专利名称：一种竹纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种复合材料，尤其是一种竹纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法。
背景技术：
聚丙烯是目前用量最大的通用塑料之一，但存在热加工时收缩率大，加工和使用过程中以易受光、热、氧和气候影响而发生老化，耐寒性差等原因，用途受到限制。近年来，天然植物纤维作为复合材料增强体的优势越来越引起人们的关注。竹子生长周期短，资源丰富，价格低廉。日前在竹层压材、竹集成材、竹胶合板等以及日用品等产品加工过程中，会产生大量剩余边角料。因此，利用竹角料作为填料或增强体与热塑性塑料复合成代木材料是竹材综合利用的一个重要途径。采用竹粉填充复合材料科降低成本，但是，竹纤维是亲水性物质，表面具有大量的极性官能团，在与塑料的复合过程中，与憎水性的聚丙烯之间存在着较高的界面能差，两种极性不同的材料很难达到充分的表面相互融合。因此如何采用偶联剂使两种材料充分融合成为研究竹纤维聚丙烯复合材料研究的一个难点。中国专利申请号“200710190739. 3”名称为“一种竹纤维增强复合材料”的发明专利，公开了一种以竹材爆破浆纤维为增强材料， 以尼龙、ABS、聚丙烯为基体，结合独特的对撞以干燥技术及在基体树酯中添加一种利用热催化法合成的蜡状羧化聚醚界面改性剂，制作的纤维类增强复合材料，但是该发明的采用改性性使竹纤维和聚苯乙烯或聚丙烯类基体树脂不能有效地融合，从而影响材料的性能。
发明内容
为了克服以上缺陷，本发明要解决的技术问题是提出一种工艺简单，可实现竹纤维和塑料充分融合的竹纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法。本发明所采用的技术方案为一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，原料中各组分的质量份数比如下处理后的竹纤维20-30份，聚丙烯80-120 份，偶联剂5-10份，润滑剂5-8份，其它助剂 0-5份。根据本发明的另外一个实施例，一种竹纤维增强聚丙烯复合材料进一步包括所述的处理后的竹纤维是竹纤维用10-15%的氢氧化钠浸泡，室温放置M-4 !，在用蒸馏水漂洗，105°C烘干8-10h，充分干燥，干燥后水分小于1%，得处理后的竹纤维。根据本发明的另外一个实施例，一种竹纤维增强聚丙烯复合材料进一步包括所述的竹纤维是先经机械粉碎，过200目筛的竹纤维。根据本发明的另外一个实施例，一种竹纤维增强聚丙烯复合材料进一步包括所述的偶联剂是铝酯酸、钛酸酯、硅烷或马来酸酐接枝聚丙烯中的一种。
根据本发明的另外一个实施例，一种竹纤维增强聚丙烯复合材料进一步包括所述的润滑剂是工业石蜡或甘油中的一种或几种。根据本发明的另外一个实施例，一种竹纤维增强聚丙烯复合材料进一步包括所述的其它助剂是硬酯酸、硬酯酸锌、碳黑、氧化锌或二氧化钛中的一种或几种。本发明还公开了一种竹纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法，具体工艺如下(1)竹纤维预处理竹纤维用10-15%的氢氧化钠浸泡，室温放置M_48h，在用蒸馏水漂洗，105°C烘干8-10h，充分干燥，干燥后水分小于1%，得处理后的竹纤维；(2)初混按质量份数比将各组分投入高速混合机中，加热搅拌100-110°C，保温 10-15min，混合搅拌均勻；(3)密炼将初混后的的物料投入密炼机中进行密炼，冷却、经过密炼的混合料用粉碎机粉碎成粒料，烘干Ih ；(4)注塑成型将已烘干的混合料投入到注塑机中，注塑成型得竹纤维增强聚丙烯复合材料制品。根据本发明的另外一个实施例，一种竹纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法进一步包括步骤⑶所述的密炼机三区的密炼温度分别为180°C、185°C、190°C，密炼机转速为 55_65rpm0根据本发明的另外一个实施例，一种竹纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法进一步包括步骤(4)所述注塑成型的料筒射嘴温度为190°C，一段温度为200°C，二段温度为 210°C，注射压力为60-70Mpa，保压压力为50Mpa。本发明的有益效果是本发明的制品密度低，比强度高，环保和价廉；本发明提供的竹纤维增强聚丙烯复合材料加工耗能少，加工设备损耗少，有利于节约能源；本发明所制得的产品拉伸强度、冲击强度和断裂伸长度等综合性能优良，可应用于汽车工业，室内材料装饰及日常生活等领域。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。实施例1一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，包括竹纤维20份、聚丙烯80份、偶联剂5份、润滑剂5份和其他助剂1份。按如下步骤操作(1)竹纤维预处理经机械粉碎、过200目筛的竹纤维经10%的氢氧化钠浸泡过， 室温放置Mh，在用蒸馏水漂洗，105°C烘干8h，充分干燥，干燥后水分小于；(2)按质量份数比将各组分投入高速混合机中，加热搅拌100°C，保温lOmin，混合搅拌均勻；(3)将初混后的的物料投入密炼机中进行密炼，密炼机三区的密炼温度分别为180°c、1850C、1900C，密炼机转速为55rpm。冷却、经过密炼的混合料用粉碎机粉碎成粒料， 烘干Ih ；(4)将已烘干的混合料投入到注塑机中，注塑成型，料筒射嘴温度为190°C，一段温度为200°C，二段温度为210°C，注射压力为60Mpa，保压压力为50Mpa，得竹纤维增强聚丙烯复合材料制品。