【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纤维材料，具体为一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、玩具是一个极大的应用市场。目前，除金属外壳玩具外，大部分的玩具都是由塑料制作而成，其中塑料以树脂等为主要原料，植物纤维是一种绿色的制备原料，在各领域已有一些应用，加强对植物纤维的使用，具有环境和经济的双重收益。
2、现有技术中，参考中国专利一种植物纤维基复合材料(公告号：cn110819132a)，所述植物纤维基复合材料主要由水和以下各组分组成：植物纤维60-100重量份，胶黏剂0-10重量份，填充剂0-10重量份，防水剂0-10重量份，所述植物纤维基复合材料的含水率为5-20％，其密度为0.2-1.2kg/m3。该植物纤维基复合材料耐腐蚀，可生物降解，生产过程无污染，制品密度低，制品强度高，制品可回收利用，制品原材料可再生，且来源广泛，成本低。本专利技术还公开了该植物纤维基复合材料的制备方法及其应用，工艺简单、生产耗时短、成本低、生产过程环保，植物纤维基复合材料可以用于制备物流托盘、烟花底座或产品包装，具有耐腐蚀、强度高、重量轻、成本低且经济环保等优点；参考中国专利一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用(公告号：cn113292865a)，所述复合材料包括以下重量份数的组分：植物纤维50-59份、增塑剂10-20份、胶黏剂16-22份、抗氧剂1.8-3.5份、润滑剂1.2-1.7份、多元酸类固化剂13-24份、无机填料26-40份。本专利技术的植物纤维基复合材料具有较好的降解性能，并具有优异的力学性能、高韧性、不易脆断，延长了
3、此外，玩具在小孩使用的过程中，接触较多，如果能够具有一定的抗菌性等额外性能也十分必要，现有技术中对于此类性能的关注相对较少。
4、为此，本专利技术提出了一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用，以解决上述提到的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种植物纤维基复合材料及其制备方法和应用，制得的植物纤维基复合材料力学性能好，抗菌性好，阻燃性能好，具有优异的综合性能。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
3、一种植物纤维基复合材料，按质量份数计，所述复合材料的组分包括：增强体1～40份、改性环氧树脂40～80份，改性抗菌剂5～8份，改性无机填料2～6份，kh5501～4份，润滑剂2.5～3.5份；
4、所述增强体由植物纤维和纳米纤维素组成；
5、其中，所述植物纤维和纳米纤维素的质量比为2:0.2～2:0.4。
6、优选的，所述植物纤维包括芦苇、秸秆、竹子、木材、稻草、米糠、棉杆、麻秆、中药材渣及中药材中的任意一种或几种；所述润滑剂选自石蜡、硬脂酸正丁酯、聚乙烯蜡、甘油三硬脂酸酯中的一种或几种。
7、优选的，所述改性环氧树脂的具体改性方法为：
8、(1)、将碳纳米纤维与丙酮溶液混合，并高速搅拌，得碳纳米纤维-丙酮预混物；
9、(2)、将步骤(1)中所得碳纳米纤维-丙酮预混物进一步超声分散4～8小时，得碳纳米纤维-丙酮混合物；
10、(3)、将环氧树脂在烘干箱中预热4～15分钟，预热温度为55～75℃；
11、(4)、将步骤(3)中预热完成后的环氧树脂倒入步骤(2)中的碳纳米纤维-丙酮混合物中，进行混合搅拌，得环氧树脂混合物；
12、(5)、将步骤(4)中的环氧树脂混合物再次超声分散5～7小时，然后在50～70℃的水浴中进行机械搅拌，直到所有丙酮完全挥发；
13、(6)、加入固化剂，并搅拌2～8分钟，再进行抽真空15～25分钟，得到改性环氧树脂。
14、优选的，所述改性抗菌剂的具体制备方法：首先，将沉淀白炭黑粉末放入研磨球直径为5mm的球磨机中，并以2000～4000r/min的速度搅拌研磨1～4h，然后，向研磨后的白炭黑中添加agno3水溶液并放入水浴锅中继续搅拌，并调节ph为5.5～6.5，在避光条件下升温，反应结束后用热水清洗并干燥，再在480～520℃的马弗炉中对其进行煅烧处理，即得改性抗菌剂。
15、优选的，所述步骤(1)、步骤(4)以及步骤(5)中的混合物均在高速机械搅拌器中进行混合搅拌，其中，所述步骤(1)中的搅拌速率为1500～2500转/分钟，搅拌时间为30分钟；步骤(4)中的搅拌速率为1200～1800转/分钟，搅拌时间为20分钟；所述步骤(5)中的搅拌速率为3000～4000转/分钟。
16、优选的，改性无机填料的制备包括如下步骤：
17、将滑石粉加入到含壳聚糖的醋酸水溶液中，随后25～35℃下搅拌0.5～2h；搅拌完成后，经抽滤、水洗、干燥处理，即得改性无机填料。
18、优选的，含壳聚糖的醋酸水溶液中，醋酸含量为0.6～0.9wt％，壳聚糖的含量为2.5～4.5wt％，滑石粉与壳聚糖的质量比为100：5～9
19、一种植物纤维基复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
20、s1、对植物纤维进行预处理；
21、s2、将处理后的植物纤维、纳米纤维素、改性环氧树脂、kh550、改性抗菌剂按组分的质量份数比例置于高速共混机中混合均匀，获得混合物；
22、s3、向混合物中加入润滑剂、改性无机填料，继续高速搅拌，温度为170～185℃下处理0.5～5h，制得植物纤维基复合材料。
23、优选的，所述植物纤维预处理的具体方法为：
24、1)、挑选杂质较少的植物纤维，用清水进行清洗后，烘干备用；
