專利名稱：一種天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料定義為兩種以上之材料合拼而成為一種全新之材料，具有原兩種材料之 優(yōu)點(diǎn)，目前用于復(fù)合材料之纖維主要有玻璃纖維和碳纖維，雖然碳纖維具有優(yōu)異之性能，但 它生產(chǎn)程序復(fù)雜，因此成本非常高；而玻璃纖維性能比碳纖維差，而其質(zhì)量比碳纖維重，生 產(chǎn)程序雖比碳纖維簡(jiǎn)單，但仍然非常復(fù)雜。與上述兩種纖維相比，天然纖維具有容易取得、售價(jià)便宜的特點(diǎn)，但天然纖維不耐 水，容易被細(xì)菌分解，因此局限了其用途。為了改善天然纖維的上述特點(diǎn)，人們開(kāi)始嘗試向 天然纖維中加入如環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚脂和酚醛樹(shù)脂等具有高強(qiáng)度、防水性能佳的高分子 材料，但高粘性之樹(shù)脂必須加入溶劑以便于加工，而溶劑為對(duì)人體有害之物質(zhì)，在加工過(guò)程 中可能釋出，危害施工者或使用者之身體健康；或在樹(shù)脂中加入活性稀釋劑制成無(wú)溶劑樹(shù) 月旨，但某些活性稀釋劑具有揮發(fā)性，其具有與溶劑一樣甚至更嚴(yán)重之危害性，且無(wú)溶劑樹(shù)脂 使用用于復(fù)合材料，纖維不容易潤(rùn)濕，因此為了達(dá)到理想的效果，樹(shù)脂使用量必須非常多， 使整體材料成本增加。因此，為了解決溶劑及活性稀釋劑揮發(fā)的問(wèn)題，及纖維潤(rùn)濕性的問(wèn) 題，以水為溶劑之水性樹(shù)脂得以發(fā)展。但目前大部份水性樹(shù)脂的制備技術(shù)所生產(chǎn)之水性樹(shù) 脂性質(zhì)脆，并不適用于高清度復(fù)合材料的制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度、低成本的天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于，它由主要包括以下的重量份配比的組 分制備水性樹(shù)脂10 50份、非水性環(huán)氧樹(shù)脂(即水不溶性環(huán)氧樹(shù)脂)10 50份、天然纖 維50 200份、水溶性硬化劑3 15份、相轉(zhuǎn)移催化劑6 15份、填料50 150份和水 100 200 份。在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述水性樹(shù)脂由主要包括以下的重量份配比的組 分制備非水性樹(shù)脂10 100份和水性起始劑4 20份。水性樹(shù)脂的具體制備方法如下 將上述配比的非水性樹(shù)脂與水性起始劑放入反應(yīng)釜中混合，在120 160°C加壓反應(yīng)1 2小時(shí)獲得。這部分內(nèi)容已在本專利權(quán)人的專利申請(qǐng)?zhí)枮?00910310409. 2的專利申請(qǐng)中 詳細(xì)公開(kāi)，在此不再予以細(xì)述。所述非水性樹(shù)脂選自環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、 脲醛樹(shù)脂或乙烯基樹(shù)脂中的至少一種，并分別制得水性環(huán)氧樹(shù)脂、水性不飽和聚酯樹(shù)脂、水 性酚醛樹(shù)脂、水性脲醛樹(shù)脂或水性乙烯基樹(shù)脂或其他相關(guān)水性樹(shù)脂。優(yōu)選地，所述水性樹(shù)脂 為水性環(huán)氧樹(shù)脂，所述水性環(huán)氧樹(shù)脂為水性化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、水性化酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂或 水性化稀釋型環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述水性化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂為E51、 E20、E44、E41、Epon828、BE188、CYD128或其他相關(guān)環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種；所述水性化酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂為F51、F20、F44、F41或其他相關(guān)環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種；所述水性化稀釋型 環(huán)氧樹(shù)脂為乙二醇二縮水甘油酯、丁二醇二縮水甘油酯、丙二醇二縮水甘油酯、丙三醇二縮 水甘油酯或烯丙基縮水甘油醚中的至少一種。