[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

说明书

本发明公开了一种天然竹纤维改性PE或PP复合材料，包括以下重量份原料：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。本发明在于通过PE混配料的配方优化降低了复合材料的加工温度，改善了流动加工性，从而减少竹纤维的碳化与损伤；通过偶联剂的科学设计与结构优选，优化了竹纤维的表面处理，有效降低表面张力，改善了竹纤维分布的均匀性，增加其与聚合物基体PE或PP的界面结合强度，从而提高复合材料的综合性能。这种复合材料可以通过挤出、压延和模压多种成型工艺，能应用于获得管材、型材、板材、片材等多种制品。

技术领域

本发明涉及竹纤维改性PE或PP复合材料技术领域，具体涉及一种天然竹纤维改性PE或PP复合材料及其制备方法。

背景技术

随着石油资源的短缺和环保问题的日益突出，对植物纤维的高值化和生态化应用已日益得到人们的重视，并成为近年来新型复合材料的研究开发重点之一。天然竹材的力学性能优越，其拉伸强度比除了麻以外的其他天然材料都高，非常适合于作为复合材料的增强相。此外竹子自身具有抗菌、抑菌、抗紫外、透气性好等特性，且竹子生长迅速、成材快、产量高，是一种资源丰富、生长周期短、环保功能强的可再生材料。因此，本发明致力于发明一种具有良好综合性能的环保型竹纤维改性PE或PP复合材料。

CN101880423 A公开了一种竹纤维或聚丙烯复合材料及其制备方法，该方法首先将聚丙烯、竹纤维、相容剂和增塑剂按一定比例加入捏合机、密炼机或双螺杆挤出机中进行混合后制成竹纤维聚丙烯复合材料，再经过挤出成型、压延成型和模压成型等后道工序制得竹纤维聚丙烯复合材料的片材、板材、管材或型材，可用于制作结构类、装饰类和包装类等制品。其优点是竹纤维是竹子经高温榨取竹油后的副产品，价格低廉、资源丰富，竹纤维或聚丙烯复合材料可进行挤出、压延和模压成型加工，材料性能可通过改变各组分的含量进行调节，增塑剂可提高竹纤维聚丙烯复合材料的加工流动性。竹纤维聚丙烯复合材料可在一定程度上替代木材和塑料，有利于资源环境的保护，但竹纤维与聚丙烯之间相容性差，原料组配效果差，制备的产品反而降低其力学性能，本发明对其进一步的改进处理。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种天然竹纤维改性PE或PP复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种天然竹纤维改性PE或PP复合材料，包括以下重量份原料：

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。

优选地，所述PE或PP复合材料包括以下重量份原料：

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。

优选地，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，再用酸洗中和处理并干燥，得到竹纤维预处理料；

S12：然后再经90～110℃下干燥4～6h，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。

优选地，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％。

优选地，所述碳纳米管偶联剂混合液喷雾处理的具体操作步骤为：