專利名稱：一種竹塑復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種竹塑復(fù)合材料的制備方法，屬材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國竹資源無論竹林面積、竹子種類及經(jīng)濟利用水平均居世界首位，被譽為"竹子 王國"。竹類植物以其生長快、培育周期短，一次栽培便可永續(xù)經(jīng)營利用的特點，已日益受到 人們的重視，"以竹代木"也已成為重要的發(fā)展方向。竹纖維增強復(fù)合材料是一種新型結(jié)構(gòu) 材料，具有輕質(zhì)、抗腐蝕、抗高溫、抗老化等一系列的優(yōu)點，且價格低廉，有助于保護環(huán)境，有 利于回收再利用，具有極大的開發(fā)利用前景。當(dāng)然，竹纖維與塑料的復(fù)合依然面臨著很多的 技術(shù)難題要解決，如竹纖維是強極性的，親水性強，而塑料是非極性的、疏水性強，導(dǎo)致竹纖 維和塑料間的相容性差，界面粘結(jié)力很小。同時，竹材表面之間的氫鍵作用也使竹纖維在熱 塑性材料中不能均勻分散，從而影響了竹/塑復(fù)合材料的復(fù)合性能。此外，竹纖維本身成分 非常復(fù)雜，含有包括纖維素、木質(zhì)素、多縮戊糖等，復(fù)雜的成分決定了竹塑復(fù)合工藝中存在 的困難。因此，利用現(xiàn)代技術(shù)探索高效、安全和環(huán)保的竹/塑復(fù)合工藝仍然是當(dāng)前我國竹材 新產(chǎn)品開發(fā)的重要內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種科學(xué)、高效地利用竹纖維生產(chǎn)竹塑復(fù)合材料的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用兩步法的復(fù)合工藝，即第一步竹纖維改性工藝，即 對親水性竹纖維進行表面處理，以提高其同親油性塑料的結(jié)合能力。第二步為復(fù)合成型工 藝，即對改性竹纖維、載體樹脂和混合助劑在一定的條件下經(jīng)高速混合，再將上述攪拌的混 合物料送入雙螺桿擠出機中擠出，經(jīng)冷卻、烘干、切粒得到產(chǎn)品。 第一步竹纖維改性工藝主要是采用由機械物理法得到長為0. 3-8毫米，直徑為 0. 02-0. 2毫米的竹纖維，經(jīng)偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑)、稀釋劑 (甲醇、乙醇、丙烷、丁烷等)噴霧在竹纖維的表面上，對其表面進行改性處理，再將表面處 理后的竹纖維同低分子助劑(氧化低分子聚乙烯、低分子聚乙烯、鄰苯二甲酸酯類、磷酸酯 類、多元醇苯甲酸酯等)充分混合，再將其經(jīng)壓縮制粒機制成顆粒狀的改性竹纖維。在上述 改性處理中竹纖維、偶聯(lián)劑、稀釋劑和低分子助劑的重量百分比分別為85_94%、0. 5-7%、 1-3%和0. 5-1. 5%。 第二步為復(fù)合成型工藝，即對改性竹纖維、載體樹脂和混合助劑按下列重量百 分比10-50%、 50-85 %和2-5%，高速混合，混合時間為5-10min，攪拌的混合物料送入 雙螺桿擠出機中擠出，冷卻、烘干、切粒而成，攪拌混合條件為溫度180-19(TC，壓力為 2. 5-4. 0MPa。載體樹脂可以是下列中的任一種聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、 聚碳酸酯(PC)和聚苯乙烯(PS)等?；旌现鷦榭寡鮿?、增塑劑、相溶劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑混 合組成。 本發(fā)明具有得到的竹塑復(fù)合材料強度大、分散性好等特點，適用于多種以樹脂為
3基料的塑料制品，也適用于注塑、中空成型、擠出片材、管材的成型工藝。


圖1為本發(fā)明"一種竹塑復(fù)合材料的制備方法"的工藝流程圖。
