一種增韌型竹塑材料及其制備方法
【專利摘要】一種增韌型竹塑材料，其特征在于，由以下重量份的組分組成：聚丙烯120份，竹纖維40?80份，增韌劑5?10份，相容劑5?10份，抗氧劑0.5?1份，偶聯劑5?10份，增塑劑3?8份，熱穩定劑5?10，潤滑劑3?8份，阻燃劑5?8份。本發明制備方法中，通過爆破處理獲得改性竹質纖維，然后將改性竹纖維和塑料在熱混合機中混合均勻后擠出機擠出獲得。本發明竹塑復合材料的機械力學性能好、強度高、抗沖擊強度高、尺寸穩定性好、具有良好的加工性能。
【專利說明】
一種増韌型竹塑材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于復合材料領域，具體涉及一種竹纖維增強材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 我國是森林資源貧乏國家，尤其是我國經濟進入高速發展階段，對于木材的需求 日益增大，森林資源過度使用，森林總面積銳減以及天然林保護工程的實施，木材供需矛盾 加劇。木塑材料可以代替部分木材，但木塑材料中木質纖維的纖維強度較低，通常當木質纖 維的加入量增加時，會導致木塑材料的力學性能急劇下降。竹纖維是從自然生長的竹子中 提取出的一種纖維素纖維，相對普通的木質纖維素而言，具有更好的拉伸強度。
[0003] 竹塑復合材料是一種新型的以木質纖維和塑料為主要原料制造的復合工程材料。 作為竹塑復合材料具有優良的耐水和耐腐蝕性能，耐蟲蛀、尺寸穩定性好、生產工藝靈活， 對設備的損害小，還可以用回收的廢舊木材和塑料為原料制得，并且可循環使用等優點而 倍受人們的關注。

【發明內容】

[0004] 本發明提供一種增韌型竹塑復合材料的制備方法，其主要內容是改性竹質纖維， 竹子通過爆破處理以后作為原料與塑料復合而成，制備的竹塑復合材料的機械力學性能 好、強度高、抗沖擊強度高、尺寸穩定性好、具有良好的加工性能。
[0005] 本發明結局技術問題采用如下技術方案：
[0006] 一種增韌型竹塑復合材料，由包括以下重量份的組分組成：聚丙烯120份，竹纖維 40-80份，增韌劑5-10份，相容劑5-10份，抗氧劑0.5-1份，偶聯劑5-10份，增塑劑3-8份，熱穩 定劑5-10，潤滑劑3-8份，阻燃劑5-8份。
[0007] 進一步，所述塑料為聚乙烯塑料或聚丙烯塑料。
[0008] 進一步，所述增韌劑為樹枝狀氯化聚乙烯。
[0009] 進一步，所述的相容劑為馬來酸配接枝聚丙烯。
[0010] 進一步，所述抗氧劑為酚類抗氧劑或磷酸鹽(酯)類抗氧劑或其混合物。
[0011] 進一步，所述的偶聯劑為鋁酸酯或鈦酸酯。
[0012] 進一步，所述的增塑齊I」選自柏木油。
[0013] 進一步，所述阻燃劑為氯化石蠟、八溴醚、三氧化二銻、磷酸三酯或多聚磷酸銨中 的一種或多種。
[0014] 進一步，所述的竹纖維的直徑為400-800μπι，長徑比為1:(50-100)。
[0015] 進一步，所述竹纖維是通過對竹纖維材料進行爆破處理獲得的改性竹纖維。
[0016] 所述爆破處理包括如下順序進行的步驟：
[0017] (1)將竹纖維材料置于爆破器內并向爆破器內通入飽和水蒸汽，進行汽蒸處理。
[0018] (2)打開爆破器的放料閥，使竹材原料爆破噴放，獲得爆破竹纖維。
[0019] ⑶將爆破竹纖維進行干燥處理，即得改性竹纖維。
[0020] 所述飽和水蒸汽的相對壓力為6-10Mpa;所述汽蒸處理的相對壓力為2-3Mpa，汽蒸 時間為30_45min;所述的干燥處理的溫度為100-200°C，干燥后的改性竹纖維的含水率小于 5%〇
[0021] 本發明提供一種增塑型竹塑復合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0022] 1)將竹纖維材料置于爆破器內并向爆破器內通入飽和水蒸汽，進行汽蒸處理。
[0023] 2)打開爆破器的放料閥，使竹材原料爆破噴放，獲得爆破竹纖維。
[0024] 3)將爆破竹纖維進行干燥處理，即得改性竹纖維。
[0025] 4)將經過干燥處理的竹纖維和塑料在熱混合機中混合均勻，升溫至90°C加入偶聯 劑和增韌劑，混合5-10分鐘。加入剩余物料。混合20-30分鐘，升溫至150 °C，保溫20-30分鐘， 冷卻至50°C出料。