25、2)、将烘干后的植物纤维置于浓度为6～10％的naoh溶液中浸泡8～12小时，然后将植物纤维使用蒸馏水清洗至中性，放入温度为70～90℃的干燥箱内烘干；
26、3)、将步骤2)中处理后的植物纤维进行疏解、磨浆，直至打浆度为38～42°sr；
27、4)、将步骤3)中磨浆后的植物纤维浸泡于无水乙醇中，并用浆样疏解器进行疏解；
28、5)、然后抽滤并挤干；
29、6)、最后用分散器进一步分散，并风干，备用。
30、同时，本专利技术还请求保护根据上述方法制备的植物纤维基复合材料在制备塑料玩具材料中的应用。
31、与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：
32、(1)本专利技术中提供的植物纤维基复合材料，以环氧树脂、植物纤维为主要原料，加入改性抗菌剂、改性无机填料，保证复合材料具有一定拉伸力学性能的同时，赋予材料以抗菌、阻燃等功能，材料常见。
33、(2)本专利技术中提供的植物纤维基复合材料，通过向环氧树脂中加入碳纳米纤维，使得羟基-oh数量减少，碳纳米纤维抑制了环氧树本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种植物纤维基复合材料，其特征在于，按质量份数计，所述复合材料的制备组分包括：增强体1～40份、改性环氧树脂40～80份，改性抗菌剂5～8份，改性无机填料2～6份，KH5501～4份，润滑剂2.5～3.5份；
2.根据权利要求1所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于，所述植物纤维选自芦苇、秸秆、竹子、木材、稻草、米糠、棉杆、麻秆、中药材渣及中药材中的任意一种或几种；所述润滑剂选自石蜡、硬脂酸正丁酯、聚乙烯蜡、甘油三硬脂酸酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于，所述改性环氧树脂的具体改性方法为：
4.根据权利要求1所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于，所述改性抗菌剂的具体制备方法：首先，将沉淀白炭黑粉末放入研磨球直径为5mm的球磨机中，并以2000～4000r/min的速度搅拌研磨1～4h，然后，向研磨后的白炭黑中添加AgNO3水溶液并放入水浴锅中继续搅拌，并调节pH为5.5～6.5，在避光条件下升温，反应结束后用热水清洗并干燥，再在480～520℃的马弗炉中对其进行煅烧处理，即得改性抗菌剂。p>
5.根据权利要求3所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于：步骤(1)中的搅拌速率为1500～2500转/分钟，搅拌时间为30分钟；步骤(4)中的搅拌速率为1200～1800转/分钟，搅拌时间为20分钟；所述步骤(5)中的搅拌速率为3000～4000转/分钟。
6.根据权利要求1所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于：改性无机填料的制备包括如下步骤：
7.根据权利要求5所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于：含壳聚糖的醋酸水溶液中，醋酸含量为0.6～0.9wt％，壳聚糖的含量为2.5～4.5wt％，滑石粉与壳聚糖的质量比为100：5～9。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的植物纤维基复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的植物纤维基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S1包括：
10.权利要求1～7任一项所述植物纤维基复合材料在制备塑料玩具材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种植物纤维基复合材料，其特征在于，按质量份数计，所述复合材料的制备组分包括：增强体1～40份、改性环氧树脂40～80份，改性抗菌剂5～8份，改性无机填料2～6份，kh5501～4份，润滑剂2.5～3.5份；
2.根据权利要求1所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于，所述植物纤维选自芦苇、秸秆、竹子、木材、稻草、米糠、棉杆、麻秆、中药材渣及中药材中的任意一种或几种；所述润滑剂选自石蜡、硬脂酸正丁酯、聚乙烯蜡、甘油三硬脂酸酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于，所述改性环氧树脂的具体改性方法为：
4.根据权利要求1所述的一种植物纤维基复合材料，其特征在于，所述改性抗菌剂的具体制备方法：首先，将沉淀白炭黑粉末放入研磨球直径为5mm的球磨机中，并以2000～4000r/min的速度搅拌研磨1～4h，然后，向研磨后的白炭黑中添加agno3水溶液并放入水浴锅中继续搅拌，并调节ph为5.5～6.5，在避光条件下升温，反应结束后用热水清洗并干燥，再在480...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄志，曲振江，
申请(专利权)人：佛山市杰品智能科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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