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述水性環(huán)氧樹(shù)脂為水性雙 酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188。所述水性起始劑選自過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀、4，4_偶氮雙(4-氰基戊 酸)、4，4_偶氮雙(4-氰基戊酸鈉)、4，4-偶氮雙(4-氰基戊醇)、過(guò)氧化甲乙酮、過(guò)氧化環(huán) 己酮或其他相關(guān)起始劑中的至少一種。水性起始劑的作用是將親水基團(tuán)引入非水性樹(shù)脂， 使得非水性樹(shù)脂成為水溶性。優(yōu)選地，前述水性起始劑為4，4-偶氮雙(4-氰基戊酸)。所述非水性環(huán)氧樹(shù)脂(即水不溶性環(huán)氧樹(shù)脂)選自雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛型環(huán)氧 樹(shù)脂、稀釋型環(huán)氧樹(shù)脂或特種環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種。所述雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂為E51、E20、 E44、E41、Epon828、BE188、CYD128或其他相關(guān)環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種，所述酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂 為F51、F20、F44、F41或其他相關(guān)環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種，所述稀釋型環(huán)氧樹(shù)脂為乙二醇二 縮水甘油酯、丁二醇二縮水甘油酯、丙二醇二縮水甘油酯、丙三醇二縮水甘油酯、烯丙基縮 水甘油醚、正丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、苯乙烯氧化物、 苯基縮水甘油醚、甲 酚縮水甘油醚、對(duì)叔丁基苯基縮水甘油醚、甲基丙烯酸縮水甘油酯、三級(jí)羧酸縮水甘油酯、 二縮水甘油醚、聚乙醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、二縮水甘油基苯胺、三羥甲 基丙烷三縮水甘油醚、C12_14叔碳酸縮水甘油酯或其他相關(guān)環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種；所述特 種環(huán)氧樹(shù)脂為聚丙二醇二縮水甘油醚、ADK-EP-4000環(huán)氧樹(shù)脂(一種側(cè)鏈型環(huán)氧樹(shù)脂)、亞 油酸二聚體二縮水甘油酯(Epikote 871)、內(nèi)增韌線型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂(NC547等)、二溴代甲 苯基縮水甘油醚、二溴代新戊二醇二縮水甘油醚、辛烯氧化物、對(duì)甲苯酚縮水甘油醚、環(huán)氧 腰果酚、C13叔碳酸縮水甘油醚或其他相關(guān)環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種。所述的天然纖維選自木纖維、麻纖維、棉纖維、竹纖維、藤纖維、草纖維、海草纖維、 花生殼、稻殼、紙、稻草、麥桔、甘蔗纖維、椰子殼、樹(shù)葉、硬殼果殼、瓜子殼或其他相關(guān)天然纖 維中的至少一種。本發(fā)明中，天然纖維需預(yù)先粉碎成粉體，而后再加以使用。所述水溶性硬化劑是水性環(huán)氧樹(shù)脂的硬化劑，其僅有的限制為必須具有水溶性， 且能與環(huán)氧樹(shù)脂交連，具體可選自三乙醇胺、乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙 基五胺、聚乙烯胺、酚醛胺、2，4，6_三(二甲胺基甲基)苯酚、水性聚胺酯、水性聚酰胺、聚乙 酰胺、雙腈胺、三氟化硼_胺絡(luò)合物、惡硼雜環(huán)硼胺絡(luò)合物、水性聚脲、聚醚胺(JefTamine)、 己二胺、胺封端水性聚酰亞胺、氨水、二乙胺基代丙胺、水溶性芳香胺、異佛爾酮二胺、硫脲、 硫醇胺、硫脲_多元胺縮合物或其他相關(guān)硬化劑中的至少一種。優(yōu)選地，前述的水溶性硬化 劑為二亞乙基三胺、聚乙烯胺、硫醇胺或聚乙酰胺的至少一種。因?yàn)樗原h(huán)氧樹(shù)脂乳液中，環(huán)氧官能基是在油相的，而水性硬化劑的官能基在水 相的，因些需要相轉(zhuǎn)移催化劑進(jìn)行兩相之間的催化。相轉(zhuǎn)移催化劑的作用為催化油相的環(huán) 氧官能基與水相的硬化劑反應(yīng)，將“油包水”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤八汀睜顟B(tài)。