[0026] 5)將上述組分投入雙螺桿造粒機中，進行造粒，其工藝條件為機筒溫度為150-170,螺桿轉速為25-30rpm。
[0027] 6)將造出的竹基木塑顆粒送入單螺桿擠出機中，通過模具成型，成型機為單螺桿 擠出機，機筒溫度為120-150 °C，螺桿轉速為30-50rpm。
[0028] 所述飽和水蒸汽的相對壓力為6-10Mpa;所述汽蒸處理的相對壓力為2_3Mpa，汽蒸 時間為30_45min;所述的干燥處理的溫度為100-200°C，干燥后的改性竹纖維的含水率小于 5%〇
[0029]以下通過【具體實施方式】對本發明技術方案做進一步解釋說明。
【具體實施方式】
[0030] 實施例1:
[0031] 一種增韌型竹塑復合材料，由包括以下重量份的組分組成：聚丙烯120份，竹纖維 40-80份，增韌劑5-10份，相容劑5-10份，抗氧劑0.5-1份，偶聯劑5-10份，增塑劑3-8份，熱穩 定劑5-10，潤滑劑3-8份，阻燃劑5-8份。
[0032] 進一步，所述塑料為聚乙烯塑料或聚丙烯塑料。
[0033]進一步，所述增韌劑為樹枝狀氯化聚乙烯。
[0034]進一步，所述的相容劑為馬來酸配接枝聚丙烯。
[0035] 進一步，所述抗氧劑為酚類抗氧劑或磷酸鹽(酯)類抗氧劑或其混合物。
[0036] 進一步，所述的偶聯劑為鋁酸酯或鈦酸酯。
[0037]進一步，所述的增塑劑選自柏木油。
[0038]進一步，所述阻燃劑為氯化石蠟、八溴醚、三氧化二銻、磷酸三酯或多聚磷酸銨中 的一種或多種。
[0039]進一步，所述熱穩定劑為硬脂酸鈣；
[0040]進一步，所述潤滑劑為PE蠟；
[0041 ] 進一步，所述的竹纖維的直徑為400-800μπι，長徑比為1:(50-100)。
[0042]進一步，所述竹纖維是通過對竹纖維材料進行爆破處理獲得的改性竹纖維。
[0043] 實施例2-種增韌型竹塑復合材料制備方法
[0044] 1)改性竹纖維制備：
[0045] (1)選擇直徑為400-800μπι，長徑比為1:(50-100)竹纖維，然后將竹纖維材料置于 爆破器內并向爆破器內通入飽和水蒸汽，進行汽蒸處理;所述汽蒸處理的相對壓力為3Mpa， 汽蒸時間為30min;
[0046] (2)打開爆破器的放料閥，使竹材原料爆破噴放，獲得爆破竹纖維。
[0047] (3)將爆破竹纖維進行在150 °C干燥處理，得含水率小于5 %的改性竹纖維。
[0048] 所述飽和水蒸汽的相對壓力為6Mpa;所述汽蒸處理的相對壓力為2Mpa，汽蒸時間 為30min;所述的干燥處理的溫度為100°C，干燥后的改性竹纖維的含水率小于5%。
[0049] 2)將經過干燥處理的竹纖維和塑料在熱混合機中混合均勻，升溫至90°C加入偶聯 劑和增韌劑，混合5分鐘。加入剩余物料。混合30分鐘，升溫至150 °C，保溫20分鐘，冷卻至50 °C出料。
[0050] 3)將上述組分投入雙螺桿造粒機中，進行造粒，其工藝條件為機筒溫度為150°C， 螺桿轉速為30rpm。
[0051] 所述組分為：聚丙烯120份，竹纖維40份，增韌劑5份，相容劑5份，抗氧劑0.5份，偶 聯劑5份，增塑劑3份，熱穩定劑5，潤滑劑3份，阻燃劑5份。
[0052] 4)將造出的竹基木塑顆粒送入單螺桿擠出機中，通過模具成型，成型機為單螺桿 擠出機，機筒溫度為120 °C，螺桿轉速為30rpm。
[0053]實施例3: -種增韌型竹塑復合材料制備方法 [0054] 1)改性竹纖維制備：
[0055] (1)選擇直徑為400-800μπι，長徑比為1:(50-100)竹纖維，然后將竹纖維材料置于 爆破器內并向爆破器內通入飽和水蒸汽，進行汽蒸處理;所述汽蒸處理的相對壓力為3Mpa， 汽蒸時間為30min;
[0056] (2)打開爆破器的放料閥，使竹材原料爆破噴放，獲得爆破竹纖維。
[0057] (3)將爆破竹纖維進行在150 °C干燥處理，得含水率小于5 %的改性竹纖維。
[0058] 2)將經過干燥處理的竹纖維和塑料在熱混合機中混合均勻，升溫至90°C加入偶聯 劑和增韌劑，混合10分鐘。加入剩余物料。混合20分鐘，升溫至150°C，保溫30分鐘，冷卻至50 °C出料。
