[发明专利]竹纤维复合塑料粒子的制备方法及其产品的用途

说明书

技术领域

本发明涉及复合塑料领域，具体涉及一种竹纤维复合塑料粒子的制备方法。

背景技术

用纤维增强塑料的工艺被广泛应用复合材料工业。如用玻璃纤维与碳纤维增强的环氧树脂，用木纤维增强的复合板材等。随着人们对环保的认识，大量的其他植物纤维如竹纤维、草本纤维都可用来制作复合材料。竹纤维由于其强度好，加工简单，来源丰富，已逐步受到工业上的重视。目前已有将竹纤维用于纺织物等，形成商业化的纤维制造业。

热塑性材料如聚氯乙烯(Polyvinylchlorid，PVC)，聚丙烯(PP)，聚乙烯(polyethylene，PE)，ABS(ABS是一种共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadiene-styrene，简称ABS)，PVDF(PVDF树脂主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物)挤塑加工是塑料件制造的基本过程。加工过程中常用到已经复合加工的塑料粒子。除了塑料主体外还有各类添加剂如增强剂，增塑剂，表面处理剂，偶联剂，抗氧化剂等。

竹纤维与热塑性材料复合加工成塑料粒子过程中，两种材料的物理化学特性应能互相兼容。兼容可以通过对塑料材料的改性或对竹纤维的改性或两者兼施来实现，另外也可以采用加入兼容性的偶联剂。为了达到一定强度竹纤维不能过短或过长，过短的纤维如竹粉其产品的强度及拉升性能比长纤维要弱，如果纤维过长其产品的加工性能与塑料原料相差很大。

因此，如何制备兼容性好、强度高的纤维复合塑料材料，尤其是作为原料的竹纤维复合塑料粒子需要采用特殊的制造方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足之处而提供一种兼容性好、强度高的竹纤维复合塑料粒子的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术措施实现：一种竹纤维复合塑料粒子的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将竹纤维进行表面改性处理，采用的表面改性剂为热稳定阳离子型表面活性剂；

(2)将改性后的竹纤维与塑料基体、助剂混合；

(3)将步骤(2)得到的混合物挤塑、造粒，制得产品。

热稳定的定义为分解温度要高于塑料加工温度。在此条件下的阳离子型表面活性剂均可以作为表面改性剂。

本发明采用经表面活性剂处理的竹纤维与塑料原料、润滑剂、抗氧化剂、增塑剂等助剂高速混合均匀，采用螺杆挤出机制成塑料粒子，作为进一步加工为塑料制品的原材料。

竹纤维来自各类竹材。与竹粉不同，竹纤维是经过加工后去除了大部分木质素，多糖，蛋白质，竹油等物质的具有一定长度纤维材料。由于纤维素为极性物质，大部分塑料如PP，PE，PVDF为非极性物质，相互的兼容性很差。竹纤维表面带有大量-OH基团，一般Zeta电位接近于零，往往牢固地吸附着一层水分子。

竹纤维与热塑性材料复合加工成塑料粒子过程中，两种材料的物理化学特性应能互相兼容。兼容可以通过对塑料材料的改性或对竹纤维的改性或两者兼施来实现，另外也可以采用加入兼容性的偶联剂。

本发明通过两步法改性，第一步将表面改性剂与竹纤维混合改变纤维表面极性，第二步将改性后的竹纤维与塑料母体及塑料偶联剂等助剂混合，进一步在混合物中加入其他添加剂，通过挤塑，制造出复合材料粒子。

作为本发明竹纤维复合塑料粒子的制备方法的优选实施方式，所述的竹纤维长度为0.1-2毫米。

作为塑料增强剂，长度的选择主要考虑到强度与以后加工件的厚度。一般讲长度愈长强度愈大。但是如果产品很薄，如0.2毫米的薄膜不宜用大于0.2毫米的纤维为填料。一些发明加竹/木粉，不是纤维，强度差。目前市场上的塑料粒子在3-5毫米。所以纤维不宜太长。

为了达到一定强度竹纤维不能过短或过长，过短的纤维如竹粉其产品的强度及拉升性能比长纤维要弱，如果纤维过长其产品的加工性能与塑料原料相差很大。因此，本发明竹纤维复合塑料粒子的竹纤维长度优选为0.1-2毫米。

作为本发明竹纤维复合塑料粒子的制备方法的优选实施方式，所述的热稳定阳离子型表面活性剂为脂肪铵、季铵盐。

作为本发明竹纤维复合塑料粒子的制备方法的优选实施方式，所述的步骤(1)中，将竹纤维浸渍于表面改性剂中，表面改性剂的浓度为0.5-5wt％，浸渍时间在5-30分钟，浸渍后进行脱水干燥，干燥温度为100～150℃，干燥时间为1～5小时。

干燥主要是脱水。干燥温度可设大于100℃，高于沸点，小于150C，不让竹结构破坏。