[发明专利]一种天然竹纤维改性PE或PP复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种天然竹纤维改性PE或PP复合材料，其特征在于，包括以下质量份原料：

30～70质量份的改性竹纤维、25～65质量份的PE或PP混配料、3～10质量份的有机高分子处理剂、0.55～1.2质量份的加工助剂；

所述改性竹纤维的改性方法为：

S11：将60～100目竹纤维经5～10%碱处理后，然后采用水洗，再用酸洗中和处理，得到竹纤维预处理物；

S12：然后再经90～110℃下干燥4～6h，再在60～80℃下进行碳纳米管偶联剂混合液喷雾处理并经质子辐照后装袋密封，活化20h以上时间后，得到改性竹纤维；

所述PE或PP混配料为：

其中PE混配料为40～50质量份的HDPE、40～50质量份的LLHDPE和8～12质量份的UHMWPE高速混合并干燥后制得PE混配料；HDPE熔融指数为15～20g/10min、LLHDPE熔融指数为20～40g/10min、UHMWPE的分子量为300～600万；

其中PP混配料为PP管道料;所述有机高分子处理剂为带有极性基接枝链或嵌段链的高分子增容剂，线型高分子超分散剂和高熔体流动速率而低熔点的高聚物。

2.根据权利要求1所述的一种天然竹纤维改性PE或PP复合材料，其特征在于，所述PE或PP复合材料包括以下质量份原料：

50质量份的改性竹纤维、45质量份的PE或PP混配料、6.5质量份的有机高分子处理剂、0.90质量份的加工助剂。

3.根据权利要求1所述的一种天然竹纤维改性PE或PP复合材料，其特征在于，所述碱采用NaOH或KOH，酸采用10%乙酸；

所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的至少一种，其用量为竹纤维质量的1～3wt%。

4.根据权利要求1所述的一种天然竹纤维改性PE或PP复合材料，其特征在于，所述碳纳米管偶联剂混合液喷雾处理的具体操作步骤为：

S101：将碳纳米管置于2-3倍的乙醇溶剂中分散，形成悬浮液，然后加入碳纳米管总量6-10%的锆酸四丁酯、1-4%的十五烷基酚，于45-65℃下搅拌反应1-2h，搅拌转速为450-550r或min，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性碳纳米管；

S102：壳聚糖、醋酸按照重量比1:5混合，得到壳聚糖溶液，然后加入壳聚糖溶液总量1-5%的氯化钐、竹粉总量1-3%的偶联剂、2-6%的改性碳纳米管，搅拌混合充分，得到喷雾剂；

S103：将喷雾剂按照重量比1:4喷涂到S12的产物上，再质子辐照100-500W，辐照时间为1-5min，即可。

5.根据权利要求1所述的一种天然竹纤维改性PE或PP复合材料，其特征在于，所述加工助剂包含润滑剂、抗菌剂、抗老化剂、紫外吸收剂、抗氧剂，其中润滑剂为PE蜡或漆仔蜡的至少一种，含量为0.15-0.25%；抗菌剂为甲壳素、芥末、蓖麻油中的至少一种，含量为0.05-0.15%；抗老化剂为HS-622或HS-962，含量为0.2-0.4%；紫外吸收剂为UV328 或UV531：0.1-0.25% ；抗氧剂为225或215：0.05-0.15%。

6.一种如权利要求1-5任一项所述天然竹纤维改性PE或PP复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：原料的称取；

步骤二：将改性竹纤维、PE或PP混配料、有机高分子处理剂和加工助剂进行混合、熔融挤出和风干造粒，通过均匀混合及塑化后制得竹纤维改性PE或PP复合材料；

所述混合、熔融挤出和造粒过程采用双螺杆挤出机完成，熔融挤出过程分为十一个工作温区，温度设置为：一区120～140℃，二区～十区135～150℃，头区温度：130～140℃；熔融挤出过程中的螺杆转速为50～200rpm，造粒过程采用风干造粒，其加工温度比通用PE或PP料显著降低。

7.一种如权利要求1-6任一项所述天然竹纤维改性PE或PP复合材料适用于挤出、压延和模压多种成型工艺，应用于获得管材、型材、板材、片材多种制品。