具體實現(xiàn)方式 將機械物理法得到長為0. 3-8毫米，直徑為0. 02-0. 2毫米的竹纖維放入竹纖維改 性混合裝置中，按竹纖維重量1. 5%的比列噴入硅烷偶聯(lián)劑和乙醇的混合處理劑，再按竹纖 維重量的1%加入低分子助劑(低分子聚乙烯和多元醇苯甲酸酯的混合物)，充分混合，再 將混合物經(jīng)壓縮制粒機制成顆粒狀的改性竹纖維。將上述改性竹纖維同聚氯乙烯(PVC)、混 合助劑(亞磷酸酯抗氧劑、鄰苯二甲酸酯、磷酸酯、鈣鋅穩(wěn)定劑的混合物)按下列重量百分 比33%、62%和3%加入高速混合設(shè)備中，高速混合6分鐘，再把攪拌好的混合物料送入雙 螺桿擠出機中擠出，經(jīng)冷卻、烘干、切粒得到竹塑復(fù)合材料，混合攪拌條件為溫度185°C， 壓力為3. 5MPa。
權(quán)利要求
一種竹塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于采用改性竹纖維、載體樹脂和混合助劑按下列重量百分比10-50％、50-85％和2-5％，在溫度為180-190℃，壓力為2.5-4.0MPa的條件下，采用攪拌機混合5-10min，再將上述攪拌的混合物料送入雙螺桿擠出機中擠出產(chǎn)品。
2. 如權(quán)利要求1所述一種竹塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于其采用的改性竹纖維 是指由機械物理法得到的長為0. 3-6毫米，直徑為0. 02-0. 2毫米的竹纖維，采用偶聯(lián)劑和 稀釋劑噴霧竹纖維表面作表面改性處理，再將表面改性處理后竹纖維同低分子助劑充分混 合，最后經(jīng)壓縮制粒機制成顆粒狀的竹纖維，其竹纖維、偶聯(lián)劑、稀釋劑和低分子助劑的重 量百分比分別為85-94%、0. 5-7%、1-3%和0. 5-1. 5%。
3. 如權(quán)利要求2所述的改性竹纖維制備方法，采用的偶聯(lián)劑為下列中的一種或幾種混 合硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑，采用的稀釋劑為下列中的一種或幾種混合甲醇、乙醇、丙烷、丁烷，采用的低分子助劑為下列中的一種或幾種混合氧化低分子聚乙烯、低分子聚乙烯、鄰苯二甲酸酯類、磷酸酯類、多元醇苯甲酸酯。
4. 如權(quán)利要求1所述一種竹塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于載體樹脂可以是下列種的任一種聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)和聚苯乙烯(PS)等。
5. 如權(quán)利要求1或2所述一種竹塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于采用的混合助劑為亞磷酸酯抗氧劑、鄰苯二甲酸酯、磷酸酯、鈣鋅穩(wěn)定劑按2 :i:i: 2比列組成的混合物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種竹塑復(fù)合材料的制備方法，它由改性竹纖維、載體樹脂和助劑組成，所說的改性竹纖維是由0.3至6毫米長的竹纖維、偶聯(lián)劑、稀釋劑和低分子助劑經(jīng)充分混合、造粒而成。該竹塑復(fù)合材料制備方法是先將改性竹纖維和載體樹脂加入高速混合器內(nèi)混合，然后加入混合助劑再高速攪拌，最后將上述攪拌的混合物料送入雙螺桿擠出機中擠出，冷卻、烘干、切粒。本發(fā)明具有得到的竹塑復(fù)合材料強度大、分散性好等特點，適用于多種以樹脂為基料的塑料制品，也適用于注塑、中空成型、擠出片材、管材的成型工藝。
文檔編號C08L23/00GK101747645SQ20091009740
公開日2010年6月23日 申請日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者張義卿 申請人:張義卿