)容納2. 5 %馬來(lái)酸酐的DoctorBox。在50°C下 對(duì)黃麻纖維氈和黃麻纖維進(jìn)行馬來(lái)酸酐的表面處理，并維持此溫度直到纖維氈進(jìn)入另一 個(gè)DoctorBox。然后，使經(jīng)處理掉黃麻通過(guò)容納具有10%固體含量的SBR膠乳的另一個(gè) DoctorBox。在90°C下使SBR膠乳接枝到經(jīng)處理的黃麻纖維上，并維持此溫度直到將黃麻 纖維氈除濕。然后，使橡膠化的黃麻織物通過(guò)酚醛。將經(jīng)處理的黃麻以0.2米/分鐘的速 度拉出，并將纖維以滾筒的形式進(jìn)行卷繞。
[0081] 使用特別設(shè)計(jì)的模具在拉伸下對(duì)組分進(jìn)行成型。按照實(shí)施例1中描述的步驟重復(fù) 其余的步驟。
[0082] 下面的表對(duì)所形成的本發(fā)明生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料與常規(guī)復(fù)合材料的性能進(jìn) 行了比較。該表中示出了與常規(guī)纖維相比較的復(fù)合纖維樣品A、B、C、D、E和F之間的性能 比較。
[0083]

【權(quán)利要求】
1. 一種制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，包括： (a) 將纖維用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理； (b) 將前述纖維除濕； (c) 使步驟（b)中所獲得的纖維與彈性體或單體發(fā)生接枝； (d) 將前述接枝的纖維除濕； (e) 將接枝的纖維分散在溶解于溶劑的樹脂中，接著使溶劑揮發(fā)； (f) 對(duì)從步驟（e)中獲得的纖維進(jìn)行拉伸和壓縮。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中所述纖維是選自 稻桿、麥桿、稻殼、椰殼、椰桿、棉桿、蔗渣、松針、非食用草、黃麻、黃麻纖維、黃麻纖維氈、聚 酯、棉織物、或者其組合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中所述纖維包 括多層的棉織物、聚酯、黃麻纖維氈、黃麻織物和蔗渣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中所述偶聯(lián)劑是選 自馬來(lái)酸酐，鄰苯二甲酸酐，硅烷偶聯(lián)劑，例如（1)氨基異丙基乙氧基硅烷、（2)異丙基三 異硬脂?；佀狨ァⅲ?) g-氨基丙基三甲氧基硅烷、癸二酰氯（SC)、和（4)甲苯二異氰酸酯 (TDI)、或者其混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4中所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中步驟（a) 中的偶聯(lián)劑占總?cè)芤褐亓康?-25%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中步驟（b)中的除 濕是在50°C至80°C、優(yōu)選在30°C至60°C、更優(yōu)選在35°C至45°C之間的溫度下進(jìn)行。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中步驟（c)中所 使用的彈性體是選自苯乙烯-丁二烯橡膠（SBR膠乳）、腈基丁二烯橡膠（NBR)、天然橡膠 (NR)、聚丁二烯、溶劑基聚乙酸乙稀酯或者其組合，并且步驟（c)中使用的單體是選自甲基 丙烯酸甲酯、丙酸鹽乙酯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯腈和丙烯酰胺、或者其組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中步驟（c)中 的彈性體是在固體含量的5%至20% (w/w)范圍內(nèi)使用。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中將所述彈性體與 硫、二丁基二硫代氨基甲酸鋅、巰基苯并噻唑（MBT)、二乙基二硫代氨基甲酸鋅（ZDEC)和/ 或TDQ醌進(jìn)行預(yù)混合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中步驟（d)是在 90°C和150°C之間、優(yōu)選在90°C和100°C之間的溫度下進(jìn)行。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中步驟（e)中所使 用的樹脂是選自酚醛樹脂、改性酚醛樹脂、聚酯樹脂、改性聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹 月旨、或者其混合物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中步驟（e)中所使 用的溶劑是選自脂肪族醇，例如乙醇或甲醇、或丙酮或其混合物、和/或蒸餾水。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中將所述接枝的 纖維穿過(guò)和/或通過(guò)與其它天然纖維和/或合成廢纖維交替地層疊而被夾在中間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中步驟（f)中的拉 伸和壓縮是在l〇〇°C至160°C之間的溫度下和0-150kg/cm的壓力下進(jìn)行。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中步驟（f)中的拉 伸和壓縮是在單軸向或雙軸向方向上、優(yōu)選地在雙軸向方向上進(jìn)行。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1或15所述的制造生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料的方法，其中步驟（f) 中的拉伸和壓縮是在0-150kg/cm2之間的壓力下進(jìn)行。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)所述的方法獲得的生物源混雜高級(jí)復(fù)合材料。
【文檔編號(hào)】C08L61/06GK104448691SQ201410471601
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】阿瑞丹姆·瑪克赫吉 申請(qǐng)人:Sp 先進(jìn)工程材料私人有限公司