[发明专利]辐照接枝制造型材的方法

说明书

技术领域

本发明属于核辐射技术应用领域，具体涉及一种辐照接枝制造型材的方法。

背景技术

我国现有毛竹栽培面积达几千万亩之多，毛竹生产加工过程中的竹制品废物料是一种竹产品加工的副产物，产量大、分布广。长期以来，我国对竹制品的综合利用进行了广泛深入的研究，获得了许多可供利用的途径。但大量充分利用竹制品加工废物料途径并不多，人们往往将竹制品加工废物料随意倒掉或焚烧，有的用来做生活燃料或烧锅炉，这不但是对资源的极大浪费，在经济上造成巨大损失，而且对环境也造成了很大污染。研究解决竹制品加工废物料的合理再生利用，变废为宝，是一项意义重大的任务。

以竹制品废物料为主要原料制备竹塑复合材料是现今研究的热点，但是，目前市场上生产的竹塑复合材料产品，基本采取化学助剂作为反应引发剂来引发竹塑相结合，再在不同的工艺条件下挤出成型。制备得到的复合材料中均含有一定的化学成分，对环境有一定的污染，不利于清洁生产的要求。

公开号CN102229749A的发明专利申请公开了一种新型竹塑复合材料，组分及质量份数包括：聚丙烯40-100，竹粉或竹纤维100-40，相容剂3-15，增韧剂3-15，偶联剂0-5，润滑剂0.5-8，成核剂0-15，其它助剂0-8。公开号CN101747645A的发明专利申请公开了一种竹塑复合材料的制备方法，包括：采用改性竹纤维、载体树脂和混合助剂按下列重量百分比：10-15％、50-85％和2-5％，在温度为180-190℃，压力为2.5-4.0MPa的条件下，采用搅拌机混合5-10min，再将上述搅拌的混合物料送入双螺杆挤出机中挤出产品。通过这两种方法，能制得性能良好的竹塑材料，但其工艺较复杂，化学助剂种类多，含有毒有害化学物质，不符合清洁生产和环保的要求。

公开号CN1887968A的发明专利申请公开了一种利用竹制品废物料合成的型材及其制备方法，制备步骤包括：将竹制品加工后的废物料干燥至水分含量在6-10％，然后粉碎至100-400目；按比例取配料，将配料搅拌混合均匀后置于揉炼机中，在150-180℃条件下揉炼15-20分钟；揉炼后的混合料用双螺旋挤出机挤出冷却成型；其中，配料包括竹粉、塑料树脂、纳米级碳酸钙、阻燃剂、防老化剂、润滑剂和增亮剂。该方法工艺简单，不使用化学粘合剂，但所制得的型材竹塑聚合效果不好，型材的力学性能仍不够理想。

发明内容

本发明提供了一种辐照接枝制造型材的方法，工艺简单，助剂用量少，清洁环保，制得的竹制品废物料合成型材具有良好的力学性能和热稳定性，无污染、耐腐蚀、耐老化、成本低。

一种辐照接枝制造型材的方法，包括：

(1)将竹粉和钛酸异丙酯混合，揉炼，得到混炼料；

(2)在惰性气体保护下，对混炼料进行辐照处理，得到接枝改性混炼料；

(3)将接枝改性混炼料和热塑性树脂混合，揉炼；揉炼完成后添加填料，混匀，挤出成型，制得型材；

其中，各原料用量占所有原料总量的重量百分比为：竹粉40-60％、钛酸异丙酯3-5％、热塑性树脂30-40％、填料5-15％。

由于竹粉中主要成分为纤维素，纤维素表面含有大量的羟基和酚醛基官能团，使分子内和分子间具有极性很强的氢键，致使竹粉具有吸水性和表面的强极性；而热塑性树脂多为非极性物质，具有疏水性基团，因此，竹粉和热塑性树脂间的界面相容性很差，界面粘结力很差。通过所述的辐照处理，可以使纤维素末端的官能团产生自由基，钛酸异丙酯具有两个以上的官能团，与纤维素末端的官能团结合，即可实现对纤维素的接枝改性。经接枝改性的纤维素更容易与热塑性树脂聚合。

所述的竹粉由竹制品加工废物料经干燥、粉碎后得到。

为了节省成本和综合利用，所述的竹制品加工废物料可以为竹丝、竹屑和竹刨花中的至少一种。

所述竹粉的水分质量含量优选为8-10％，即干燥时，将竹制品加工废物料干燥至水分质量含量为8-10％。水分含量过高不利于聚合，且水分过多会使材料发泡，影响产品的力学性能。该水分含量条件下，最有利于竹塑聚合，且型材的力学性能较好。

所述竹粉的粒径优选为80-100目，能有效地减少原料相互之间的空间距离、增大粉末之间的接触面积，制得的型材产品致密性好、密度大，同时具有良好的力学性能。

所述的热塑性树脂可以为聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。为了节省成本和综合利用，所述热塑性树脂可选用废旧PE、PP。