本發(fā)明中，所述相 轉(zhuǎn)移催化劑為冠醚、聚乙二醇、季胺鹽、季鱗鹽、锍鹽或砷鹽、穴醚、溴化十六烷基三丁基鱗、 四丁基溴化銨、甲基三辛基氯化銨或其它相關(guān)化合物中的至少一種。優(yōu)選地，所述相轉(zhuǎn)移催 化劑為聚乙二醇。所述的填料為硅粉、石粉、土粉、淀粉、鈦白粉、黏土粉、碳黑、納米碳粉、碳纖維粉、 玻璃纖維粉、納米粘土、石墨粉、石墨烯、赤磷、氧化錫、氫氧化鋁粉、氫氧化鎂粉、氫氧化錫、 三氧化二銻、氧化鉬、鉬酸銨、硼酸鋅、偏硼酸鋇、氧化硼、聚陪半硅氧烷、三(2，3_ 二氯丙基)磷酸酯、氯乙烯、聚氯乙烯、氯烷基磷酸縮水甘油酯、胺基磷酸酯、磷酸鋁、三聚氰胺脲 酸鹽、雙(2，3_ 二溴丙基)反丁烯二酸酯、四溴苯二甲酸酐、四溴雙酚A、氯化石蠟、氯橋酸 酐、氟塑料、氟橡膠、石蠟、增塑劑、增韌劑、磷酸三丁酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、鄰苯二甲 酸二丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、玻璃粉、玉石粉、動(dòng)物糞便、玻璃粉、砂、 玻璃纖維粉、碳纖維粉、廢塑膠粉未、水泥、碎石、廢發(fā)泡膠粉、蠟粉、云母、浙青粉或其他相 關(guān)材料中的至少一種。本發(fā)明中，上述填料需預(yù)先粉碎成粉末，而后再加以使用。本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，上述水性樹(shù)脂中還包括1 10份單體，所述的單體為 苯乙烯、丙烯腈、丁二烯、丁烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸 乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯異辛酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯 酸丁酯、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐或其它相關(guān)單體的至少一種。單體的作用為提升水性自由基引發(fā) 劑接枝于環(huán)氧樹(shù)脂中的效率，增加材料成膜性，改善材料防水性能，并降低成本。優(yōu)選地，前 述的單體為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、乙烯基硫醇、丙烯基縮水甘油醚、丙烯腈或丁 二烯中的至少一種。本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，所述水性環(huán)氧樹(shù)脂中還包括1 2份的非水性起始劑， 所述非水性起始劑選自4，4-偶氮雙(4-氰基丁烷過(guò)氧化二碳酸二-2-苯氧基酯)、過(guò)氧化 二碳酸二(4-叔丁基環(huán)己烷)、2，5-二(2-乙基己酰過(guò)氧)_2，5_ 二甲基乙烷、過(guò)氧化苯甲 酰、叔丁基過(guò)氧化-2-乙基己酸酯、2-叔丁基偶氮-2-氰基丙烷、2-叔丁基偶氮-二氰基丁 烷、1，1_ 二(叔丁基過(guò)氧)3，3，5-三甲基環(huán)己烷、1，1_ 二(叔丁基過(guò)氧)環(huán)己烷、1-叔丁 基偶氮-1-氰基環(huán)己烷、0，0-叔丁基-0-異丙基單過(guò)氧化碳酸酯、過(guò)苯甲酸丁酯、乙基_3， 3_ 二(過(guò)氧化叔丁基)丁酸酯、過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化月桂酸、2，5_ 二甲基己烷-2，5-二 過(guò)氧化乙基己酸酯、過(guò)氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過(guò)氧化丁烯酸叔丁酯、3，3-二(叔丁基過(guò) 氧)丁酸乙酯或其他相關(guān)起始劑中的至少一種。非水性起始劑可增加材料硬化后的疏水 性，其與水性起始劑共同作用，調(diào)節(jié)材料在硬化前可以在水中分散乳化，硬化后則具有一定 的疏水性。本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，還包括1 5份(按重量份配比)的偶聯(lián)劑，所述偶聯(lián) 劑選自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基二(日-甲氧基乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧丙基 三甲氧基硅烷、0-(3，4_環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、 a -氨基丙基三乙氧基硅烷、正_ 0 _(氨基乙基)_ a -氨基丙基三甲氧基硅烷、a -氯代丙 基三甲氧基硅烷、a _硫醇基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三_(叔丁基過(guò)氧)硅烷、苯胺基甲 三乙氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、a -(甲基丙烯酰 氧基)甲基三乙氧基硅烷、N，N-雙-(0-羥乙基氨基丙基三乙氧基硅烷、正丁基鈦 酸酯、異丙基鈦酸酯、四乙基鈦酸酯、3，3，4-三(二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯、3，3，6-三 (二辛基焦磷醯氧基)鈦酸異丙酯、3，3，7-四辛氧基鈦二(十二烷基亞磷酸酯)、3，3，12-二 (亞磷酸二辛酯基)鈦酸四異丙酯或3，3，10-三(辛基磷酰氧基)鈦酸乙二酯中的至少一 種。