本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種木纖維改性增強(qiáng)的不飽和聚酯復(fù)合材料，及其制備工藝。

背景技術(shù)：

木塑復(fù)合材料是以農(nóng)業(yè)廢棄物為主要原料，減少了植物秸桿和廢舊塑料焚燒對(duì)環(huán)境造成的污染，具有環(huán)境友好性和可持續(xù)性的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑材料、家具、包裝運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。木塑復(fù)合材料的研究和應(yīng)用對(duì)尋求木材替代材料具有重要意義。

杜鳳在其碩士學(xué)位論文《碳纖維增強(qiáng)木纖維/聚乙烯復(fù)合材料的制備及性能硏究》中，分別使用短切碳纖維、連續(xù)長(zhǎng)碳纖維代替木塑復(fù)合材料中部分木纖維，研究了碳纖維添加量、碳纖維表面處理、碳布木塑板組合工藝結(jié)構(gòu)以及不同的加工工藝對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能和其他性能的影響。但是存在力學(xué)性能、沖擊性能、阻燃性能不足。

本發(fā)明先將楊木粉研磨粉碎、過(guò)篩、干燥，再用丙烯酸溶液、KH550/乙醇溶液浸泡處理，過(guò)濾、水洗、干燥后得到改性木纖維，改性后的木纖維在基體中的分散性好，相容性高，與基體的界面結(jié)合性能得到改善；且提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊韌性，提高了復(fù)合材料的綜合性能和耐熱性。用三聚氰胺對(duì)聚磷酸銨進(jìn)行活化改性處理后，再與可膨脹石墨、包覆紅磷混合球磨，相互間存在協(xié)同作用，得到復(fù)合阻燃劑，用于提高復(fù)合材料的阻燃性能。以不飽和聚酯樹(shù)脂-乙烯基異氰酸酯、改性處理的木纖維為原料，以辛酸鈷為促進(jìn)劑，以過(guò)氧化甲乙酮為引發(fā)劑，經(jīng)過(guò)處理的木纖維與不飽和聚酯樹(shù)脂基體間的界面結(jié)合強(qiáng)度高、相容性好，制備的復(fù)合材料沖擊韌性高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種木纖維改性增強(qiáng)的不飽和聚酯復(fù)合材料及其制備工藝，依照該工藝制備的材料沖擊韌性高，且具有良好的阻燃性能。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

乙烯基異氰酸酯40-50，楊木粉10-20，辛酸鈷1-3，過(guò)氧化甲乙酮2-4，KH550 3-6，聚磷酸銨6-9，三聚氰胺4-7，可膨脹石墨3-5，包覆紅磷2-4，丙烯酸溶液、乙醇、乙二醇、蒸餾水適量。

一種木纖維改性增強(qiáng)的不飽和聚酯復(fù)合材料，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：

a. 將楊木粉研磨粉碎，過(guò)20-40目篩后，放入鼓風(fēng)干燥箱中于100-120℃干燥2-4h，1:10-20加入丙烯酸溶液中，浸泡處理1-3h后，過(guò)濾，再1:10-15加入KH550/乙醇溶液中，浸泡處理2-3h，過(guò)濾、水洗3-5次，于80-90℃烘箱中干燥3-6h，得改性木纖維；

b. 向乙烯基異氰酸酯中加入辛酸鈷，機(jī)械攪拌、混合均勻，緩慢加入a中所得改性木纖維，邊加邊攪拌，將混合液超聲振蕩2-3h，靜置1-2h，再加入過(guò)氧化甲乙酮，攪拌均勻，待用；

c. 將聚磷酸銨、三聚氰胺放入反應(yīng)釜中，升溫至240-260℃反應(yīng)3-4h后，過(guò)濾、乙二醇洗滌3-5次，在100-120℃下真空烘干，得活化改性聚磷酸銨，將其與可膨脹石墨、包覆紅磷混合，研磨粉碎過(guò)100-200目篩，待用；

d. 將b、c中所得物料混合均勻，迅速注入模具內(nèi)，澆注后在室溫下固化10-15h，再置于80-90℃的烘箱內(nèi)進(jìn)行后固化處理5-9h，得到充分固化的復(fù)合材料。

其中，步驟a中丙烯酸溶液濃度為0.1-0.3mol/L；步驟a中所述KH550/乙醇溶液是將KH550 1:5:90-100溶解于蒸餾水、乙醇中，并將溶液pH調(diào)節(jié)為3-5。

本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理如下：

（1）先將楊木粉研磨粉碎、過(guò)篩、干燥，再用丙烯酸溶液、KH550/乙醇溶液浸泡處理，過(guò)濾、水洗、干燥后得到改性木纖維，改性后的木纖維在基體中的分散性好，相容性高，與基體的界面結(jié)合性能得到改善；且提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊韌性，提高了復(fù)合材料的綜合性能和耐熱性。

（2）用三聚氰胺對(duì)聚磷酸銨進(jìn)行活化改性處理后，再與可膨脹石墨、包覆紅磷混合球磨，相互間存在協(xié)同作用，得到復(fù)合阻燃劑，用于提高復(fù)合材料的阻燃性能。

（3）以不飽和聚酯樹(shù)脂-乙烯基異氰酸酯、改性處理的木纖維為原料，以辛酸鈷為促進(jìn)劑，以過(guò)氧化甲乙酮為引發(fā)劑，經(jīng)過(guò)處理的木纖維與不飽和聚酯樹(shù)脂基體間的界面結(jié)合強(qiáng)度高、相容性好，制備的復(fù)合材料沖擊韌性高。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實(shí)施例

一種木纖維改性增強(qiáng)的不飽和聚酯復(fù)合材料，由下述重量份(g)的原料制得：

乙烯基異氰酸酯40-50，楊木粉10-20，辛酸鈷1-3，過(guò)氧化甲乙酮2-4，KH550 3-6，聚磷酸銨6-9，三聚氰胺4-7，可膨脹石墨3-5，包覆紅磷2-4，丙烯酸溶液、乙醇、乙二醇、蒸餾水適量。

一種木纖維改性增強(qiáng)的不飽和聚酯復(fù)合材料，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：

a. 將楊木粉研磨粉碎，過(guò)40目篩后，放入鼓風(fēng)干燥箱中于100-120℃干燥3h，1:20加入丙烯酸溶液中，浸泡處理2h后，過(guò)濾，再1:15加入KH550/乙醇溶液中，浸泡處理3h，過(guò)濾、水洗3次，于80-90℃烘箱中干燥4h，得改性木纖維；

b. 向乙烯基異氰酸酯中加入辛酸鈷，機(jī)械攪拌、混合均勻，緩慢加入a中所得改性木纖維，邊加邊攪拌，將混合液超聲振蕩2h，靜置1h，再加入過(guò)氧化甲乙酮，攪拌均勻，待用；

c. 將聚磷酸銨、三聚氰胺放入反應(yīng)釜中，升溫至240-260℃反應(yīng)3h后，過(guò)濾、乙二醇洗滌3次，在100-120℃下真空烘干，得活化改性聚磷酸銨，將其與可膨脹石墨、包覆紅磷混合，研磨粉碎過(guò)100目篩，待用；

d. 將b、c中所得物料混合均勻，迅速注入模具內(nèi)，澆注后在室溫下固化10h，再置于90℃的烘箱內(nèi)進(jìn)行后固化處理5h，得到充分固化的復(fù)合材料。