[发明专利]一种用改性氧化锌-硅藻土制备防霉抑菌且阻燃的竹塑复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种用改性氧化锌‑硅藻土制备防霉抑菌且阻燃的竹塑复合材料的方法，将竹渣干燥后粉碎，用NaOH溶液浸泡处理，再与硅烷偶联剂乙醇溶液混合，加热回流反应得到碱‑硅烷偶联剂复合改性的竹粉；将硅烷偶联剂改性纳米氧化锌与乙醇混合分散后喷洒在复合改性竹粉上，烘干得到防霉改性竹粉；将硅藻土干燥后用硅烷偶联剂干法处理，再与聚磷酸铵和季戊四醇复配得膨胀型阻燃剂；将PA6干燥后与防霉改性竹粉、膨胀型阻燃剂和改性剂混匀，熔融共混，冷却造粒。本发明对竹塑复合材料的制备方法进行了特殊的改进处理，有效的改善了竹塑复合材料的综合使用品质，制得的聚丙烯复合塑料具有很强的防霉抑菌能力，且力学特性优良，阻燃性能好。

技术领域

本发明属于竹塑复合材料领域，具体涉及一种用改性氧化锌-硅藻土制备防霉抑菌且阻燃的竹塑复合材料的方法。

背景技术

竹塑复合材料是适合我国国情的一种环保材料，它充分利用了我国丰富的竹子资源，与热塑性高聚物共混成型后，竹塑复合材料具有竹纤维和高分子材料的优点，能代替纯塑料制品，有利于解决环境问题。竹子在我国分布广、生长快，竹纤维强度高、硬度大，竹子中竹纤维的含量大，这些因素使得竹纤维成为一种价格低廉、性能优良的聚合物共混填料。然而，竹纤维与树脂基体的相容性不好，共混后的竹塑复合材料机械性能变差，制约了材料的推广使用。尼龙6（PA6）是一种重要的工程塑料，广泛应用于汽车行业、电子电气产品、家用电气产品。然而，纯PA6制品低温冲击强度低、吸水后性能变差以及纯PA6制品成本较高，尤其是大量填料加入尼龙后，使得纯PA6制品广泛使用受限，并且，复合材料的防霉抑菌、阻燃性能不足。

针对竹纤维/尼龙6复合材料相容性不好的问题，本发明选取先用碱处理方法处理竹粉，再用硅烷偶联剂处理，得到复合改性的竹粉；再用硅烷偶联剂改性纳米氧化锌处理复合改性的竹粉，提高复合材料的防霉抑菌性能；掺加硅藻土、聚磷酸铵和季戊四醇复配得到的膨胀型阻燃剂，可以促进聚合物成炭，提高阻燃效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用改性氧化锌-硅藻土制备防霉抑菌且阻燃的竹塑复合材料的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用改性氧化锌-硅藻土制备防霉抑菌且阻燃的竹塑复合材料的方法，包括如下步骤：

（1）竹粉的复合改性：将竹渣干燥后粉碎过筛，在NaOH溶液中浸泡处理，得到碱处理竹粉，再与硅烷偶联剂KH550的乙醇溶液混合，加热回流反应得到碱-硅烷偶联剂KH550复合改性的竹粉；

（2）复合改性竹粉的防霉处理：将硅烷偶联剂改性纳米氧化锌与乙醇按质量比1:8-10混合超声分散后分多次喷洒在（1）中所得复合改性的竹粉上，烘干得到防霉改性竹粉；

（3）将无机填料硅藻土干燥后用硅烷偶联剂KH550进行干法处理，得到经过表面处理的硅藻土，再与聚磷酸铵和季戊四醇复配，得到膨胀型阻燃剂；

（4）竹塑复合材料的制备：将90-110份PA6在真空干燥箱中干燥后，与（2）中所得防霉改性竹粉、（3）中所得膨胀型阻燃剂和改性剂均匀混合，在双螺杆挤出机中熔融共混，水冷却造粒。

进一步的，步骤（1）中竹粉的复合改性方法如下：

碱处理竹粉：将25-30份竹渣在94-96℃下干燥6-7h后，投入高速混合机中粉碎，经粉碎的竹粉用100目滤筛过筛，按浴比10-20:1在质量分数为10%的NaOH溶液中浸泡处理20-24h，用清水洗涤至中性，放入104-106℃电热鼓风干燥箱中干燥24-25h，用高速粉碎机剪切、分散均匀；

偶联剂处理竹粉：将0.5-0.6份偶联剂KH550与乙醇1:15-25混合，搅拌分散均匀，缓慢加入碱处理竹粉，加热至反应温度80-82℃，回流反应25-30min后，冷却、抽滤，用蒸馏水洗涤至中性，在98-102℃下干燥20-24h后研磨，得到碱-硅烷偶联剂KH550复合改性竹粉。