[0059] 3)將上述組分投入雙螺桿造粒機中，進行造粒，其工藝條件為機筒溫度為170°C， 螺桿轉速為25rpm。
[0060] 所述組分為：聚丙烯120份，竹纖維80份，增韌劑10份，相容劑10份，抗氧劑1份，偶 聯劑10份，增塑劑8份，熱穩定劑10，潤滑劑8份，阻燃劑8份。
[0061] 4)將造出的竹基木塑顆粒送入單螺桿擠出機中，通過模具成型，成型機為單螺桿 擠出機，機筒溫度為150 °C，螺桿轉速為50rpm。
[0062]對實施例中制得的竹纖維增強材料進行性能測試，測試結果如下：
[0064]以上實施例中，若無特別說明，其組分均為市購現有產品。
[0065]對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在 不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論 從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權 利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有 變化囊括在本發明內。
[0066]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包 含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當 將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員 可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1. 一種增韌型竹塑材料，其特征在于，由以下重量份的組分組成:聚丙烯120份，竹纖維 40-80份，增韌劑5-10份，相容劑5-10份，抗氧劑0.5-1份，偶聯劑5-10份，增塑劑3-8份，熱穩 定劑5-10，潤滑劑3-8份，阻燃劑5-8份。2. 根據權利要求1所述的一種增韌型竹塑材料，其特征在于，所述塑料為聚乙烯塑料或 聚丙烯塑料。3. 根據權利要求1所述的一種增韌型竹塑材料，其特征在于，所述增韌劑為樹枝狀氯化 聚乙烯。4. 根據權利要求1所述的一種增韌型竹塑材料，其特征在于，所述的相容劑為馬來酸配 接枝聚丙稀。5. 根據權利要求1所述的一種增韌型竹塑材料，其特征在于，所述抗氧劑為酚類抗氧劑 或磷酸鹽(酯)類抗氧劑或其混合物。6. 根據權利要求1所述的一種增韌型竹塑材料，其特征在于，所述的偶聯劑為鋁酸酯或 欽酉支醋。7. 根據權利要求1所述的一種增韌型竹塑材料，其特征在于，所述的增塑劑選自柏木 油。8. 根據權利要求1所述的一種增韌型竹塑材料，其特征在于，所述阻燃劑為氯化石蠟、 八溴醚、三氧化二銻、磷酸三酯或多聚磷酸銨中的一種或多種。9. 一種增塑型竹塑復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 將竹纖維材料置于爆破器內并向爆破器內通入飽和水蒸汽，進行蒸汽處理； 2) 打開爆破器的放料閥，使竹材原料爆破噴放，獲得爆破竹纖維； 3) 將爆破竹纖維進行干燥處理，即得改性竹纖維； 4) 將經過干燥處理的竹纖維和塑料在熱混合機中混合均勻，升溫至90°C加入偶聯劑和 增韌劑，混合5-10分鐘；加入剩余物料;混合20-30分鐘，升溫至150°C，保溫20-30分鐘，冷卻 至50°C出料； 5) 將上述組分投入雙螺桿造粒機中，進行造粒，其工藝條件為機筒溫度為150-170°C， 螺桿轉速為25-30rpm。 6) 將造出的竹基木塑顆粒送入單螺桿擠出機中，通過模具成型，成型機為單螺桿擠出 機，機筒溫度為120-150°(：，螺桿轉速為30-50印111。
【文檔編號】D21B1/36GK105968582SQ201610533526
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月7日
【發明人】方曉鐘, 肖磊, 馬巖, 姚紅焱, 高威威, 李豐奎, 賈紅瀅
【申請人】安徽國風木塑科技有限公司