專利名稱：一種天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料的制備方 法。
背景技術(shù)：
天然纖維/樹脂復(fù)合材料因具有低密度、更大的可塑性、低磨損性(對設(shè)備)、生物 降解性、低成本等諸多優(yōu)點而得到廣泛關(guān)注。但是，天然纖維與樹脂的相容性差、界面強(qiáng)度 弱，致使復(fù)合材料綜合性能下降。對于天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料(NPC)而言，增加兩相界 面結(jié)合強(qiáng)度的重要手段之一就是直接將-NCO封端的聚氨酯預(yù)聚體有機(jī)溶劑溶液與天然纖 維復(fù)合，因兩者能夠形成共價鍵而大幅度提高NPC的綜合性能。但是，聚氨酯預(yù)聚體對水分 比較敏感，制備復(fù)合材料時需要大量的無水溶劑和天然纖維預(yù)干燥處理，這明顯不利于環(huán) 境保護(hù)、優(yōu)化工藝、降低成本等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種能夠降低制備過程中揮 發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)、增加兩相界面強(qiáng)度、天然纖維無需預(yù)干燥的天然纖維/聚氨酯復(fù)合 材料的制備方法。為達(dá)到上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是1)將天然纖維氈在固含量為10% -50%、解封溫度為110-150°C的水性封閉聚氨 酯分散液中浸透；2)輥壓除去多余液體使天然纖維氈增重50% -150% ；3)濕態(tài)纖維氈的兩階段常壓干燥工藝如下將步驟2)輥壓后的天然纖維氈于 100-110°C下干燥0. 5-3. 0小時，升溫至110-150°c下保溫0. 5-2. 0小時。本發(fā)明的天然纖維氈為硬木纖維氈、硬木纖維素氈、軟木纖維氈、軟木纖維素氈或 麥草纖維氈；所述的水性封閉聚氨酯為咪唑封閉水性聚氨酯、酚類封閉水性聚氨酯、酮肟類封 閉水性聚氨酯或吡唑封閉水性聚氨酯；所述的輥壓是通過調(diào)整輥間距使天然纖維氈增重50% -150%。本發(fā)明采用兩階段干燥方式，使得濕態(tài)纖維氈在第一階段除去游離水及部分結(jié)合 水，然后在第二階段使水性封閉聚氨酯發(fā)生解封、交聯(lián)反應(yīng)，這樣能夠保證水性封閉聚氨酯 解封釋放的活性-NCO是與纖維上的羥基發(fā)生反應(yīng)，而不是與水分發(fā)生副反應(yīng)，這樣可有效 提高水性封閉聚氨酯的交聯(lián)效率，從而賦予復(fù)合材料優(yōu)異的界面結(jié)合強(qiáng)度。如桉木纖維素 氈經(jīng)咪唑封閉水性聚氨酯分散液(固含量為30% )浸漬、輥壓(纖維氈增重100% )、兩階 段常壓干燥(110°C干燥1.0小時，130°C保溫1.0小時)后，所得新型天然纖維/聚氨酯復(fù) 合材料的儲能模量在低于160°C時可達(dá)到6. OGPa以上。
具體實施例方式實施例1，將硬木纖維氈在固含量為10%的咪唑封閉水性聚氨酯分散液中浸透， 輥壓除去多余液體，通過調(diào)整輥間距使天然纖維氈增重50%。濕態(tài)纖維氈的兩階段常壓干 燥工藝如下100°C下干燥3.0小時，升溫至110°C下保溫2.0小時；干燥之后即可獲得新型 天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料。實施例2，將硬木纖維素氈在固含量為20%的水楊酸甲酯封閉水性聚氨酯分散液 中浸透，輥壓除去多余液體，通過調(diào)整輥間距使天然纖維氈增重100%。濕態(tài)纖維氈的兩階 段常壓干燥工藝如下110°C下干燥0. 5小時，升溫至130°C下保溫1. 0小時；干燥之后即可 獲得新型天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料。實施例3，將軟木纖維氈在固含量為30%的甲乙酮肟封閉水性聚氨酯分散液中浸 透，輥壓除去多余液體，通過調(diào)整輥間距使天然纖維氈增重100%。濕態(tài)纖維氈的兩階段常 壓干燥工藝如下110°c下干燥1. 0小時，升溫至130°C下保溫1. 0小時；干燥之后即可獲得 新型天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料。實施例4，將軟木纖維素氈在固含量為40%的丙酮肟封閉水性聚氨酯分散液中浸 透，輥壓除去多余液體，通過調(diào)整輥間距使天然纖維氈增重100%。濕態(tài)纖維氈的兩階段常 壓干燥工藝如下110°c下干燥2.0小時，升溫至140°C下保溫0.5小時；干燥之后即可獲得 新型天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料。實施例5，將麥草纖維氈在固含量為50%的吡唑封閉水性聚氨酯分散液中浸透， 輥壓除去多余液體，通過調(diào)整輥間距使天然纖維氈增重150 %。濕態(tài)纖維氈的兩階段常壓干 燥工藝如下105°C下干燥3.0小時，升溫至150°C下保溫2.0小時；干燥之后即可獲得新型 天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.一種天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于1)將天然纖維氈在固含量為10%-50%、解封溫度為110-150°c的水性封閉聚氨酯分 散液中浸透；2)輥壓除去多余液體使天然纖維氈增重50%-150% ；3)濕態(tài)纖維氈的兩階段常壓干燥工藝如下將步驟2)輥壓后的天然纖維氈于 100-110°C下干燥0. 5-3. 0小時，升溫至110_150°C下保溫0. 5-2. 0小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述 的天然纖維氈為硬木纖維氈、硬木纖維素氈、軟木纖維氈、軟木纖維素氈或麥草纖維氈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述 的水性封閉聚氨酯為咪唑封閉水性聚氨酯、酚類封閉水性聚氨酯、酮肟類封閉水性聚氨酯 或吡唑封閉水性聚氨酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述 的輥壓是通過調(diào)整輥間距使天然纖維氈增重50% -150%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，首先將天然纖維氈在水性封閉聚氨酯分散液中浸透，輥壓除去多余液體，濕態(tài)纖維氈采用兩階段常壓干燥工藝進(jìn)行干燥，干燥之后即可獲得新型天然纖維/聚氨酯復(fù)合材料。采用本發(fā)明不但可大幅度降低制備過程中VOC、顯著增加兩相界面強(qiáng)度、天然纖維無需預(yù)干燥，而且兩階段干燥方式還可有效提高水性封閉聚氨酯的交聯(lián)效率，從而賦予復(fù)合材料優(yōu)異的力學(xué)性能。
文檔編號C08J5/00GK102002859SQ20101056357
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者李剛輝, 李新, 沈一丁, 賴小娟 申請人:陜西科技大學(xué)