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1、10申请公布号CN101994259A43申请公布日20110330CN101994259ACN101994259A21申请号201010505660722申请日20101013D06N3/04200601B32B27/12200601B32B27/32200601B32B37/06200601B32B37/10200601B32B38/1620060171申请人东华大学地址201620上海市松江区松江新城人民北路2999号72发明人章倩邱夷平房晓萌陆春红姚一舟李凌晨章悦庭74专利代理机构上海泰能知识产权代理事务所31233代理人黄志达谢文凯54发明名称一种三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料。
2、57摘要本发明涉及一种三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料，该材料的制备包括采用三维正交麻织物作为预制件，聚丙烯作为基体；热压前采用铺层方法将聚丙烯膜铺于三维正交机织麻织物的上下两面，然后热压制备而成。本发明的复合材料力学性能优异，密度低，能够重复使用，且制备简单，适合于工业化生产。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页CN101994263A1/1页21一种三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料，该材料的制备包括采用三维正交麻织物作为预制件，聚丙烯作为基体；热压前采用铺层方法将聚丙烯膜铺于三维正交机织麻织物的上下两面，然后热压制备而成；所。
3、述麻织物由麻纱线织造。2根据权利要求1所述的一种三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料，其特征在于所述三维正交机织麻织物所用的麻种类为苎麻、亚麻、黄麻或大麻，所用麻纱的细度为115TEX3300TEX。3根据权利要求1所述的一种三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料，其特征在于所述聚丙烯膜的厚度为02MM5MM。4根据权利要求1所述的一种三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料，其特征在于所述热压前将三维正交机织麻织物烘干，使织物回潮率在2以下。5根据权利要求1所述的一种三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料，其特征在于所述热压工艺为，温度160210，压力1MPA5MPA，时间4MIN15MIN。权利。
4、要求书CN101994259ACN101994263A1/4页3一种三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料技术领域0001本发明属麻和聚丙烯复合材料领域，特别是涉及一种三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料。背景技术0002环境污染和能源危机一直受到全世界的广泛关注，各个领域的专家和学者也致力于探寻保护环境、节省能源的方法和途径。在复合材料研究方面也不例外，20世纪90年代“生物复合材料”的概念出现，所谓生物复合材料，绿色复合材料或生物降解复合材料，指的就是能与人类环境和谐共存，可以降解或所用原料可再生的复合材料。天然植物纤维增强热塑性树脂复合材料也被归类为绿色复合材料，其中麻纤维增强聚丙烯复合材。
5、料是比较常用的一种天然纤维复合材料。麻纤维素含量高、强度大、纤维长度较长，属于高性能的天然植物纤维；聚丙烯树脂力学性能好，耐腐蚀，可重复加工和使用。麻纤维增强聚丙烯复合材料加工能量消耗少，材料可循环再生利用，材料密度小，质量轻，隔音性能好，能量吸收能力好，耐冲击，无脆性断裂。0003目前麻纤维增强聚丙烯复合材料的增强体结构包括短纤维，长纤维，非织造布，二维织物及其铺层。申请号2007101445322将亚麻纤维和聚烯烃混合共混挤出造粒制备复合材料；申请号031269958将剑麻纤维制备成非织造的毡，然后与聚丙烯膜热压制备复合材料；申请号2004100190638将亚麻纤维制成非织造布预制件，并。