实施例2一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，包括竹纤维25份、聚丙烯100份、偶联剂7份、 润滑剂6份和其他助剂3份。按如下步骤操作(1)竹纤维预处理经机械粉碎、过200目筛的竹纤维经13%的氢氧化钠浸泡过， 室温放置36h，在用蒸馏水漂洗，105°C烘干9h，充分干燥，干燥后水分小于；(2)按质量份数比将各组分投入高速混合机中，加热搅拌105°C，保温12mi n，混合搅拌均勻；(3)将初混后的的物料投入密炼机中进行密炼，密炼机三区的密炼温度分别为 180°c、1850C、1900C，密炼机转速为60rpm。冷却、经过密炼的混合料用粉碎机粉碎成粒料， 烘干Ih ；(4)将已烘干的混合料投入到注塑机中，注塑成型，料筒射嘴温度为190°C，一段温度为200°C，二段温度为210°C，注射压力为65Mpa，保压压力为50Mpa，得竹纤维增强聚丙烯复合材料制品。实施例3一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，包括竹纤维30份、聚丙烯120份、偶联剂10份、 润滑剂8份和其他助剂5份。按如下步骤操作(1)竹纤维预处理经机械粉碎、过200目筛的竹纤维经15%的氢氧化钠浸泡过， 室温放置48h，在用蒸馏水漂洗，105°C烘干10h，充分干燥，干燥后水分小于；(2)按质量份数比将各组分投入高速混合机中，加热搅拌110°C，保温15min，混合搅拌均勻；(3)将初混后的的物料投入密炼机中进行密炼，密炼机三区的密炼温度分别为 180°C、1850C、1900C，密炼机转速为65rpm。冷却、经过密炼的混合料用粉碎机粉碎成粒料， 烘干Ih ；(4)将已烘干的混合料投入到注塑机中，注塑成型，料筒射嘴温度为190°C，一段温度为200°C，二段温度为210°C，注射压力为70Mpa，保压压力为50Mpa，得竹纤维增强聚丙烯复合材料制品。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
权利要求
1. 一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，原料中各组分的质量份数比如下 处理后的竹纤维20-30份，聚丙烯偶联剂润滑剂其它助剂80-120 份，5-10 份， 5-8 份， 0-5 份。
2.根据权利要求1所述的一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于所述的处理后的竹纤维是竹纤维用10-15%的氢氧化钠浸泡，室温放置Μ-4 !，在用蒸馏水漂洗，105°C 烘干8-10h，充分干燥，干燥后水分小于1 %，得处理后的竹纤维。
3.根据权利要求2所述的一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于所述的竹纤维是先经机械粉碎，过200目筛的竹纤维。
4.根据权利要求1所述的一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于所述的偶联剂是铝酯酸、钛酸酯、硅烷或马来酸酐接枝聚丙烯中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于所述的润滑剂是工业石蜡或甘油中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于所述的其它助剂是硬酯酸、硬酯酸锌、碳黑、氧化锌或二氧化钛中的一种或几种。
7.一种竹纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法，其特征在于，具体工艺如下(1)竹纤维预处理竹纤维用10-15%的氢氧化钠浸泡，室温放置Μ-4 !，在用蒸馏水漂洗，105°C烘干8-10h，充分干燥，干燥后水分小于1%，得处理后的竹纤维；(2)初混按质量份数比将各组分投入高速混合机中，加热搅拌100-110°C，保温 10-15min，混合搅拌均勻；(3)密炼将初混后的的物料投入密炼机中进行密炼，冷却、经过密炼的混合料用粉碎机粉碎成粒料，烘干Ih ；(4)注塑成型将已烘干的混合料投入到注塑机中，注塑成型得竹纤维增强聚丙烯复合材料制品。
8.根据权利要求1所述的一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于步骤( 所述的密炼机三区的密炼温度分别为180 0C、185 0C、190 0C，密炼机转速为55_65rpm。
9.根据权利要求1所述的一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于步骤(4)所述注塑成型的料筒射嘴温度为190°C，一段温度为200°C，二段温度为210°C，注射压力为 60-70Mpa，保压压力为50Mpa。
全文摘要
一种竹纤维增强聚丙烯复合材料，原料中各组分的质量份数为竹纤维20-30份、聚丙烯80-120份、偶联剂5-10份、润滑剂5-8份和其他助剂0-5份。其制备方法为按质量份数比将各组分投入高速混合机中，加热搅拌100-110℃，保温10-15min，混合搅拌均匀；将初混后的的物料投入密炼机中进行密炼，冷却、经过密炼的混合料用粉碎机粉碎成粒料，烘干1h；再把已烘干的混合料投入到注塑机中，注塑成型得竹纤维增强聚丙烯复合材料制品。本发明所制得的产品拉伸强度、冲击强度和断裂伸长度等性能优良，且环保、价廉、应用领域广。
文档编号C08L23/12GK102241856SQ201010173358
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者邱玉珍 申请人:常熟市江顺塑料制品有限公司