本发明涉及一种耐候型竹塑复合材料的制备方法，属于竹塑材料技术领域。
背景技术：
木塑复合材料（是以植物纤维（如木粉、竹粉、甘蔗渔等农林废弃物）和热塑性塑料（如、、为主要原料，再加上少量添加剂、助剂，通过挤出、注塑、模压等成型法制成的一种复合材料。其产品可以用来代替天然木材或竹材，用于生产家具、室内外装饰材料以及建筑材料等。由于木塑复合材料在使用的过程中要历经早晚、春夏秋冬的温差影响，在户外使用的还要经受长期的日晒雨淋以及承受不同的外界载荷等。这些在使用中必不可免的因素会造成木塑复合材料，特别是一些深色材料的表面严重褪色，尺寸收缩等缺陷，这些缺陷在一定程度上降低了木塑复合材料的使用性能。竹纤维有植物玻璃纤维的美誉，是竹子的承载结构单元，力学性能极为优异，具有制造高性能纤维增强复合材料的巨大潜力。过20多年来，竹塑复合材料研究已经在国际范围内广泛开展。bpc作为wpc的重要组成部分，在长期的户外使用过程中，特别是在一些温度和湿度较高的区域，材料的表面会发生褪色、开裂、霉变等，严重情况下发生力学性能失效从而影响其正常使用。因此，bpc耐候性能的优劣对其广泛应用起着重要作用。
也许人们已经习惯了普通木质板的褪色，但是在某些应用场合，木塑复合材料的褪色却很不受欢迎。特别是用于室外装修用的铺板，随着阳光中紫外线的侵蚀，温度高低更替以及雨水的浸湿，木塑复合材料性能外观颜色、以及使用性能都受到很大的阻碍。为了减少这一现象，改善材料的耐褪色性，采用直接添加改性纳米颗粒或者以喷雾施加技术将改性纳米颗粒悬浮液负载到竹粉表面，可以有效提高竹塑复合材料的耐老化性能。然而竹材主要由竹纤维和薄壁细胞组成，二者结构和化学组成存在显著差异所以如何改下竹塑复合材料的耐候性能尤为重要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对竹塑复合材料的易发生老化褪色且耐候性能较差的问题，提供了一种耐候型竹塑复合材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取毛竹并洗净晾干，气流粉碎并研磨过筛，得研磨粉末并干燥，得干燥竹粉、随后按质量比1:1，将干燥竹粉与硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液搅拌混合，静置冷却至室温，得改性竹粉并真空冷冻干燥，得干燥改性竹粉；
（2）按质量比1:10，将正硅酸乙酯添加至无水乙醇中，搅拌混合得基体液，将基体液置于三角烧瓶中，将质量分数1％盐酸滴加至基体液中，待滴加完成后，保温反应，静置冷却至室温，得改性凝胶液；
（3）按质量比1:10，将大豆蛋白与去离子水搅拌混合，调节ph至6.0～6.5，得混合液，将胃蛋白酶添加至混合液中，保温酶解后，加热煮沸，静置冷却至室温，得酶解液，按质量比1：1：1，将干燥改性竹粉、酶解液与凝胶液搅拌混合并置于喷雾干燥装置中，喷雾干燥，收集得干燥颗粒；
（4）按重量份数计，分别称量45～50份聚氯乙烯、10～15份干燥颗粒、3～5份聚氯乙烯热稳定剂c-101、纳米碳酸钙和2～3份硅酸铝置于双螺杆挤出机中，挤出处理，收集挤出料并压制成型，即可制备得一种耐候型竹塑复合材料。
步骤（3）所述的胃蛋白酶添加量为50u/g。
步骤（3）所述的喷雾干燥条件为控制进口温度为85～90℃，出口温度为55～60℃，进料量为15ml/min。