本發(fā)明的另一目的是提供天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法。天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下的步驟1)將水性樹(shù)脂、非水性環(huán)氧樹(shù)脂、天然纖維、水溶性硬化劑、相轉(zhuǎn)移催化劑、填料和 水按前述重量配比備料；
2)在水性環(huán)氧樹(shù)脂中混入非水性環(huán)氧樹(shù)脂，而后加入天然纖維、相轉(zhuǎn)移催化劑、填 料和水，以捏合機(jī)混合，而后再加入水溶性硬化劑，以捏合機(jī)混合，把水壓干，加熱到150 180 °C而成天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料。除非特別指名，這里所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)的含義與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域 一般技術(shù)人員通常所理解的含義相同。同樣，所有在此提及的出版物、專利申請(qǐng)、專利及其 他參考資料均引入本發(fā)明作為參考。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的特點(diǎn)1)本發(fā)明使用較少樹(shù)脂即可對(duì)天然纖維具有良好之潤(rùn)濕效果，在天然纖維包覆價(jià) 格低廉、不吸水的高性能樹(shù)脂材料，改善天然纖維之耐水性及耐細(xì)菌分解性能，其所制得的 產(chǎn)品與傳統(tǒng)電木相比性能相當(dāng)，且制作成本比傳統(tǒng)電木低，與傳統(tǒng)以脲醛樹(shù)脂作為粘合劑 之纖維板相比則具有較佳之防水性，且完全不含甲醛，具有可塑性，不局限于板材，可加工 成任何形狀；2)加入的非水性環(huán)氧樹(shù)脂用來(lái)改善水性樹(shù)脂之脆性，獲得高強(qiáng)度天然纖維樹(shù)脂復(fù) 合材料。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1按重量比取水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188 (水性環(huán)氧樹(shù)脂)40g、雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂 BE188(非水性環(huán)氧樹(shù)脂，由臺(tái)灣長(zhǎng)春化學(xué)工業(yè)集團(tuán)生產(chǎn))20g、木粉(天然纖維)100g、二亞 乙基三胺(水溶性硬化劑)5g、聚乙二醇(相轉(zhuǎn)移催化劑)10g、淀粉(填料)5g、硅粉(填 料)100g 和水 100go這其中，水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188通過(guò)如下的方式獲得另取雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂 BE18830g和4，4-偶氮雙(4-氰基戊酸)10g備料，將雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188與4，4-偶氮雙 (4-氰基戊酸)放入反應(yīng)釜中混合，在150°C加壓反應(yīng)1小時(shí)后獲得。在水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188中混入雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188，而后加入木粉、聚乙 二醇、淀粉、硅粉和水，以捏合機(jī)混合，而后再加入二亞乙基三胺，以捏合機(jī)混合，把水壓干， 加熱到150°C而成天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料板材。檢測(cè)方法及結(jié)果1)將板材泡入水中10天，板材仍不散開(kāi)；2)將板材從2m高度丟落至水泥地板上，板材仍不破裂。