6、通过真空吸注法，与不饱和聚酯树脂共同制备复合材料；申请号2009100953425将二维麻机织物按一定角度铺层，使用树脂传递模塑成型工艺增强热固性树脂；申请号2007101508374将亚麻纱与聚丙烯长丝并丝后编织成针织物，利用常规热压方法制备。0004但是对于以上的材料而言，麻纤维增强聚丙烯复合材料存在力学无向性，而且力学特性不高的问题；二维麻织物及其铺层增强聚丙烯复合材料明显存在易分层，损伤容限低等缺点。发明内容0005本发明所要解决的技术问题是提供一种三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料，该复合材料力学性能优异，密度低，能够重复使用，且制备简单，适合于工业化生产。0006本发明的一种三维。
7、正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料，该材料的制备包括0007采用三维正交麻织物作为预制件，聚丙烯作为基体；热压前采用铺层方法将聚丙烯膜铺于三维正交机织麻织物的上下两面，然后热压制备而成；所述麻织物由麻纱线织造。0008所述三维正交机织麻织物所用的麻种类包括苎麻，亚麻，黄麻，大麻，所用麻纱的细度为115TEX3300TEX，根据所用纱线的不同，三维正交机织麻织物厚度范围为1MM50MM。0009所述聚丙烯膜的厚度为02MM5MM。0010所述热压前将三维正交机织麻织物烘干，使织物回潮率在2以下，以避免热压时说明书CN101994259ACN101994263A2/4页4复合材料内产生较多气泡从而影。
8、响材料相关性能。0011所述热压工艺为，温度160210，压力1MPA5MPA，时间4MIN15MIN。0012本发明的三维正交麻织物增强聚丙烯复合材料克服了传统纺织结构麻纤维或二维织物增强聚丙烯复合材料的缺点，其特点是以麻纱线替代无规的麻单纤维，并在厚度方向上引入增强纱线，可以有效的改善材料力学性能。增强纱将经纱和纬纱所形成的叠层在厚度方向上贯穿起来形成一个三维的整体，从而提高了层间抗冲击损伤的能力，并且正交的经纱和纬纱在织物中垂直排列，赋予材料方向性，织物中的纱线不像二维织物存在屈曲和变形，而是平直排列，所以使复合材料具有较优异的力学性能，而且三维正交织物织造简单易行，生产效率高。所以，对。
9、三维正交麻织物增强聚丙烯的研究，是提高麻和聚丙烯复合制备复合材料力学和加工性的一种极为有效的方法。本复合材料制品在使用报废后，可粉碎后作为普通的无规增强复合材料制品的原料使用，可重复使用，因此也是绿色复合材料开发和研究的一个很有意义的方向。0013有益效果00141本发明的三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料的力学性能优异，经纱和纬纱在平面内呈交织或排列，提供复合材料力学方向性，而贯穿于结构厚度方向上的Z纱赋予材料稳定性，由于厚度方向上增强纱的存在，织物厚度的大小可不受限制，不仅增加了材料的层间剪切强度，还减少了二维织物及其铺层增强聚丙烯复合材料明显存在易分层，损伤容限低等缺点和分层现象；00。
10、152本发明的三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料体密度低，由于其结构中纱线无屈曲交织，而且由于所采用的材料是麻纤维和密度较低的聚丙烯塑料，所以该复合材料体密度较低，相对力学能性能高；00163本发明的三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料可重复使用，节约能源，环境友好，聚丙烯基复合材料具有重塑性，该种复合材料废弃后可将其碎化熔融再塑形，而且其中的麻纤维本身就是可再生天然纤维，所以说该复合材料为一种典型的绿色复合材料；00174本发明的制备方法简单，可靠性高，适合于工业化生产。附图说明0018图1三维正交织物结构图。具体实施方式0019下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用。