步骤（4）所述的双螺杆挤出机挤出处理温度为165～170℃。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过正硅酸乙酯水解并形成溶胶包覆至竹粉材料表面，使竹粉材料表面沟槽逐渐被涂层填充，浅沟槽被填负平整，有效降低竹粉材料表面与氧气的接触面积和接触时间，同时由于溶胶失去水分，以及凝胶中的部分物质挥发，包覆形成的溶胶干燥成壳，有效提高了材料的力学性能；
（2）本发明通过正硅酸乙酯水解形成二氧化硅溶胶负载至竹粉颗粒表面并与聚氯乙烯形成有效复合和包覆改性作用，这时由于二氧化硅溶胶在竹粉材料表面的有效负载，其与聚氯乙烯有效结合，这时稳定性能较好的无机二氧化硅颗粒填充在聚氯乙烯高分子链的无定型区域，可部分减少热量的传递，在一定程度上抑制了高分子链的热分解，从而对竹塑复合材料的耐热氧老化性能有效提高，进一步改性竹塑复合材料的耐候性。
具体实施方式
取毛竹并洗净晾干，气流粉碎并研磨过200目筛，得研磨粉末并置于35～40℃下干燥至含水率为20％，得干燥竹粉、随后按质量比1:1，将干燥竹粉与质量分数10％硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液置于100℃下搅拌混合10～15min，静置冷却至室温，得改性竹粉并真空冷冻干燥，得干燥改性竹粉；按质量比1:10，将正硅酸乙酯添加至无水乙醇中，搅拌混合得基体液，将基体液置于三角烧瓶中，将质量分数1％盐酸滴加至基体液中，控制盐酸滴加速率为2ml/min，待滴加完成后，再在45～55℃下保温反应25～30min，静置冷却至室温，得改性凝胶液；按质量比1:10，将大豆蛋白与去离子水搅拌混合，用冰醋酸调节ph至6.0～6.5，得混合液，按酶添加量50u/g，将胃蛋白酶添加至混合液中，保温酶解后，加热煮沸，静置冷却至室温，得酶解液，按质量比1：1：1，将干燥改性竹粉、酶解液与凝胶液搅拌混合并置于喷雾干燥装置中，控制进口温度为85～90℃，出口温度为55～60℃，进料量为15ml/min，待喷雾干燥完成后，收集得干燥颗粒；按重量份数计，分别称量45～50份聚氯乙烯、10～15份干燥颗粒、3～5份聚氯乙烯热稳定剂c-101、纳米碳酸钙和2～3份硅酸铝置于双螺杆挤出机中，在165～170℃下挤出处理10～15min，控制转子转速为55～60r/min，待挤出完成后，收集挤出料并置于165～170、5～10mpa热压机上压制成型，即可制备得一种耐候型竹塑复合材料。
实例1
取毛竹并洗净晾干，气流粉碎并研磨过200目筛，得研磨粉末并置于35℃下干燥至含水率为20％，得干燥竹粉、随后按质量比1:1，将干燥竹粉与质量分数10％硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液置于100℃下搅拌混合10min，静置冷却至室温，得改性竹粉并真空冷冻干燥，得干燥改性竹粉；按质量比1:10，将正硅酸乙酯添加至无水乙醇中，搅拌混合得基体液，将基体液置于三角烧瓶中，将质量分数1％盐酸滴加至基体液中，控制盐酸滴加速率为2ml/min，待滴加完成后，再在45℃下保温反应25min，静置冷却至室温，得改性凝胶液；按质量比1:10，将大豆蛋白与去离子水搅拌混合，用冰醋酸调节ph至6.0，得混合液，按酶添加量50u/g，将胃蛋白酶添加至混合液中，保温酶解后，加热煮沸，静置冷却至室温，得酶解液，按质量比1：1：1，将干燥改性竹粉、酶解液与凝胶液搅拌混合并置于喷雾干燥装置中，控制进口温度为85℃，出口温度为55℃，进料量为15ml/min，待喷雾干燥完成后，收集得干燥颗粒；按重量份数计，分别称量45份聚氯乙烯、10份干燥颗粒、3份聚氯乙烯热稳定剂c-101、纳米碳酸钙和2份硅酸铝置于双螺杆挤出机中，在165℃下挤出处理10min，控制转子转速为55r/min，待挤出完成后，收集挤出料并置于165、5mpa热压机上压制成型，即可制备得一种耐候型竹塑复合材料。