實(shí)施例2按重量比取水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188 (水性環(huán)氧樹(shù)脂)14g、雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂 BE188 (非水性環(huán)氧樹(shù)脂，由臺(tái)灣長(zhǎng)春化學(xué)工業(yè)集團(tuán)生產(chǎn))50g、木粉(天然纖維)50g、二亞 乙基三胺(水溶性硬化劑)3g、聚乙二醇(相轉(zhuǎn)移催化劑)6g、淀粉(填料)5g、硅粉(填 料)45g和水200g。這其中，水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188通過(guò)如下的方式獲得另取雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂 BE18810g和4，4-偶氮雙(4-氰基戊酸)4g備料，將雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188與4，4-偶氮雙 (4-氰基戊酸)放入反應(yīng)釜中混合，在150°C加壓反應(yīng)1小時(shí)后獲得。在水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188中混入雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188，而后加入木粉、乙二醇、淀粉、硅粉和水以捏合機(jī)混合，而后再加入二亞乙基三胺，以捏合機(jī)混合，把水壓干，加 熱到180°C而成天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料板材。檢測(cè)方法及結(jié)果1)將板材泡入水中10天，板材仍不散開(kāi)；2)將板材從2m高度丟落至水泥地板上，板材仍不破裂。實(shí)施例3取水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188 (水性環(huán)氧樹(shù)脂)50g、雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188 (非水性 環(huán)氧樹(shù)脂，由臺(tái)灣長(zhǎng)春化學(xué)工業(yè)集團(tuán)生產(chǎn))10g、木粉(天然纖維)200g、二亞乙基三胺(水 溶性硬化劑)15g、聚乙二醇(相轉(zhuǎn)移催化劑)15g、淀粉(填料)50g、硅粉(填料)100g和水 150g。這其中，水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188通過(guò)如下的方式獲得另取雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂 BE18830g和4，4-偶氮雙(4-氰基戊酸)20g備料，將雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188與4，4-偶氮雙 (4-氰基戊酸)放入反應(yīng)釜中混合，在150°C加壓反應(yīng)1小時(shí)后獲得。在水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188中混入雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188，而后加入木粉、聚乙 二醇、淀粉、硅粉和水，以捏合機(jī)混合，而后再加入二亞乙基三胺，以捏合機(jī)混合，把水壓干， 加熱到180°C而成天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料板材。檢測(cè)方法及結(jié)果1)將板材泡入水中10天，板材仍不散開(kāi)；2)將板材從2m高度丟落至水泥地板上，板材仍不破裂。對(duì)照例1按重量比取水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188(水性環(huán)氧樹(shù)脂)50g、木粉(天然纖 維)100g、二亞乙基三胺(水溶性硬化劑)5g、聚乙二醇(相轉(zhuǎn)移催化劑)10g、淀粉(填 料)5g、硅粉(填料)100g和水100g。這其中，水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188通過(guò)如下的方式獲得取雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂 BE18830g和4，4-偶氮雙(4-氰基戊酸)20g備料，將雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188與4，4-偶氮雙 (4-氰基戊酸)放入反應(yīng)釜中混合，在150°C加壓反應(yīng)1小時(shí)后獲得。在水性雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂BE188中加入木粉、聚乙二醇、淀粉、硅粉和水，以捏合機(jī)混 合，而后再加入二亞乙基三胺，以捏合機(jī)混合，把水壓干，加熱到150°C而成天然纖維樹(shù)脂復(fù) 合材料板材。