[发明专利]竹炭与改性聚烯烃复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型环保的竹炭复合材料，特别涉及一种以竹炭微粉和改性聚烯烃为主要原料制备的新型复合材料。

背景技术

竹炭是一种性能良好、有广阔发展空间的多功能材料，它是竹材在高温、缺氧(或限制性地通入氧气)的条件下，受热分解而得到的固体产物。

竹炭具有以下优良性能：1、与木炭相比，竹炭具有特殊的微小构造和较大的比表面积，因而具有较强的吸附能力等优良功能，可作为新型的炭吸附材料和环境保护材料，广泛用于吸附异味、净化水质等；2、竹炭还有一定的导电性，可以作为静电屏蔽材料使用，更为重要的是可与各种聚合物复合成型加工；3、木粉、竹粉等其它生物质的加工温度均在200℃以下，而竹炭是竹材高温下炭化的产物，因此竹炭可耐高温成型，加工温度宽泛；4、竹炭的来源广泛，价格低廉。

已有众多学者研究了竹炭的优良性能，在竹炭复合材料方面也有学者进行了相关研究，例如，李晓燕等发表的《聚苯胺/竹炭复合材料的制备及性能研究》(《林产化学与工业》，2011年01期)；杨磊发表的《竹炭基功能型复合板材的研制》(《莆田学院学报》，2006年02期)；邓丛静等发表的《竹炭/硅橡胶高导电复合材料的制备及性能研究》(《南京林业大学学报(自然科学版)》，2010年06期)。然而，鲜少有针对用途广泛且价格便宜之热塑性塑料与竹炭的复合材料的研究。为进一步推动我国竹业产业化的进程，拓展竹炭产品的应用领域是很有必要的。例如，通过制备竹炭和其它物质的新型复合材料，实现竹炭吸附性能与其它物质特殊性能的有效结合，如负载微生物、生物酶、光催化剂等，以用于废水处理、环境保护和治理等应用领域。

因此，用竹炭与改性聚烯烃制备新型复合材料的研究顺应了21世纪材料发展与环境相协调的趋势。利用竹炭与改性聚烯烃类热塑性塑料复合制备更为质优价廉的材料，不仅提升了传统的竹材产业，还提高了产业附加值，对促进我国相关行业的发展具有积极的意义。

如中国专利申请公开第102304244A号所揭示的一种竹塑板，其以PE、PP、PS或ABS塑料为主原料，添加托玛琳矿石粉、竹炭粉、竹纤维、粘合剂、润滑剂、偶联剂，将上述材料在搅拌器中混合搅拌，铸压成型竹塑板。然而，这种竹塑板由主原料和各种配剂直接混合搅拌制备，主原料未经改性处理而难以与竹炭有效复合。

又如中国专利申请公开第103319840A号所揭示的一种新型高导热纳米复合材料，由以下重量百分比的原料及其配比制成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物70-75％；环氧树脂10-15％；高分子增韧剂0.1-0.5％；纳米二氧化硅2-5％；溶剂1-3％；竹炭纤维5-10％；余量为填料。然而，这种新型高导热纳米复合材料由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和各种配剂直接混合搅拌制备，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物未经改性处理而难以与竹炭有效复合。

再如中国专利申请公开第103613822A号所揭示的一种高压聚乙烯发泡材料，其由下列重量份的原料制成：高压聚乙烯100、偶氮二甲酰胺5-6、麦饭石粉2.3-2.5、石英砂粉40-45、柠檬酸三乙酯3.6-3.8、竹炭粉4-6、二烷基二硫代磷酸锌2.0-2.5、二茂铁3-4、氧化锌2-3、改性填料6-8。然而，这种高压聚乙烯发泡材料由高压聚乙烯和各种配剂直接混合搅拌制备，高压聚乙烯未经改性处理而难以与竹炭有效复合。

因此，提供一种能够充分结合利用竹炭和聚烯烃各自优良性能的复合材料成为业内急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种竹炭与改性聚烯烃复合材料及其制备方法，其能够充分结合利用竹炭和聚烯烃的各自优良性能。

根据本发明的一个方面，提供一种竹炭与改性聚烯烃复合材料，其包括按质量份计的以下组分：

其中，改性聚烯烃塑料由按质量份计的以下组分制备而成：

聚烯烃塑料          50～100份；

复合改性剂          1～5份；以及

引发剂              0.1～0.5份。

可选择地，聚烯烃塑料可以为以下组分中的一种或至少两种的混合物：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚烯烃弹性体(POE)、以及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)。

可选择地，复合改性剂可以为马来酸酐或马来酸酐与以下组分中的一种或至少两种的混合物：苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、以及丙烯腈。