实例2
取毛竹并洗净晾干，气流粉碎并研磨过200目筛，得研磨粉末并置于37℃下干燥至含水率为20％，得干燥竹粉、随后按质量比1:1，将干燥竹粉与质量分数10％硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液置于100℃下搅拌混合12min，静置冷却至室温，得改性竹粉并真空冷冻干燥，得干燥改性竹粉；按质量比1:10，将正硅酸乙酯添加至无水乙醇中，搅拌混合得基体液，将基体液置于三角烧瓶中，将质量分数1％盐酸滴加至基体液中，控制盐酸滴加速率为2ml/min，待滴加完成后，再在47℃下保温反应27min，静置冷却至室温，得改性凝胶液；按质量比1:10，将大豆蛋白与去离子水搅拌混合，用冰醋酸调节ph至6.2，得混合液，按酶添加量50u/g，将胃蛋白酶添加至混合液中，保温酶解后，加热煮沸，静置冷却至室温，得酶解液，按质量比1：1：1，将干燥改性竹粉、酶解液与凝胶液搅拌混合并置于喷雾干燥装置中，控制进口温度为87℃，出口温度为57℃，进料量为15ml/min，待喷雾干燥完成后，收集得干燥颗粒；按重量份数计，分别称量47份聚氯乙烯、12份干燥颗粒、4份聚氯乙烯热稳定剂c-101、纳米碳酸钙和2份硅酸铝置于双螺杆挤出机中，在167℃下挤出处理12min，控制转子转速为57r/min，待挤出完成后，收集挤出料并置于167、7mpa热压机上压制成型，即可制备得一种耐候型竹塑复合材料。
实例3
取毛竹并洗净晾干，气流粉碎并研磨过200目筛，得研磨粉末并置于40℃下干燥至含水率为20％，得干燥竹粉、随后按质量比1:1，将干燥竹粉与质量分数10％硅烷偶联剂kh-550乙醇溶液置于100℃下搅拌混合15min，静置冷却至室温，得改性竹粉并真空冷冻干燥，得干燥改性竹粉；按质量比1:10，将正硅酸乙酯添加至无水乙醇中，搅拌混合得基体液，将基体液置于三角烧瓶中，将质量分数1％盐酸滴加至基体液中，控制盐酸滴加速率为2ml/min，待滴加完成后，再在55℃下保温反应30min，静置冷却至室温，得改性凝胶液；按质量比1:10，将大豆蛋白与去离子水搅拌混合，用冰醋酸调节ph至6.5，得混合液，按酶添加量50u/g，将胃蛋白酶添加至混合液中，保温酶解后，加热煮沸，静置冷却至室温，得酶解液，按质量比1：1：1，将干燥改性竹粉、酶解液与凝胶液搅拌混合并置于喷雾干燥装置中，控制进口温度为90℃，出口温度为60℃，进料量为15ml/min，待喷雾干燥完成后，收集得干燥颗粒；按重量份数计，分别称量50份聚氯乙烯、15份干燥颗粒、5份聚氯乙烯热稳定剂c-101、纳米碳酸钙和3份硅酸铝置于双螺杆挤出机中，在170℃下挤出处理15min，控制转子转速为60r/min，待挤出完成后，收集挤出料并置于170、10mpa热压机上压制成型，即可制备得一种耐候型竹塑复合材料。
样品制备：采用德国leicasm2000型滑走切片在bpc板材的厚度方向切取本发制备的竹塑复合材料，厚度为250μm左右的薄片。每个试样的尺寸为4.5mm×3.5mm×0.3mm，质量为8mg左右。在103±2°c干燥4h保存待用。
将样品在氙灯加速老化100h后，其表面颜色基本保持不变。氙灯加速老化200h，含有机光稳定剂gw-327和商业纳米zno的bpc表面严重褪色。而本发明制备的实例1，2，3经氙灯加速老化300h才出现显著的褪色现象，说明本发明制备的竹塑复合材料具有优异的耐候性能。