檢測(cè)方法及結(jié)果1)將板材泡入水中10天，板材仍不散開(kāi)；2)將板材從lm高度丟落至水泥地板上，板材破裂。對(duì)照例2按重量比取脲醛樹(shù)脂40g、木粉(天然纖維)100g、氨水30g、聚乙二醇(相轉(zhuǎn)移催 化劑)10g、淀粉(填料)5g、硅粉(填料)100g和水200g，而后將上述材料加入捏合機(jī)混合， 把水壓干，加熱到150°C而成板材。檢測(cè)方法及結(jié)果1)將板材泡入水中3天后，板材散開(kāi)；2)將板材從lm高度丟落至水泥地板上，板材破裂。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于，它由主要包括以下的重量份配比的組分制備水性樹(shù)脂10～50份、非水性環(huán)氧樹(shù)脂10～50份、天然纖維50～200份、水溶性硬化劑3～15份、相轉(zhuǎn)移催化劑6～15份、填料50～150份和水100～200份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于所述非水性環(huán)氧樹(shù)脂選自雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂、稀釋型環(huán)氧樹(shù)脂或特種 環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種；所述天然纖維選自木纖維、麻纖維、棉纖維、竹纖維、藤纖維、草纖維、海草纖維、花生 殼、稻殼、紙、稻草、麥桔、甘蔗纖維、椰子殼、樹(shù)葉、硬殼果殼或瓜子殼中的至少一種；所述水溶性硬化劑選自三乙醇胺、乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五 胺、聚乙烯胺、酚醛胺、2，4，6_三(二甲胺基甲基)苯酚、水性聚胺酯、水性聚酰胺、聚乙酰 胺、雙腈胺、三氟化硼-胺絡(luò)合物、惡硼雜環(huán)硼胺絡(luò)合物、水性聚脲、聚醚胺、己二胺、胺封 端水性聚酰亞胺、氨水、二乙胺基代丙胺、水溶性芳香胺、異佛爾酮二胺、硫脲、硫醇胺或硫 脲_多元胺縮合物中的至少一種；所述相轉(zhuǎn)移催化劑為冠醚、聚乙二醇、季胺鹽、季鱗鹽、锍鹽或砷鹽、穴醚、溴化十六烷 基三丁基鱗、四丁基溴化銨或甲基三辛基氯化銨中的至少一種；所述的填料為硅粉、石粉、土粉、淀粉、鈦白粉、黏土粉、碳黑、納米碳粉、碳纖維粉、玻璃 纖維粉、納米粘土、石墨粉、石墨烯、赤磷、氧化錫、氫氧化鋁粉、氫氧化鎂粉、氫氧化錫、三氧 化二銻、氧化鉬、鉬酸銨、硼酸鋅、偏硼酸鋇、氧化硼、聚陪半硅氧烷、三(2，3-二氯丙基)磷 酸酯、氯乙烯、聚氯乙烯、氯烷基磷酸縮水甘油酯、胺基磷酸酯、磷酸鋁、三聚氰胺脲酸鹽、雙 (2，3-二溴丙基)反丁烯二酸酯、四溴苯二甲酸酐、四溴雙酚A、氯化石蠟、氯橋酸酐、氟塑 料、氟橡膠、石蠟、增塑劑、增韌劑、磷酸三丁酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、鄰苯二甲酸二丁 酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、玻璃粉、玉石粉、動(dòng)物糞便、玻璃粉、砂、玻璃纖 維粉、碳纖維粉、廢塑膠粉未、水泥、碎石、廢發(fā)泡膠粉、蠟粉、云母或浙青粉中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于所述雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂為E51、E20、E44、E41、Epon828、BE188或CYD128中的至少一種， 所述酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂為F51、F20、F44或F41中的至少一種，所述稀釋型環(huán)氧樹(shù)脂為乙二醇 二縮水甘油酯、丁二醇二縮水甘油酯、丙二醇二縮水甘油酯、丙三醇二縮水甘油酯、烯丙基 縮水甘油醚、正丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、苯乙烯氧化物、苯基縮水甘油醚、 甲酚縮水甘油醚、對(duì)叔丁基苯基縮水甘油醚、甲基丙烯酸縮水甘油酯、三級(jí)羧酸縮水甘油 酯、二縮水甘油醚、聚乙醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、二縮水甘油基苯胺、三羥 甲基丙烷三縮水甘油醚或C12_14叔碳酸縮水甘油酯中的至少一種；所述特種環(huán)氧樹(shù)脂為聚 丙二醇二縮水甘油醚、ADK-EP-4000環(huán)氧樹(shù)脂、亞油酸二聚體二縮水甘油酯、內(nèi)增韌線型酚 醛環(huán)氧樹(shù)脂、二溴代甲苯基縮水甘油醚、二溴代新戊二醇二縮水甘油醚、辛烯氧化物、對(duì)甲 苯酚縮水甘油醚、環(huán)氧腰果酚或C13叔碳酸縮水甘油醚中的至少一種；前述的水溶性硬化劑為二亞乙基三胺、聚乙烯胺、硫醇胺或聚乙酰胺的至少一種；所述 