专利名称：一种竹塑复合材料的制备方法
技术领域：
本发明提供一种竹塑复合材料的制备方法，属材料科学技术领域。
背景技术：
我国竹资源无论竹林面积、竹子种类及经济利用水平均居世界首位，被誉为"竹子 王国"。竹类植物以其生长快、培育周期短，一次栽培便可永续经营利用的特点，已日益受到 人们的重视，"以竹代木"也已成为重要的发展方向。竹纤维增强复合材料是一种新型结构 材料，具有轻质、抗腐蚀、抗高温、抗老化等一系列的优点，且价格低廉，有助于保护环境，有 利于回收再利用，具有极大的开发利用前景。当然，竹纤维与塑料的复合依然面临着很多的 技术难题要解决，如竹纤维是强极性的，亲水性强，而塑料是非极性的、疏水性强，导致竹纤 维和塑料间的相容性差，界面粘结力很小。同时，竹材表面之间的氢键作用也使竹纤维在热 塑性材料中不能均匀分散，从而影响了竹/塑复合材料的复合性能。此外，竹纤维本身成分 非常复杂，含有包括纤维素、木质素、多縮戊糖等，复杂的成分决定了竹塑复合工艺中存在 的困难。因此，利用现代技术探索高效、安全和环保的竹/塑复合工艺仍然是当前我国竹材 新产品开发的重要内容。
发明内容
本发明的目的在于提供一种科学、高效地利用竹纤维生产竹塑复合材料的方法。
为实现上述目的，本发明采用两步法的复合工艺，即第一步竹纤维改性工艺，即 对亲水性竹纤维进行表面处理，以提高其同亲油性塑料的结合能力。第二步为复合成型工 艺，即对改性竹纤维、载体树脂和混合助剂在一定的条件下经高速混合，再将上述搅拌的混 合物料送入双螺杆挤出机中挤出，经冷却、烘干、切粒得到产品。 第一步竹纤维改性工艺主要是采用由机械物理法得到长为0. 3-8毫米，直径为 0. 02-0. 2毫米的竹纤维，经偶联剂(硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂)、稀释剂 (甲醇、乙醇、丙烷、丁烷等)喷雾在竹纤维的表面上，对其表面进行改性处理，再将表面处 理后的竹纤维同低分子助剂(氧化低分子聚乙烯、低分子聚乙烯、邻苯二甲酸酯类、磷酸酯 类、多元醇苯甲酸酯等)充分混合，再将其经压縮制粒机制成颗粒状的改性竹纤维。在上述 改性处理中竹纤维、偶联剂、稀释剂和低分子助剂的重量百分比分别为85_94%、0. 5-7%、 1-3%和0. 5-1. 5%。 第二步为复合成型工艺，即对改性竹纤维、载体树脂和混合助剂按下列重量百 分比10-50%、 50-85 %和2-5%，高速混合，混合时间为5-10min，搅拌的混合物料送入 双螺杆挤出机中挤出，冷却、烘干、切粒而成，搅拌混合条件为温度180-19(TC，压力为 2. 5-4. 0MPa。载体树脂可以是下列中的任一种聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、 聚碳酸酯(PC)和聚苯乙烯(PS)等。混合助剂为抗氧剂、增塑剂、相溶剂、稳定剂、润滑剂混 合组成。 本发明具有得到的竹塑复合材料强度大、分散性好等特点，适用于多种以树脂为
3基料的塑料制品，也适用于注塑、中空成型、挤出片材、管材的成型工艺。
图1为本发明"一种竹塑复合材料的制备方法"的工艺流程图。
具体实现方式 将机械物理法得到长为0. 3-8毫米，直径为0. 02-0. 2毫米的竹纤维放入竹纤维改 性混合装置中，按竹纤维重量1. 5%的比列喷入硅烷偶联剂和乙醇的混合处理剂，再按竹纤 维重量的1%加入低分子助剂(低分子聚乙烯和多元醇苯甲酸酯的混合物)，充分混合，再 将混合物经压縮制粒机制成颗粒状的改性竹纤维。将上述改性竹纤维同聚氯乙烯(PVC)、混 合助剂(亚磷酸酯抗氧剂、邻苯二甲酸酯、磷酸酯、钙锌稳定剂的混合物)按下列重量百分 比33%、62%和3%加入高速混合设备中，高速混合6分钟，再把搅拌好的混合物料送入双 螺杆挤出机中挤出，经冷却、烘干、切粒得到竹塑复合材料，混合搅拌条件为温度185°C， 压力为3. 5MPa。
权利要求
一种竹塑复合材料的制备方法，其特征在于采用改性竹纤维、载体树脂和混合助剂按下列重量百分比10-50％、50-85％和2-5％，在温度为180-190℃，压力为2.5-4.0MPa的条件下，采用搅拌机混合5-10min，再将上述搅拌的混合物料送入双螺杆挤出机中挤出产品。
2. 如权利要求1所述一种竹塑复合材料的制备方法，其特征在于其采用的改性竹纤维 是指由机械物理法得到的长为0. 3-6毫米，直径为0. 02-0. 2毫米的竹纤维，采用偶联剂和 稀释剂喷雾竹纤维表面作表面改性处理，再将表面改性处理后竹纤维同低分子助剂充分混 合，最后经压縮制粒机制成颗粒状的竹纤维，其竹纤维、偶联剂、稀释剂和低分子助剂的重 量百分比分别为85-94%、0. 5-7%、1-3%和0. 5-1. 5%。
3. 如权利要求2所述的改性竹纤维制备方法，采用的偶联剂为下列中的一种或几种混 合硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂，采用的稀释剂为下列中的一种或几种混合甲醇、乙醇、丙烷、丁烷，采用的低分子助剂为下列中的一种或几种混合氧化低分子聚乙烯、低分子聚乙烯、邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、多元醇苯甲酸酯。
4. 如权利要求1所述一种竹塑复合材料的制备方法，其特征在于载体树脂可以是下列种的任一种聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)和聚苯乙烯(PS)等。
5. 如权利要求1或2所述一种竹塑复合材料的制备方法，其特征在于采用的混合助剂为亚磷酸酯抗氧剂、邻苯二甲酸酯、磷酸酯、钙锌稳定剂按2 :i:i: 2比列组成的混合物质。
全文摘要
本发明公开了一种竹塑复合材料的制备方法，它由改性竹纤维、载体树脂和助剂组成，所说的改性竹纤维是由0.3至6毫米长的竹纤维、偶联剂、稀释剂和低分子助剂经充分混合、造粒而成。该竹塑复合材料制备方法是先将改性竹纤维和载体树脂加入高速混合器内混合，然后加入混合助剂再高速搅拌，最后将上述搅拌的混合物料送入双螺杆挤出机中挤出，冷却、烘干、切粒。本发明具有得到的竹塑复合材料强度大、分散性好等特点，适用于多种以树脂为基料的塑料制品，也适用于注塑、中空成型、挤出片材、管材的成型工艺。
文档编号C08L23/00GK101747645SQ20091009740
公开日2010年6月23日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者张义卿 申请人:张义卿