[发明专利]一种竹纤维‑聚氯乙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种竹纤维-聚氯乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

随着全民的环保意识逐渐增强，对可再生、易降解以及健康无污染材质的开发利用越来越得到广泛的重视。竹纤维是从自然生长的竹子中提取出的纤维素纤维，其具有良好的透气性、吸水性和染色性等，具备天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能，竹纤维被大量运用于纺织品、医疗器械以及造纸等行业中。聚氯乙烯材料具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性且质轻易搬运。聚氯乙烯塑料因其制造成本低廉、加工简单以及成品耐用等特性而被广泛应用于各行各业。竹纤维-聚氯乙烯复合材料兼具了其两种组成材质的优点，使用竹纤维-聚氯乙烯复合材料制作的板材表面光洁、质地密实，既克服了竹质板材易变质、强度低等缺陷，又克服了聚氯乙烯材料模量低等缺点，具有较好的吸湿防潮、抗蛀虫、易降解等性能，是一种新型的环保材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种竹纤维-聚氯乙烯复合材料及其制备方法。本发明提供以下技术方案：

一种竹纤维-聚氯乙烯复合材料，由如下质量份数的组份配制而成：竹纤维40-80份、聚氯乙烯50-100份、增韧剂10-50份、偶联剂2-4份、增容剂5-10份、热稳定剂20-25份、润滑剂4-15份、增塑剂2-12份。

优选的，所述偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、硅烷中的一种或几种。

优选的，所述增韧剂为羟丙基甲基纤维素、丙酸纤维素中的一种或两种。

优选的，所述增容剂为丙烯酸酯与马来酸酯的接枝物或共聚物。

优选的，所述热稳定剂为蓖麻油酸锌、烷酸钙中的一种或两种。

优选的，所述润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸中的一种或几种。

优选的，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯、环氧大豆油中的一种或两种。

一种竹纤维-聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将竹纤维放入100-110℃的烘箱中干燥10-20min，去除水分；

(2)在竹纤维表面均匀涂抹增塑剂，涂抹量为所述增塑剂能全部覆盖所述纤维表面；

(3)将所述涂抹增塑剂后的竹纤维放在平板硫化机上压20min，压力为5Mpa，然后干燥10-15min，得改性竹纤维；

(4)将上述改性竹纤维和聚氯乙烯在热混合机中混合均匀，同时加入增韧剂、偶联剂、增容剂、热稳定剂、润滑剂和增塑剂混合均匀，控制混合温度为100-120℃，转速在200-400r/min；混合均匀后冷却至20-40℃，得预混料。

(5)将上述预混料送入双螺杆造粒机中进行造粒，其中造粒机机筒温度为140-170℃，转速为20-50r/min。

(6)将上述造粒后的材料送入双螺杆挤出机挤出成型，分切，冷却，即得竹纤维-聚氯乙烯复合材料。

本发明的优点是：

1、本发明的竹纤维-聚氯乙烯复合材料质量轻、无毛刺、耐腐蚀、防虫防潮且具有更强的力学性能，实现了植物纤维与人工高分子材料的复合，应用范围更广泛；

2、本发明将涂抹增塑剂后的竹纤维再经过硫化机进行按压处理，使得增塑剂能够均匀的渗透入竹纤维，增大了竹纤维与增塑剂的接触程度，使两者之间的化学反应更彻底；

3、本发明首先将竹纤维进行表面处理后再与各成分进行混合，使得亲水性的竹纤维和憎水性的聚氯乙烯之间有更好的界面相容性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种竹纤维-聚氯乙烯复合材料，由如下质量份数的组份配制而成：

竹纤维40份

聚氯乙烯50份

增韧剂羟丙基甲基纤维素10份

偶联剂钛酸酯2份

增容剂马来酸酐接枝聚丙烯5份

热稳定剂蓖麻油酸锌20份

润滑剂聚乙烯蜡4份

增塑剂柠檬酸三丁酯2份。

其具体制备方法为：

a)将竹纤维放入105℃的烘箱中干燥15min，去除水分；

b)在竹纤维表面均匀涂抹0.5份增塑剂以全面覆盖竹纤维表面；

c)将所述涂抹增塑剂后的竹纤维放在平板硫化机上压20min，压力为5Mpa，然后干燥10-15min，得改性竹纤维，所述硫化机的型号为XLB25-D；

d)将上述改性竹纤维和聚氯乙烯在热混合机中混合均匀，同时加入增韧剂、偶联剂、增容剂、热稳定剂、润滑剂和剩余增塑剂混合均匀，控制混合温度为110℃，转速在300r/min；混合均匀后冷却至30℃，得预混料。