11、于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。0020对比例0021预制件为二维苎麻机织物铺层。经纱和纬纱细度是560TEX，经密44根/10CM，纬密40根/10CM，幅宽35CM，根据热压成型时所需要的尺寸30CM30CM裁剪，并将织物放于烘箱中，105烘干6H，回潮率达到09。将织物的经纬组织点相对应铺设4层，厚度3MM，采用3MM厚与织物等大的聚丙烯膜铺放在织物的上下两面，使用平板硫化机热压，温说明书CN101994259ACN101994263A3/4页。
12、5度175，压力3MPA，时间2MINS，然后调节温度到210，压力5MPA，时间4MINS，冷却后即完成复合材料板的制作加工。0022实施例10023预制件为三维正交苎麻机织物。纬纱和Z纱均为苎麻纱。经纱和纬纱细度是560TEX，Z纱细度是350TEX，经密44根/10CM，纬密40根/10CM，幅宽35CM，经纱3层，纬纱4层，织物厚度3MM，根据热压成型时所需要的尺寸30CM30CM裁剪，并将织物放于烘箱中，105烘干6H，回潮率达到09。附图为三维正交机织物结构示意图。采用3MM厚与织物等大铺放的聚丙烯膜在织物的上下两面，使用平板硫化机热压，温度175，压力3MPA，时间2MINS，然。
13、后调节温度到210，压力5MPA，时间4MINS，冷却后即完成复合材料板的制作加工。0024实施例20025织物的经纱，纬纱和Z纱均为苎麻纱。经纱和纬纱细度是190TEX，Z纱细度是117TEX，经密130根/10CM，纬密125根/10CM，幅宽35CM，经纱9层，纬纱10层，织物厚度4MM，根据热压成型时所需要的尺寸30CM30CM裁剪，并将织物放于烘箱中，105烘干6H，回潮率达到09。附图为三维正交机织物结构示意图。采用05MM厚与织物等大铺放的聚丙烯膜在织物的上下两面，使用平板硫化机热压，温度160，压力5MPA，时间2MINS，然后调节温度到210，压力3MPA，时间4MINS，冷。
14、却后即完成复合材料板的制作加工。0026实施例30027织物的经纱，纬纱和Z纱均为亚麻纱。经纱和纬纱细度是280TEX，Z纱细度是175TEX，经密90根/10CM，纬密80根/10CM，幅宽35CM，经纱6层，纬纱7层，织物厚度4MM，根据热压成型时所需要的尺寸30CM30CM裁剪，并将织物放于烘箱中，105烘干6H，回潮率达到09。附图为三维正交机织物结构示意图。采用3MM厚与织物等大的聚丙烯膜铺放在织物的上下两面，使用平板硫化机热压，温度160，压力4MPA，时间3MINS，然后调节温度到210，压力3MPA，时间4MINS，冷却后即完成复合材料板的制作加工。0028实施例40029预制。
15、件为三维正交苎麻机织物。纬纱和Z纱均为黄纱。经纱和纬纱细度是1130TEX，Z纱细度是700TEX，经密22根/10CM，纬密20根/10CM，幅宽35CM，经纱3层，纬纱4层，织物厚度8MM，根据热压成型时所需要的尺寸30CM30CM裁剪，并将织物放于烘箱中，105烘干7H，回潮率达到09。附图为三维正交机织物结构示意图。采用5MM厚与织物等大的聚丙烯膜铺放在织物的上下两面，使用平板硫化机热压，温度175，压力5MPA，时间2MINS，然后调节温度到210，压力7MPA，时间4MINS，冷却后即完成复合材料板的制作加工。0030实施例50031织物的经纱，纬纱和Z纱均为黄纱。经纱和纬纱细度是。
16、3300TEX，Z纱细度是2030TEX，经密14根/10CM，纬密12根/10CM，幅宽35CM，经纱3层，纬纱4层，织物厚度12MM，根据热压成型时所需要的尺寸30CM30CM裁剪，并将织物放于烘箱中，105烘干9H，回潮率达到1。附图为三维正交机织物结构示意图。采用5MM厚的聚丙烯膜与织物等大铺放在织物的上下两面，使用平板硫化机热压，温度195，压力5MPA，时间3MINS，然后调节温度到210，压力7MPA，时间9MINS，冷却后即完成复合材料板的制作加工。说明书CN101994259ACN101994263A4/4页60032对比例和实施例实验数据如下，拉伸测试按照GB/T14472005。通过对比例和实施例在可以明显看出，三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料对比二维麻织物层和增强聚丙烯复合材料在比模量和比拉伸强度方面有显著的提高。003300340035上表中的比杨氏模量实测杨氏模量/纤维体积分数；比拉伸强度实测拉伸强度/纤维体积分数。说明书CN101994259ACN101994263A1/1页7图1说明书附图CN101994259A。