[发明专利]一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：由下列组份按重量份组成：

聚丙烯树脂：60-80；

竹纤维：10-30；

相容剂：0.5-2；

偶联剂：0.5-2；

化学改性剂：0.8-1.5

抗氧剂：0.2-0.6；

热稳定剂：0.2-0.6；

紫外吸收剂：0.2-0.6；

分散剂：0.1-0.6；

加工助剂：0.2-1.0  。

2.根据权利要求1所述的一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙稀和/或共聚聚丙烯，聚丙烯树脂的熔体流动速率为10-25g/10min。

3.根据权利要求1所述的一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述竹纤维为1-3年生的新生竹制取的纤维，其纤维素含量为60%以上。

4.根据权利要求1所述的一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）或聚丙烯接枝苯乙烯（PP-g-PS）。

5.根据权利要求1所述的一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述偶联剂为选自硅烷类KH550、KH560、KH570中一种，或钛酸酯类NDZ-101、NDZ-40中一种。

6.根据权利要求1所述的一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述化学改性剂为二氢-2,5-二氧代呋喃、吡啶甲酸铬或铝酸酯。

7.根据权利要求1所述的一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述热稳定剂为选自硫醇甲基锡、马来酸辛基锡或硫酸亚锡。

8.根据权利要求1所述的一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为四(β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）、硫代二丙酸双十八醇酯（DSTDP）中一种或两种。

9.根据权利要求1所述的一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的加工助剂为硬脂酸钙（Ca-St₂）、乙撑双硬脂酰胺（EBS）或改性乙撑双硬脂酰胺（TAF）

根据权利要求1所述的一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2-（2'-羟基-5'-甲基苯基）苯并三氮唑 、2，4-二羟基二苯甲酮 、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-（2'-羟基-3'，5'-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑或聚烯烃基炭黑母粒。

10.根据权利要求1所述的一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述分散剂为二聚磷酸钠、三乙基己基磷酸钠、十二烷基硫酸钠或脂肪酸聚乙二醇酯。

11.一种制备如权利要求1所述一种改性竹纤维增强聚丙烯复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）天然竹纤维的制备：

将天然的竹子经加热处理工序后制成竹麻，竹麻经酸处理、碱处理、捶打漂白工序、发酵工序和梳理剪切工序得到一定长度的天然竹纤维，短切天然纤维经超声波分散，微波加热快速脱水、干燥。

12.（2）竹纤维复合改性：

将（1）得到的干燥短切天然竹纤维用硅烷偶联剂进行表面涂覆后和相容剂、分散剂经高速加热混合机反应，相容剂中的马来酸酐先与天然纤维中的羟基(—OH)发生酯化反应；反应过程产生的羧基(—COOH)再与天然纤维中的羟基(—OH)发生后继的酯化反应，最后得改性竹纤维；

（3）改性竹纤维增强聚丙烯复合材料的制备：

按质量配方比例先将聚丙烯树脂、化学改性剂、热稳定剂、加工助剂、紫外吸收剂、抗氧剂一起投入到高速加热混合机中进行混合分散后加入双螺杆挤出机中，再将（2）中改性竹纤维从挤出机的侧喂料口加入，进行熔融造粒，改性竹纤维与聚丙烯树脂充分塑化，再通过口模定型、水冷、风干、切粒后得到天然的改性竹纤维增强聚丙烯复合材料。

13.根据权利要求12所述方法，其特征在于：所述步骤（1）中微波加热的时间为2-5min；所述步骤（3）中双螺杆挤出机的长径比为35-40∶1，熔融造粒的温度为160-210℃。