相轉(zhuǎn)移催化劑為聚乙二醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3中所述的天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于所述水性 樹(shù)脂由主要包括以下的重量份配比的組分制備非水性樹(shù)脂10 100份和水性起始劑4 20份；所述非水性樹(shù)脂選自環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂或乙烯基樹(shù)脂中的至少一種；所述水性起始劑選自過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀、4，4-偶氮雙(4-氰基戊酸)、4， 4_偶氮雙(4-氰基戊酸鈉)、4，4-偶氮雙(4-氰基戊醇)、過(guò)氧化甲乙酮或過(guò)氧化環(huán)己酮中 的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于反應(yīng)形成水性樹(shù)脂 的所述非水性樹(shù)脂優(yōu)選為環(huán)氧樹(shù)脂；所述水性起始劑優(yōu)選為4，4-偶氮雙(4-氰基戊酸)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于所述水性樹(shù)脂中還 包括1 10份單體，所述單體選自苯乙烯、丙烯腈、丁二烯、丁烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基 丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯異辛酯、甲基丙烯酸 乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、馬來(lái)酸或馬來(lái)酸酐中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的天然纖維復(fù)合材料，其特征在于所述單體優(yōu)選為苯乙烯、 丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的天然纖維復(fù)合材料，其特征在于所述水性樹(shù)脂中還包括 1 5份的非水性起始劑，所述非水性起始劑選自4，4-偶氮雙(4-氰基丁烷過(guò)氧化二碳酸 二-2-苯氧基酯)、過(guò)氧化二碳酸二(4-叔丁基環(huán)己烷)、2，5-二(2-乙基己酰過(guò)氧)_2， 5- 二甲基乙烷、過(guò)氧化苯甲酰、叔丁基過(guò)氧化-2-乙基己酸酯、2-叔丁基偶氮-2-氰基丙 烷、2-叔丁基偶氮-二氰基丁烷、1，1_ 二(叔丁基過(guò)氧)3，3，5-三甲基環(huán)己烷、1，1_ 二(叔 丁基過(guò)氧)環(huán)己烷、ι-叔丁基偶氮-ι-氰基環(huán)己烷、0，0-叔丁基-0-異丙基單過(guò)氧化碳酸 酯、過(guò)苯甲酸丁酯、乙基-3，3-二(過(guò)氧化叔丁基)丁酸酯、過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化月桂 酸、2，5-二甲基己烷_(kāi)2，5-二過(guò)氧化乙基己酸酯、過(guò)氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過(guò)氧化丁烯 酸叔丁酯或3，3_ 二(叔丁基過(guò)氧)丁酸乙酯中的至少一種。
9.一種天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下的步驟1)將水性樹(shù)脂、非水性環(huán)氧樹(shù)脂、天然纖維、水溶性硬化劑、相轉(zhuǎn)移催化劑、填料和水按 按權(quán)利要求1或2或3中的重量配比備料；2)在水性環(huán)氧樹(shù)脂中混入非水性環(huán)氧樹(shù)脂，而后加入天然纖維、相轉(zhuǎn)移催化劑、填料 和水，以捏合機(jī)混合，而后再加入水溶性硬化劑，以捏合機(jī)混合，把水壓干，加熱到150 180°C而成天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料及制備方法，它由主要包括以下的重量份配比的組分制備水性樹(shù)脂10～50份、非水性環(huán)氧樹(shù)脂10～50份、天然纖維50～200份、水溶性硬化劑3～15份、相轉(zhuǎn)移催化劑6～15份、填料50～150份和水100～200份。該天然纖維樹(shù)脂復(fù)合材料高具有強(qiáng)度、低成本的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08L63/02GK101805494SQ20101012624
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者林鎮(zhèn)輝, 阮榆, 阮韶銘 申請(qǐng)人:龍海市奈特化工有限責(zé)任公司